CN106063109B - 半导体模块 - Google Patents

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Abstract

本发明为了能在不搭载专用的温度检测IC的情况下检测壳体整体的过热。控制IGBT(1～6)的控制IC(11～16)除了具备判断IGBT(1～6)的芯片的过热状态的过热检测比较器(31～36)以外，还具备判断壳体的过热状态的过热检测比较器(51～56)。过热检测比较器(51～56)的输出被输入至AND电路(71)，在所有的过热检测比较器(51～56)均判断为处于壳体过热状态时，AND电路(71)输出高电平的保护动作信号，并且警报输出电路输出警报信号。由于基于形成于各个IGBT(1～6)的温度检测用二极管(1a～6a)所获得的芯片温度来检测芯片的过热状态及壳体的过热状态，因此无需壳体过热保护用的温度检测IC，壳体过热的检测精度得到提高。

Description

半导体模块
技术领域
本发明涉及半导体模块，尤其涉及将用于功率转换的开关元件、二极管及控制IC(Integrated Circuit：集成电路)内置于一个封装中的半导体模块。
背景技术
在用于功率转换的逆变器电路等中，将低损耗、高频化特性优异的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)用作开关元件。这样的IGBT从单个的元件发展成将保护用的二极管(续流二极管)、包含驱动电路及各种保护电路等周边电路的控制IC装入模块内部而得到的IPM(Intelligent Power Module：智能功率模块)。
图11是表示现有的IPM的内部结构的一个示例的图。
该图11所示的IPM100中，构成输出三相交流电压的逆变器。因此，IPM100具有正极电源端子P、负极电源端子N及输出端子U、V、W，并内置有6个IGBT101～106。IGBT101～106通过分别搭载于同一电路图案上的保护用的二极管111～116而反相并联连接。正极电源端子P和负极电源端子N之间分别串联连接有IGBT101、102、IGBT103、104、及IGBT105、106，以构成三组臂部。此外，U、V、W相的各臂部的中间连接部分别连接到输出端子U、V、W。
IGBT101～106在各自表面(发射极端子)的中央经由绝缘层形成具有PN结的温度检测用二极管。由此，IGBT101～106通过对温度检测用二极管的具有温度依赖性的正向电压进行监视，从而能观测到接近结温的芯片温度。
IGBT101～106的栅极端子及温度检测用二极管连接到控制IC121～126。控制IC121～126对IGBT101～106进行开关控制，并在温度检测用二极管中流过恒定电流，检测出IGBT101～106的过热状态。
IPM100除了检测芯片温度的元件以外，还内置有专用于检测壳体温度的温度检测IC131。该温度检测IC131搭载于绝缘基板的一部分，并检测该位置的温度，由此检测出IPM100的壳体的过热状态。一般利用热敏电阻作为温度检测IC131的温度检测元件(例如参照专利文献1)，此处，利用将与IGBT101～106的温度检测用二极管具有相同结构的二极管形成在温度检测IC131的裸芯片上而得到的构件。
图12是表示现有的IPM的过热保护电路的电路图，图13是表示温度检测用二极管的温度特性的图，图13(A)表示芯片过热保护时的温度对过热检测电压，图13(B)表示壳体过热保护时的温度对过热检测电压。
如图12所示，控制IC121～126分别连接到IGBT101～106。即，控制IC121～126分别包括输出栅极电压的输出端子OUT、接地端子GND、过电流检测端子OC、过热检测端子OH。
输出端子OUT连接到IGBT101～106的栅极端子，接地端子GND连接到IGBT101～106的发射极端子，过电流检测端子OC连接到IGBT101～106的电流感测用发射极端子。
过热检测端子OH在控制IC121～126内与恒流源141和过热检测比较器142的反相输入端子相连接，过热检测比较器142的非反相输入端子与基准电压源143相连接。过热检测端子OH连接到IGBT101～106的温度检测用二极管107的阳极端子，温度检测用二极管107的阴极端子经由接地端子GND连接到控制IC121～126的接地电位。
温度检测用二极管107始终流过由恒流源141产生的恒定电流，与IGBT101～106的芯片温度相对应的正向电压被施加于过热检测比较器142的反相输入端子。此处，温度检测用二极管107的温度特性如图13的(A)所示，具有负的温度特性，基准电压源143输出与175℃的温度相对应的电压VOH1。由此，在芯片温度小于175℃时，过热检测比较器142输出低电平的保护动作信号，若芯片温度成为175℃以上的高温，则输出高电平的保护动作信号。若输出该高电平的保护动作信号，则控制IC121～126在从警报输出电路输出警报信号的同时，进行使IGBT101～106全部截止的控制。
另一方面，温度检测IC131包括温度检测用二极管132、恒流源133、过热检测比较器134。温度检测用二极管132的阳极端子与恒流源133和过热检测比较器134的反相输入端子相连接，阴极端子接地。过热检测比较器134的非反相输入端子与基准电压源135相连接。
温度检测用二极管132始终流过由恒流源133产生的恒定电流，与壳体温度相对应的正向电压被施加于过热检测比较器134的反相输入端子。此处，温度检测用二极管132的温度特性如图13的(B)所示，具有负的温度特性，基准电压源135输出与125℃的温度相对应的电压VOH2。由此，在壳体温度小于125℃时，过热检测比较器134输出低电平的保护动作信号，若壳体温度成为125℃以上的中温，则输出高电平的保护动作信号。若输出该高电平的保护动作信号，则温度检测IC131在从警报输出电路输出警报信号的同时，进行使IGBT101～106全部截止的控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2002-184940号公报(段落[0109])
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，现有的IPM中具有如下问题：需要用于进行壳体的过热检测的专用的温度检测IC,并且，壳体的过热检测仅在搭载有温度检测IC的部位这一点进行，即使在其他地点发生过热，也无法进行检测。
本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于提供一种无需专用的温度检测IC并能检测出壳体整体的过热的半导体模块。
解决技术问题的技术方案
本发明为了解决上述技术问题，提供如下的半导体模块，该半导体模块在一个封装中内置有多个开关元件、保护开关元件的多个二极管、及控制开关元件的多个控制电路，其中，多个所述开关元件分别形成有用于进行芯片温度检测的温度检测元件。该半导体模块的特征在于，控制电路分别具备将温度检测元件所获得的检测温度与用于壳体的规定的基准温度进行比较的比较器，并且控制电路的至少一个具备逻辑与电路，该逻辑与电路接受比较器中的至少两个的输出来判断壳体是否发生了过热。
发明效果
上述结构的半导体模块不具有专用的温度检测IC就能检测壳体的过热，因此具有能削减元器件数量的优点。由于直接检测发热源即芯片的温度来作为壳体过热保护的动作温度，因此能提高检测精度。
本发明的上述内容及其它目的、特征及优点可通过与示出优选实施方式作为本发明的示例的附图相关联的以下说明来进一步明确。
附图说明
图1是表示实施方式1所涉及的半导体模块的电路结构例的图。
图2是表示温度检测用二极管的温度特性的图。
图3是表示实施方式2所涉及的半导体模块的电路结构例的图。
图4是表示实施方式3所涉及的半导体模块的电路结构例的图。
图5是表示实施方式4所涉及的半导体模块的电路结构例的图。
图6是表示实施方式5所涉及的半导体模块的电路结构例的图。
图7是表示实施方式6所涉及的半导体模块的电路结构例的图。
图8是表示实施方式7所涉及的半导体模块的电路结构例的图。
图9是表示实施方式8所涉及的半导体模块的电路结构例的图。
图10是表示实施方式9所涉及的半导体模块的电路结构例的图。
图11是表示现有的IPM的内部结构的一个示例的图。
图12是表示现有的IPM的过热保护电路的电路图。
图13是表示温度检测用二极管的温度特性的图，图13(A)表示芯片过热保护时的温度对过热检测电压，图13(B)表示壳体过热保护时的温度对过热检测电压。
具体实施方式
下面，对于本发明的实施方式，参照附图，以应用于下述IPM的情况为例进行详细说明，该IPM具有构成为通过对6个IGBT进行开关控制来输出三相交流电压的逆变器功能。另外，对于各实施方式，可在没有矛盾的范围内将多个实施方式组合实施。
图1是表示实施方式1所涉及的半导体模块的电路结构例的图，图2是表示温度检测用二极管的温度特性的图。
实施方式1所涉及的半导体模块具备多个IGBT，此处为6个IGBT1～6，各个IGBT1～6以紧密接触的方式形成有温度检测用二极管1a～6a。
作为控制电路的控制IC11～16分别包括输出栅极电压的输出端子OUT、接地端子GND、过电流检测端子OC、过热检测端子OH。此处，输出端子OUT连接到IGBT1～6的栅极端子，接地端子GND连接到温度检测用二极管1a～6a的阴极端子，过电流检测端子OC连接到IGBT1～6的电流感测用发射极端子。接地端子GND还连接到IGBT2、4、6的发射极端子。
控制IC11～16包括恒流源21～26、芯片过热检测用的过热检测比较器31～36、基准电压源41～46、壳体过热检测用的过热检测比较器51～56、基准电压源61～66、AND(逻辑与)电路71～76。这里，过热检测比较器31～36及基准电压源41～46构成芯片过热保护电路，过热检测比较器51～56、基准电压源61～66及AND电路71～76构成壳体过热保护电路。
恒流源21～26与过热检测比较器31～36、51～56的反相输入端子和过热检测端子OH相连接。过热检测比较器31～36、51～56的非反相输入端子与基准电压源41～46、61～66相连接。过热检测比较器31～36的输出端子与未图示的警报输出电路及栅极切断控制电路相连接。过热检测比较器51～56的输出端子与过热检测端子51a～56a相连接，并与AND电路71～76的一个输入相连接。AND电路71～76的输出端子与未图示的警报输出电路及栅极切断电路相连接。AND电路71～76具有多个输入，此处为6个输入。AND电路71的第2～6个输入分别连接控制IC12～16的过热检测端子52a～56a。
控制IC11～16的过热检测端子OH连接到IGBT1～6的温度检测用二极管1a～6a的阳极端子，温度检测用二极管1a～6a的阴极端子经由接地端子GND连接到控制IC11～16的接地电位。
温度检测用二极管1a～6a始终流过由恒流源21～26产生的恒定电流，与IGBT1～6的芯片温度相对应的正向电压作为过热检测电压被输出到过热检测端子OH。过热检测端子OH的过热检测电压被施加于芯片过热检测用的过热检测比较器31～36的反相输入端子和壳体过热检测用的过热检测比较器51～56的反相输入端子。此处，如图2所示，温度检测用二极管1a～6a的温度特性具有负的温度特性，即：温度变得越高，则过热检测电压变得越低。芯片过热保护电路的基准电压源41～46输出与175℃的温度相对应的电压VOH1，壳体过热保护电路的基准电压源61～66输出与125℃的温度(规定的基准温度)相对应的电压VOH2。另外，基准电压源41～46、61～66输出的过热检测阈值电压也能选择与175℃及125℃以外的其他值相对应的电压。
由此，在IGBT1～6的芯片温度小于175℃时，过热检测比较器31～36输出低电平的保护动作信号，若IGBT1～6的任一个IGBT的芯片温度成为175℃以上的高温，则输出高电平的保护动作信号。输出该高电平的保护动作信号的控制IC11～16在从警报输出电路输出警报信号的同时，进行使IGBT1～6全部截止的控制。
此外，在IGBT1～6的芯片温度小于125℃时，过热检测比较器51～56输出低电平的保护动作信号，若芯片温度成为125℃以上的中温，则输出高电平的保护动作信号。过热检测比较器51～56的保护动作信号被输入至控制IC11的壳体过热保护电路的AND电路71。因此，在所有的过热检测比较器51～56检测到中温以上的芯片温度时，该AND电路71判断为壳体处于过热状态，并向过热检测端子51b输出高电平的保护动作信号。过热检测端子51b的保护动作信号在从警报输出电路输出警报信号的同时，进行使IGBT1～6全部截止的控制。
另外，该实施方式1所涉及的半导体模块中，通过对所有温度检测用二极管1a～6a的检测结果进行逻辑与运算，从而判断壳体的过热状态。然而，也可以通过对温度检测用二极管1a～6a中两个以上的过热检测电压进行逻辑与运算，来判断壳体的过热状态。
能节省现有的半导体模块中独立设置的壳体过热保护用的温度检测IC，从而能削减元器件的数量。关于壳体过热保护的动作温度，由于直接检测IPM的发热源即芯片温度，因此能提高检测精度。
图3是表示实施方式2所涉及的半导体模块的电路结构例的图。另外，对与图1所示的结构要素相同或同等的结构要素标注相同的标号。此外，省略V相及W相的控制IC13～16的一部分结构要素。
实施方式2所涉及的半导体模块中，利用构成U相、V相及W相的臂部的IGBT1～6中各上臂部的三个IGBT1、3、5的温度检测用二极管1a、3a、5a所检测到的过热检测电压来判断壳体的过热状态。因此，控制IC11～16的AND电路71～76由3输入AND电路构成。
控制IC11的AND电路71输入有过热检测比较器51、53、55的输出，在三个IGBT1、3、5的温度检测用二极管1a、3a、5a全部检测到125℃以上的过热温度时，输出高电平的保护动作信号。在AND电路71输出高电平的保护动作信号的情况下，控制IC11～16判断壳体处于过热状态，并在从警报输出电路输出警报信号的同时，进行使IGBT1～6全部截止的控制。
另外，本实施方式中，过热检测电压的逻辑与运算由控制IC11的AND电路71进行，但利用控制IC11～16的AND电路71～76的任一个AND电路即可。
图4是表示实施方式3所涉及的半导体模块的电路结构例的图。另外，对与图1所示的结构要素相同或同等的结构要素标注相同的标号。此外，省略V相及W相的控制IC13～16的一部分结构要素。
实施方式3所涉及的半导体模块中，利用构成U相、V相及W相的臂部的IGBT1～6中各下臂部的三个IGBT2、4、6的温度检测用二极管2a、4a、6a所检测到的过热检测电压来判断壳体的过热状态。因此，控制IC11～16的AND电路71～76由3输入AND电路构成。
控制IC12的AND电路72输入有过热检测比较器52、54、56的输出，在三个IGBT2、4、6的温度检测用二极管2a、4a、6a全部检测到125℃以上的过热温度时，输出高电平的保护动作信号。在AND电路72输出高电平的保护动作信号的情况下，控制IC11～16判断壳体处于过热状态，并在从警报输出电路输出警报信号的同时，进行使IGBT1～6全部截止的控制。
另外，本实施方式中，过热检测电压的逻辑与运算由控制IC12的AND电路72进行，但可以利用控制IC11～16的AND电路71～76的任一个AND电路，例如利用控制IC11的AND电路71。
图5是表示实施方式4所涉及的半导体模块的电路结构例的图。另外，对与图1所示的结构要素相同或同等的结构要素标注相同的标号。此外，省略V相及W相的控制IC13～16的一部分结构要素。
实施方式4所涉及的半导体模块中，基于构成U相、V相及W相的臂部的IGBT1～6中上臂部的两个和下臂部的一个合计三个部位的芯片温度来判断壳体的过热状态。该实施方式中，基于上臂部的两个IGBT1、5的温度检测用二极管1a、5a和下臂部的一个IGBT4的温度检测用二极管4a所检测到的过热检测电压来判断壳体的过热状态。为了汇总三个部位的过热检测电压，控制IC11～16的AND电路71～76由3输入AND电路构成。
控制IC11的AND电路71输入有过热检测比较器51、54、55的输出，在3个IGBT1、4、5的温度检测用二极管1a、4a、5a全部检测到125℃以上的过热温度时，输出高电平的保护动作信号。在AND电路71输出高电平的保护动作信号的情况下，控制IC11～16判断壳体处于过热状态，并在从警报输出电路输出警报信号的同时，进行使IGBT1～6全部截止的控制。
另外，本实施方式中，过热检测电压的逻辑与运算由控制IC11的AND电路71进行，但可以利用控制IC11～16的AND电路71～76的任一个AND电路，例如利用控制IC12的AND电路72。本实施方式中，观测上臂部的两个IGBT1、5的芯片温度，但也可以观测IGBT1、3或IGBT3、5的芯片温度。同样，本实施方式中，观测下臂部的一个IGBT4的芯片温度，但也可以观测IGBT2或IGBT6的芯片温度。
图6是表示实施方式5所涉及的半导体模块的电路结构例的图。另外，对与图1所示的结构要素相同或同等的结构要素标注相同的标号。此外，省略V相及W相的控制IC13～16的一部分结构要素。
实施方式5所涉及的半导体模块中，基于构成U相、V相及W相的臂部的IGBT1～6中上臂部的一个和下臂部的两个合计三个部位的芯片温度来判断壳体的过热状态。该实施方式中，基于上臂部的一个IGBT3的温度检测用二极管3a和下臂部的两个IGBT2、6的温度检测用二极管2a、6a所检测到的过热检测电压来判断壳体的过热状态。为了汇总三个部位的过热检测电压，控制IC11～16的AND电路71～76由3输入AND电路构成。
控制IC12的AND电路72输入有过热检测比较器52、53、56的输出，在3个IGBT2、3、6的温度检测用二极管2a、3a、6a全部检测到125℃以上的过热温度时，输出高电平的保护动作信号。在AND电路72输出高电平的保护动作信号的情况下，控制IC11～16判断壳体处于过热状态，并在从警报输出电路输出警报信号的同时，进行使IGBT1～6全部截止的控制。
另外，本实施方式中，过热检测电压的逻辑与运算由控制IC12的AND电路72进行，但可以利用控制IC11～16的AND电路71～76的任一个AND电路，例如利用控制IC11的AND电路71。本实施方式中，观测上臂部的一个IGBT3的芯片温度，但也可以观测IGBT1或IGBT5的芯片温度。同样，本实施方式中，观测下臂部的两个IGBT2、6的芯片温度，但也可以观测IGBT2、4或IGBT4、6的芯片温度。
图7是表示实施方式6所涉及的半导体模块的电路结构例的图。另外，对与图1所示的结构要素相同或同等的结构要素标注相同的标号。此外，省略V相及W相的控制IC13～16的一部分结构要素。
实施方式6所涉及的半导体模块中，基于构成U相、V相及W相的臂部的IGBT1～6中上臂部的一个和下臂部的三个合计四个部位的芯片温度来判断壳体的过热状态。该实施方式中，基于上臂部的一个IGBT3的温度检测用二极管3a和下臂部的三个IGBT2、4、6的温度检测用二极管2a、4a、6a所检测到的过热检测电压来判断壳体的过热状态。为了汇总四个部位的过热检测电压，控制IC11～16的AND电路71～76由4输入AND电路构成。
控制IC12的AND电路72输入有过热检测比较器52、53、54、56的输出，在4个IGBT2、3、4、6的温度检测用二极管2a、3a、4a、6a全部检测到125℃以上的过热温度时，输出高电平的保护动作信号。在AND电路72输出高电平的保护动作信号的情况下，控制IC11～16判断壳体处于过热状态，并在从警报输出电路输出警报信号的同时，进行使IGBT1～6全部截止的控制。
另外，本实施方式中，过热检测电压的逻辑与运算由控制IC12的AND电路72进行，但可以利用控制IC11～16的AND电路71～76的任一个AND电路，例如利用控制IC11的AND电路71。同样，本实施方式中，观测上臂部的一个IGBT3的芯片温度，但也可以观测IGBT1或IGBT5的芯片温度。
图8是表示实施方式7所涉及的半导体模块的电路结构例的图。另外，对与图1所示的结构要素相同或同等的结构要素标注相同的标号。此外，省略V相及W相的控制IC13～16的一部分结构要素。
实施方式7所涉及的半导体模块中，基于构成U相、V相及W相的臂部的IGBT1～6中上臂部的三个和下臂部的一个合计四个部位的芯片温度来判断壳体的过热状态。该实施方式中，基于上臂部的三个IGBT1、3、5的温度检测用二极管1a、3a、5a和下臂部的一个IGBT4的温度检测用二极管4a所检测到的过热检测电压来判断壳体的过热状态。为了汇总四个部位的过热检测电压，控制IC11～16的AND电路71～76由4输入AND电路构成。
控制IC11的AND电路71输入有过热检测比较器51、53、54、55的输出，在4个IGBT1、3、4、5的温度检测用二极管1a、3a、4a、5a全部检测到125℃以上的过热温度时，输出高电平的保护动作信号。在AND电路71输出高电平的保护动作信号的情况下，控制IC11～16判断壳体处于过热状态，并在从警报输出电路输出警报信号的同时，进行使IGBT1～6全部截止的控制。
另外，本实施方式中，过热检测电压的逻辑与运算由控制IC11的AND电路71进行，但可以利用控制IC11～16的AND电路71～76的任一个AND电路，例如利用控制IC12的AND电路72。此外，本实施方式中，观测下臂部的一个IGBT4的芯片温度，但也可以观测IGBT2或IGBT6的芯片温度。
图9是表示实施方式8所涉及的半导体模块的电路结构例的图。另外，对与图1所示的结构要素相同或同等的结构要素标注相同的标号。此外，省略V相及W相的控制IC13～16的一部分结构要素。
实施方式8所涉及的半导体模块中，基于构成U相、V相及W相的臂部的IGBT1～6中上臂部的两个和下臂部的两个合计四个部位的芯片温度来判断壳体的过热状态。该实施方式中，基于上臂部的两个IGBT1、5的温度检测用二极管1a、5a和下臂部的两个IGBT2、6的温度检测用二极管2a、6a所检测到的过热检测电压来判断壳体的过热状态。为了汇总四个部位的过热检测电压，控制IC11～16的AND电路71～76由4输入AND电路构成。
控制IC11的AND电路71输入有过热检测比较器51、52、55、56的输出，在4个IGBT1、2、5、6的温度检测用二极管1a、2a、5a、6a全部检测到125℃以上的过热温度时，输出高电平的保护动作信号。在AND电路71输出高电平的保护动作信号的情况下，控制IC11～16判断壳体处于过热状态，并在从警报输出电路输出警报信号的同时，进行使IGBT1～6全部截止的控制。
另外，本实施方式中，过热检测电压的逻辑与运算由控制IC11的AND电路71进行，但可以利用控制IC11～16的AND电路71～76的任一个AND电路，例如利用控制IC12的AND电路72。本实施方式中，观测上臂部的两个IGBT1、5的芯片温度，但也可以观测IGBT1、3或IGBT3、5的芯片温度。同样，本实施方式中，观测下臂部的两个IGBT2、6的芯片温度，但也可以观测IGBT2、4或IGBT4、6的芯片温度。
图10是表示实施方式9所涉及的半导体模块的电路结构例的图。另外，对与图1所示的结构要素相同或同等的结构要素标注相同的标号。此外，省略V相及W相的控制IC13～16的一部分结构要素。
实施方式9所涉及的半导体模块中，进行基于所有IGBT1～6的芯片温度的观测的壳体过热检测，并且进行与各个IGBT1～6反向并联连接的二极管91～96的过热检测。尤其是，该半导体模块如图11那样，能采用在各臂部，二极管91、92、二极管93、94及二极管95、96被IGBT1、2、IGBT3、4及IGBT5、6所夹持那样的布局。上述情况下，在IGBT1～6及二极管91～96正常时，各臂部中上臂部及下臂部的IGBT1～6同时异常发热的情况是罕见的。因此，在上臂部及下臂部的IGBT1～6同时发热至达到中温以上时，判断为上述臂部的至少一方的二极管91～96可能存在过热。
因此，该半导体模块的控制IC11～16中，壳体过热保护电路追加性地具备二极管过热检测功能。另外，本实施方式中例示出采用如下结构的情况，即：控制IC11～16中仅有一个控制IC(控制IC11)的壳体过热保护电路具备二极管过热检测功能，其他的5个控制IC(控制IC12～16)不具备二极管过热检测功能。
控制IC11的壳体过热保护电路包括壳体过热检测用的过热检测比较器51、基准电压源61、2输入的AND电路71及3输入的AND电路71a，还具备二极管过热检测用的3输入OR电路(逻辑或电路)81。控制IC12～16的壳体过热保护电路包括过热检测比较器52～56、基准电压源62～66、2输入的AND电路72～76。
这里，U相中，过热检测比较器51、52的输出被输入至AND电路71，V相中，过热检测比较器53、54的输出被输入至AND电路73、W相中，过热检测比较器55、56的输出被输入至AND电路75。并且，AND电路71、73、75的输出被输入至AND电路71a，该AND电路71a的输出连接到过热检测端子51c。由此，在所有IGBT1～6的芯片温度成为中温以上的情况下，判断壳体处于过热状态，控制IC11在从警报输出电路输出警报信号的同时，进行使IGBT1～6全部截止的控制。
另一方面，AND电路71、73、75的输出还被输入至OR电路81，该OR电路81的输出连接到过热检测端子51d。由此，在各个臂部的上臂部及下臂部的IGBT1、2、IGBT3、4或IGBT5、6同时过热至中温以上的情况下，能判断为二极管91～96中的任意二极管处于过热状态。该情况下，由于不建议二极管91～96在高温下连续进行动作，因此控制IC11中从过热检测端子51d接收到高电平的保护动作信号的警报输出电路会输出警报信号。
由此，根据实施方式9所涉及的半导体模块，除了壳体过热检测功能以外，还能检测出虽然与IGBT1～6同样地进行发热但不具有温度检测功能的二极管91～96的过热。
另外，上述实施方式中，以具备6个开关元件的IPM为例进行了说明。然而，本发明并不限于这样的IPM，能够应用于具备两个以上任意数量的开关元件的半导体模块。
上文中，仅示出本发明的原理。此外，很多变形、变更对本领域技术人员而言都是可能的，本发明并不限于上面示出且说明的准确结构及应用例，对应的所有变形例及等效发明均视为由附加的权利要求及其等效发明所构成的本发明的范围。
标号说明
1～6IGBT
1a～6a 温度检测用二极管
11～16 控制IC
21～26 恒流源
31～36 过热检测比较器(芯片过热保护用)
41～46 基准电压源
51～56 过热检测比较器(壳体过热保护用)
61～66 基准电压源
71～76、71a AND电路
81 OR电路
91～96 二极管

Claims (9)

1.一种半导体模块，
该半导体模块在一个封装中内置有多个开关元件、保护所述开关元件的多个二极管、及控制所述开关元件的多个控制电路，其中，多个所述开关元件分别形成有用于进行芯片温度检测的温度检测元件，所述半导体模块的特征在于，
所述控制电路分别具备将所述温度检测元件所获得的检测温度与用于壳体的规定的基准温度进行比较的比较器，
所述控制电路的至少一个具备逻辑与电路，该逻辑与电路接受所述比较器中的至少两个的输出来判断壳体是否发生了过热。
2.如权利要求1所述的半导体模块，其特征在于，
在第1臂部、第2臂部、第3臂部的上臂部及下臂部分别配置所述开关元件来构成逆变器电路。
3.如权利要求2所述的半导体模块，其特征在于，
所述逻辑与电路输入有所述比较器中的对分别配置于所述下臂部的所述开关元件进行控制的三个所述控制电路的下臂用比较器的各自的输出。
4.如权利要求3所述的半导体模块，其特征在于，
所述逻辑与电路还输入有所述比较器中的对配置于所述上臂部中的至少一个上臂部的所述开关元件进行控制的所述控制电路的上臂用比较器的输出。
5.如权利要求2所述的半导体模块，其特征在于，
所述逻辑与电路输入有所述比较器中的对分别配置于所述上臂部的所述开关元件进行控制的三个所述控制电路的上臂用比较器的各自的输出。
6.如权利要求5所述的半导体模块，其特征在于，
所述逻辑与电路还输入有所述比较器中的对配置于所述下臂部中的至少一个下臂部的所述开关元件进行控制的所述控制电路的下臂用比较器的输出。
7.如权利要求2所述的半导体模块，其特征在于，
所述逻辑与电路输入有所述比较器中的对分别配置于所述上臂部中的任意两个上臂部的所述开关元件进行控制的两个所述控制电路的上臂用比较器的各自的输出、以及对分别配置于所述下臂部中的任意两个下臂部的所述开关元件进行控制的两个所述控制电路的下臂用比较器的各自的输出。
8.如权利要求2所述的半导体模块，其特征在于，
所述逻辑与电路具有第1逻辑与电路、第2逻辑与电路、第3逻辑与电路、及第4逻辑与电路，该第1逻辑与电路输入有所述比较器中的对分别配置于所述第1臂部的所述上臂部及所述下臂部的所述开关元件进行控制的两个所述控制电路的第1臂用比较器的各自的输出，该第2逻辑与电路输入有所述比较器中的对分别配置于所述第2臂部的所述上臂部及所述下臂部的所述开关元件进行控制的两个所述控制电路的第2臂用比较器的各自的输出，该第3逻辑与电路输入有所述比较器中的对分别配置于所述第3臂部的所述上臂部及所述下臂部的所述开关元件进行控制的两个所述控制电路的第3臂用比较器的各自的输出，该第4逻辑与电路输入有所述第1逻辑与电路、所述第2逻辑与电路及所述第3逻辑与电路的输出。
9.如权利要求8所述的半导体模块，其特征在于，
还具有输入有所述第1逻辑与电路、所述第2逻辑与电路及所述第3逻辑与电路的输出的逻辑或电路。
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