DE102008036767A1

DE102008036767A1 - Halbleitervorrichtung

Info

Publication number: DE102008036767A1
Application number: DE102008036767A
Authority: DE
Inventors: Noboru Miyamoto; Natsuki Miyoshi Tsuji
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-10-12
Filing date: 2008-08-07
Publication date: 2009-04-23
Anticipated expiration: 2028-08-08
Also published as: US7777533B2; JP2009100494A; DE102008036767B4; US20090096502A1; JP4941223B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung liefert eine Halbleitervorrichtung (28), welche durch zwei Halbleiterelemente (10, 14) gebildete Arme beinhaltet, eine Abbildungsspeichervorrichtung (23), welche darin eine Korrelationsabbildung zwischen einem Steuerwert für jeden der Arme und einer für den Steuerwert zu wählenden optimierten Totzeit speichert oder zu speichern in der Lage ist, Treibesteuerwert-Erfassungsmittel zum Erfassen eines Treibesteuerwertes für jeden der Arme und eine Totzeit-Erzeugungsschaltung (22) zum Entnehmen der optimierten Totzeit entsprechend dem Treibesteuerwert von der Korrelationsabbildung. Die Zeit bis das andere der Halbleiterelemente angeschaltet ist, nachdem das eine der Halbleiterelemente einen Befehl zum Abschalten empfangen hat, ist die optimierte Totzeit, die durch die Totzeit-Erzeugungsschaltung (22) entnommen wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung, welche eine Totzeit zum Steuern jedes Halbleiterelementes einstellt, und insbesondere auf eine Halbleitervorrichtung, die in der Lage ist, auf einfache Weise die optimale Totzeit für ein Halbleiterelement zu bestimmen und einen stabilen Steuerzustand aufrechtzuerhalten.
Es sind Halbleiterschalter bekannt, die durch Konfigurationen ausgebildet sind, welche Arme genannt werden und bei denen zwei Halbleiterelemente vertikal angeordnet sind. In den Konfigurationen wird das Halbleiterelement auf der Oberseite oberer Arm genannt und das Halbleiterelement auf der Unterseite unterer Arm. Wenn der obere Arm und der untere Arm beide AN sind, tritt ein Kurzschluss (Arm-Kurzschluss) zwischen dem oberen Arm und dem unteren Arm auf, so dass ein Kurzschlussstrom fließt. Dadurch werden negative Einflüsse wie beispielsweise eine Verschlechterung der Kennlinie des oberen und des unteren Arms hervorgerufen.
Solch ein Arm-Kurzschluss wird beispielsweise verursacht, indem der untere Arm angeschaltet wird, bevor der obere Arm vollständig abgeschaltet ist. Zum Verhindern des Arm-Kurzschlusses wird ein Befehl zum Abschalten eines der Arme übertragen und danach ein Befehl zum Anschalten des anderen Arms übertragen, nachdem ein Zeitintervall, welches Totzeit genannt wird, verstrichen ist. Hier bezeichnet die Totzeit die Zeit, welche als Ausgleich eingestellt wird zur Verhinderung des gleichzeitigen Anschaltens des oberen und des unteren Arms. Im Allgemeinen wird die Totzeit auf den Maximalwert der Zeit eingestellt, die notwendig für einen Ausschaltvorgang jedes Halbleiterelementes ist.
Eine in JP 10-337046 A offenbarte Leistungsumwandlungsvorrichtung ist mit einer Totzeit-Steuerschaltung ausgerüstet zum Erfassen der Ausgaben der entsprechenden Arme und zum Festlegen der Totzeit anhand dieser Werte. Die durch die Totzeit-Steuerschaltung erzeugte Totzeit wird in solch einer Weise bestimmt oder festgelegt, dass ein Kurzschluss unterdrückt werden kann und ein Hochfrequenzbetrieb unter einer zufriedenstellenden Kontrolle durchgeführt werden kann.
Die frühere Literatur, die sich auf die obigen Beschreibungen bezieht, besteht aus JP 10-337046 A , JP 2002-204581 A , JP 9-172786 A , JP 2003-324928 A und JP 2001-69795 A .
Wenn an jede Halbleitervorrichtung ein Befehl ausgegeben wird, berechnet oder errechnet die in JP 10-337046 A offenbarte Leistungsumwandlungsvorrichtung die optimale Totzeit, sofern es nötig ist. Dies bedeutet, zum Erzeugen eines Befehls ist es notwendig, die Totzeit nach der Messung des Stroms zu berechnen, der durch das Halbleiterelement fließt. Dadurch wurde die in JP 10-337046 A offenbarte Leistungsumwandlungsvorrichtung durch das Problem begleitet, dass der Prozessablauf komplex war. Ein Problem entsteht auch dadurch, dass eine Abweichung zwischen einem Befehlssteuerwert und einem tatsächlichen Steuerwert aufgrund der Bereitstellung der Totzeit auftritt, wodurch die Stabilität der Steuerung beeinträchtigt wird.
Die vorliegende Erfindung wurde durchgeführt zum Lösen der obigen Probleme. Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Halbleitervorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine optimale Totzeit zu erzeugen mittels eines einfachen Prozessablaufs, während die Stabilität der Steuerung derselben aufrechterhalten wird.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 und 8.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Halbleitervorrichtung durch zwei Halbleiterelemente ausgebildete Arme, eine Abbildungsspeichervorrichtung, welche eine Korrelationsabbildung bzw. -karte bzw. -matrix zwischen einem Steuerwert für jeden der Arme und einer für den Steuerwert einzustellenden optimalen Totzeit speichert oder speichern kann, Ansteuer-Regelungswert-Erfassungsmitteln zum Erfassen eines Ansteuer-Regelungswertes für jeden der Arme und eine Totzeiterzeugungsschaltung zum Gewinnen der optimalen Totzeit entsprechend dem Ansteuer-Regelungswert von der Korrelationsabbildung. Die durch die Totzeiterzeugungsschaltung gewonnene optimale Totzeit ist die Zeit bis zum Anschalten des anderen Halbleiterelementes nachdem das eine der Halbleiterelemente einen Befehl sich abzuschalten empfangen hat.
Gemäß eines anderen Aspektes der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Halbleitervorrichtung Arme, welche mit Halbleiterelementen versehen sind, eine Totzeiterzeugungsschaltung zum Erzeugen einer Totzeit jedes der Arme und zum Anlegen eines tatsächlichen Steuerwertes, welcher durch Addieren der Totzeit zu einer Eingabe erhalten wurde, an jeden der Arme, eine Zielsteuerwert- Anlegevorrichtung zum Anlegen eines Zielsteuerwertes an die Totzeiterzeugungsschaltung als die Eingabe, Anfangssteuerbefehlswerterzeugungsmittel zum Empfangen eines Anfangssteuerbefehlswertes entsprechend der durch jeden der Arme durchzuführenden Steuerung oder Erzeugen desselben und Zielsteuerwert-Einstellmittel zum Einstellen des Zielsteuerwertes in solch einer Weise, dass der tatsächliche Zielsteuerwert mit dem Anfangssteuerbefehlswert übereinstimmt, erhalten werden kann. Der Zielsteuerwert wird durch das Zielsteuerwert-Einstellmittel eingestellt.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren.
1 ist eine Halbleitervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
2 ist ein Flussdiagramm zum Beschreiben eines Ablaufs zum Erzeugen der Korrelationsabbildung.
3 ist ein Flussdiagramm zum Beschreiben eines Betriebs der Halbleitervorrichtung, die mit der Abbildungsspeichervorrichtung versehen ist, in welcher die in 2 beschriebene Korrelationsabbildung abgespeichert wurde.
4 ist ein Diagramm das die Korrelation zwischen dem Suchsteuerbefehl und den mit der Totzeit verbundenen Eigenschaften darstellt.
5 zeigt eine Ursprungsdatenabbildung.
6 zeigt die Beziehung zwischen den Befehlssteuerwerten und den tatsächlichen Steuerwerten.
7 zeigt den Aufbau der Arme.
8 stellt den Strom des einen Halbleiterelementes dar, den Strom des anderen Halbleiterelementes und den Arm-Kurzschlussstrom.
9 ist ein Halbleiter-Steuersystem gemäß der zweiten Ausführungsform.
10 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Verfahrens zum Erzeugen der Steuerwertabbildung.
11 ist ein Diagramm zum Beschreiben des Betriebs des Halbleiter-Steuersystems gemäß der zweiten Ausführungsform und
12 ist ein Diagramm zum grafischen Zeigen der Wirkungen der zweiten Ausführungsform.
Erste Ausführungsform
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung, die in der Lage ist, eine optimale Totzeit mittels einer einfachen Prozessierung zu erzeugen. Die Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat einen in 1 gezeigten Aufbau. 1 wird nachfolgend erläutert. Die Halbleitervorrichtung 28 ist mit einem ersten Halbleiterelement 10 und einem zweiten Halbleiterelement 14 ausgerüstet. Das erste Halbleiterelement 10 und das zweite Halbleiterelement 14 bilden eine Halbbrückenschaltung. Das erste Halbleiterelement 10 und das zweite Halbleiterelement 14 können im Folgenden allgemein als Arme bezeichnet werden.
Das erste Halbleiterelement 10 und das zweite Halbleiterelement 14, welche die Arme bilden, entsprechen den Leistungsschalterelementen. Als Leistungsschalterelemente seien beispielsweise IGBTs (Bipolartransistoren mit isoliertem Gate) und Leistungs-MOSFETs erwähnt. Eine Rückflussdiode (bzw. Freilaufdiode) 12 ist parallel zu dem ersten Halbleiterelement 10 geschaltet. Eine Rückflussdiode (bzw. Freilaufdiode) 16 ist parallel zu dem zweiten Halbleiterelement 14 geschaltet. Eine mit einer Last 26 verbundene Verdrahtung ist zwischen dem ersten Halbleiterelement 10 und dem zweiten Halbleiterelement 14 vorgesehen. Dadurch ist die Halbleitervorrichtung 28 mit den Armen versehen, welche Halbleiterschalter darstellen.
Weiterhin ist eine erste Ansteuerschaltung 18 mit dem ersten Halbleiterelement 10 verbunden. Die erste Ansteuerschaltung 18 ist eine Schaltung zum Ansteuern des Gates des ersten Halbleiterelements 10 und steuert AN/AUS des ersten Halbleiterelementes 10. Auf der anderen Seite ist eine zweite Ansteuerschaltung 20 mit dem zweiten Halbleiterelement 14 verbunden. Die zweite Ansteuerschaltung 20 ist eine Schaltung zum Ansteuern des Gates des zweiten Halbleiterelementes 14 und steuert AN/AUS des zweiten Halbleiterelements 14.
Weiterhin beinhaltet die Halbleitervorrichtung 28 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Totzeiterzeugungsschaltung 22. Die Totzeiterzeugungsschaltung 22 ist eine Schaltung, welche die Totzeit erzeugt, die für jeden der Arme gewählt wird, die in der vorliegenden Ausführungsform angewendet werden. Die Totzeiterzeugungsschaltung 22 ist mit der ersten Ansteuerschaltung 18 und der zweiten Ansteuerschaltung 20 verbunden. Hier bezeichnet die Totzeit die Zeit von der Übertragung eines Befehls zum Abschal ten eines der Halbleiterelemente, welche die Arme bilden, bis zur Übertragung eines Befehls zum Anschalten des anderen Halbleiterelementes nach der vorangegangenen Übertragung. Dies bedeutet, die Totzeit bezeichnet die Zeit, welche zur Verfügung gestellt wird zum Vermeiden, dass die beiden Halbleiterelemente, welche die Arme darstellen, gleichzeitig in einen AN-Zustand gebracht werden. Mit anderen Worten die Totzeit entspricht der Zeit, die vorgesehen wird zum Unterdrücken von Kurzschlüssen in den Armen und bezeichnet die Zeit, die für den Ausgleich des Anschaltens des anderen Halbleiterelementes verwendet wird, nachdem eines der Halbleiterelemente tatsächlich ausgeschaltet wurde. Die Totzeiterzeugungsschaltung 22 der vorliegenden Ausführungsform erzeugt die Totzeit unter Verwendung eines Abbildungsspeichers oder einer Speichervorrichtung 23, die in der Totzeiterzeugungsschaltung 22 vorgesehen ist. Die Totzeiterzeugungsschaltung 22 empfängt ein Steuersignal oder einen Befehl 13, der von außerhalb der Halbleitervorrichtung 28 gemäß der vorliegenden Ausführungsform übertragen wird. Hier ist der Steuerbefehl 13 ein Befehl der mit den Betriebs- bzw. Einschaltdauern des ersten Halbleiterelements 10 und des zweiten Halbleiterelements 14 verknüpft ist und beinhaltet einen Befehl bezüglich des Schaltens. Die Halbleitervorrichtung 28 muss die Steuerung in Einklang mit dem Steuerbefehl 13 durchführen.
Die in der Totzeiterzeugungsschaltung 22 vorgesehene Abbildungsspeichervorrichtung 23 wird nachfolgend erläutert. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine später zu beschreibende Korrelationsabbildung in der Abbildungsspeichervorrichtung 23 gespeichert. Die Korrelationsabbildung ist eine Abbildung, welche die Beziehung zwischen den Steuerwerten der Arme und der optimierten Totzeit definiert, wobei die optimierte Totzeit der Totzeit entspricht, die bezüglich der Steuerwerte optimiert wurde. Es ist dadurch möglich zu erfassen, wie die Totzeit auf einen gegebenen Steuerwert eingestellt werden kann, wenn auf die Kor relationsabbildung Bezug genommen wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform sollte die Korrelationsabbildung für jeden Arm bereitgestellt werden. Dadurch ist die Korrelationsabbildung definiert durch die Vorwegmessung der Eigenschaften der Halbleiterelemente, welche die Arme darstellen.
2 ist ein Flussdiagramm zum Beschreiben eines Ablaufs zur Erzeugung der Korrelationsabbildung, auf die oben Bezug genommen wurde. Die Korrelationsabbildungs-Erzeugungsprozedur wird nachfolgend entsprechend dem in 2 gezeigten Flussdiagramm erläutert. Zum Erzeugen der Korrelationsabbildung wird zunächst ein Such-Steuerbefehl genannter Steuerbefehl zu jedem der Arme übertragen (Schritt 30). Der Suchsteuerbefehl wird von einer Suchsteuerbefehl-Erzeugungseinheit 21 zu jedem Arm übertragen. Der Suchsteuerbefehl ist ein Befehl zum Einstellen des Steuerwertes jedes Arms auf einen vorbestimmten Wert. Solch ein Suchsteuerbefehl wird mehrfach verwendet im Hinblick auf einen vorbestimmten Bereich von Steuerwerten. Der bei der vorliegenden Ausführungsform verwendete Suchsteuerbefehl ist ein Befehl zum Steuern einer Spannung zwischen P-Anschluss und N-Anschluss entsprechend einer Spannung, die zwischen einem P-Anschluss und einem N-Anschluss anliegt, wie in 1 gezeigt.
Wenn der Suchsteuerbefehl übertragen wird, wird eine der Totzeit entsprechende Eigenschaft oder Kennlinie gemessen, welche einer Eigenschaft entspricht, die sich auf einen Ausschaltvorgang jedes durch den Suchsteuerbefehl gesteuerten Arms bezieht (Schritt 31). Die auf die Totzeit bezogene Eigenschaft ist eine Eigenschaft, welche die Totzeit festlegt. Bei der vorliegenden Ausführungsform zeigt die auf die Totzeit bezogene Eigenschaft eine Verzögerungszeit an, die der Zeit entspricht, die erforderlich ist, bis jeder der Arme tatsächlich ausgeschaltet ist, nachdem er einen Befehl erhalten hat, sich auszuschalten. Eine Stromerfassungseinheit 29 führt eine Messung der Verzögerungszeit ent sprechend der auf die Totzeit bezogenen Eigenschaft durch und überträgt dieselbe zu der Totzeiterzeugungsschaltung 22. Die Stromerfassungseinheit 29 kann die Verzögerungszeit messen, indem der Strom jedes Arms gemessen wird. Die Stromerfassungseinheit 29 ist mit der Totzeiterzeugungsschaltung 22 verbunden. Die durch die Stromerfassungseinheit 29 berechnete Verzögerungszeit wird zu der Totzeiterzeugungsschaltung 22 übertragen.
Als nächstes schreitet der Ablauf zu einem durch den Schritt 32 bezeichneten Vorgang voran. Beim Schritt 32 wird eine Abbildung erzeugt, welche die Beziehung zwischen dem Suchsteuerbefehl und der auf die Totzeit bezogenen Eigenschaft anzeigt. Solch eine Abbildung, wie sie in 4 gezeigt ist, wird beim Schritt 32 der vorliegenden Ausführungsform erzeugt. Diese Figur ist ein Diagramm, welches die Korrelation zwischen dem Suchsteuerbefehl und der auf die Totzeit bezogenen Eigenschaft anzeigt und wird als Ursprungsdatenabbildung bezeichnet. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Ursprungsdatenabbildung ein Diagramm, das die Korrelation zwischen der Spannung zwischen P-Anschluss und N-Anschluss und der Verzögerungszeit anzeigt. Die Ursprungsdatenabbildung wird in einer Ursprungsdaten-Speichervorrichtung 27 gespeichert, die in der Totzeiterzeugungsschaltung 22 vorgesehen ist.
Wenn der Vorgang beim Schritt 32 beendet ist, schreitet der Ablauf weiter zu einem Vorgang beim Schritt 33. In Schritt 33 wird die optimierte Totzeit bezüglich jedes Suchsteuerbefehls von der Ursprungsdatenabbildung ermittelt oder festgelegt. Die optimierte Totzeit wird durch eine Optimaltotzeit-Berechnungseinheit 25 erzeugt. Hier bezeichnet die optimierte Totzeit oder Optimaltotzeit ein Zeitintervall, welches so lang ist, dass kein Arm-Kurzschluss hervorgerufen wird und so kurz ist, dass eine Steuerstabilität nicht beeinträchtigt wird. Beide Kriterien werden von der auf die Totzeit bezogenen Eigenschaft, auf die oben Be zug genommen wurde, berücksichtigt. Diese Bedeutung wird später beschrieben. Die optimierte Totzeit wird für jeden Suchsteuerbefehlswert festgelegt.
Als nächstes schreitet der Ablauf voran zu einem Vorgang beim Schritt 34. Beim Schritt 34 wird eine Korrelationsabbildung erzeugt, die erhalten wird durch Abbilden der Korrelation zwischen jedem Suchsteuerbefehl, auf den oben Bezug genommen wurde, und der optimierten Totzeit. Die Erzeugung der Korrelationsabbildung wird durchgeführt durch eine Korrelationsabbildungs-Erzeugungseinheit 11, die in der Totzeit-Erzeugungsschaltung 22 vorgesehen ist. Die erzeugte Korrelationsabbildung wird in der Abbildungs-Speichervorrichtung 23 gespeichert, die in der Totzeit-Erzeugungsschaltung 22 (Schritt 35) vorgesehen ist. Die Korrelationsabbildung wird in der Abbildungs-Speichervorrichtung 23 gespeichert und bringt die Werte der Suchsteuerbefehle, d. h. die Steuerwerte der Arme, und die optimierte Totzeit miteinander in Verbindung. Wenn lediglich der Steuerwert jedes Arms (Spannung zwischen P-Anschluss und N-Anschluss bei der vorliegenden Ausführungsform) erfasst werden kann, dann kann dadurch die entsprechende optimierte Totzeit gelesen werden, indem einfach auf die Korrelationsabbildung Bezug genommen wird.
Im Übrigen hat die in 1 gezeigte Halbleitervorrichtung 28 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Aufbau, bei dem das Steuersignal 13 der Totzeit-Erzeugungsschaltung 22 eingegeben wird zum Starten von deren Steuerung.
3 ist ein Flussdiagramm zum Beschreiben eines Betriebs der Halbleitervorrichtung 28, die mit der Abbildungs-Speichervorrichtung 23 versehen ist, in welcher die in 2 beschriebene Korrelationsabbildung gespeichert wurde. Dies wird im Folgenden anhand 3 erläutert. Die Totzeit-Erzeugungsschaltung 22 erhält zunächst ein Steuersignal 13 von außerhalb der Halbleitervorrichtung 28 (Schritt 40). Das Steuersignal ist ein Signal, welches sich auf die Einschaltdauern und die durch die Arme zu erzielenden Schaltvorgänge bezieht.
Als nächstes wird das Steuersignal 13 zu der ersten Treiberschaltung 18 und der zweiten Treiberschaltung 20 übertragen, wo das erste Halbleiterelement 10 und das zweite Halbleiterelement 16 durch das Steuersignal 13 gesteuert werden. Wenn die Arme auf diese Weise durch das Steuersignal 13 gesteuert werden, erhält die Totzeit-Erzeugungsschaltung 22 einen Treibesteuerwert. Der Treibesteuerwert zeigt einen Steuerwert jedes Arms an. Bei der vorliegenden Ausführungsform bezeichnet der Treibesteuerwert eine Spannung zwischen den PN-Anschlüssen der Arme. Der Treibesteuerwert wird erfasst, indem einem Spannungssensor 24 gestattet wird, die Spannung zwischen P-Anschluss und N-Anschluss zu messen (Schritt 41). Der auf diese Weise erhaltene Treibesteuerwert wird zu der Totzeit-Erzeugungsschaltung 22 mittels Datenkommunikation oder einer elektrischen Leitung übertragen. Wenn die Totzeit-Erzeugungsschaltung 22 dabei den Treibesteuerwert entgegennimmt, greift sie auf die Korrelationsabbildung der Abbildungs-Speichervorrichtung 23 zu. Die Totzeit-Erzeugungsschaltung 22 sucht die optimierte Totzeit, die dem Treibesteuerwert entspricht, und wählt sie aus (Schritt 42).
Als Nächstes addiert die Totzeit-Erzeugungsschaltung 22 die optimierte Totzeit zu dem Steuersignal 13 zum Durchführen eines Schaltvorgangs mit der hinzugefügten optimierten Totzeit, die im Schritt 42 ausgewählt wurde (Schritt 44). Dadurch wird eine Steuerung durchgeführt, bei der zu der Zeit, zu der das Umschalten zwischen den Armen durch das Steuersignal 13 durchgeführt wird, die optimierte Totzeit als Totzeit verwendet wird (Schritt 46).
Allgemein wird berücksichtigt, dass in einer Halbleitervorrichtung, in welcher das Halbleiterelement 60 und das Halbleiterelement 62 vertikal angeordnet sind zum Bilden der Arme, wie in 7 gezeigt, ein Kurzschlussstrom zwischen den Armen fließt, so dass eine Verschlechterung der Eigenschaften der Arme und dergleichen auftritt, wenn das jeweils andere der Halbleiterelemente 60 und 62 angeschaltet wird mit einer Zeitvorgabe, die vorgesehen ist, eines der beiden für den AUS-Zustand frei zu geben. Dies wird als Arm-Kurzschluss bezeichnet. Wenn beispielsweise ein AUS-Befehl für das Halbleiterelement 60 und ein AN-Befehl für das Halbleiterelement 62 mit derselben Zeitvorgabe ausgeführt werden, überschneiden sich ein AN-AUS-Strom des Halbleiterelementes 60 und ein AN-Strom des Halbleiterelementes 62. Diese Überschneidung kann den Arm-Kurzschluss verursachen. Dieses Verhalten ist in 8 gezeigt. Ein in 8 gezeigtes Diagramm zeigt von oben den Strom des Halbleiterelementes 60, den Strom des Halbleiterelementes 62 und den Arm-Kurzschlussstrom. Es wird anhand dieser Figur verständlich, dass beim Fließen des AN-Stroms des Halbleiterelementes 62 bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der AN-AUS-Strom des Halbleiterelementes 60 einen Endwert erreicht, der Kurzschlussstrom auftritt.
Zum Verhindern des Arm-Kurzschlusses sind die Arme mit der Totzeit versehen. Weiterhin gibt es die Notwendigkeit, dass abzuschaltende Halbleiterelement während der Totzeit zuverlässig abzuschalten. Bei einer Mehrzahl von Halbleiterelementen wird somit allgemein die Totzeit durch den Maximalwert der Verzögerungszeiten festgelegt.
Das Einfügen der auf diese Weise definierten Totzeit in das entsprechende Treibersignal (Steuersignal) jedes Halbleiterelementes macht es möglich, das Steuersignal zu korrigieren und den Arm-Kurzschluss zu unterdrücken. Die Wirkung der Unterdrückung des Arm-Kurzschlusses wird verstärkt durch das Vorsehen einer langen Totzeit. Aus den folgenden Gründen wird jedoch vorzugsweise die Totzeit auf einen Wert gesetzt, der so klein wie möglich ist. Aufgrund des Vorsehens der Totzeit tritt eine Abweichung auf zwischen einem Aktivitätssteuerwert (Aktivitätssteuerwert genannt unter der Annahme, dass keine Totzeit hinzugefügt wird, d. h. der Steuerbefehlswert in 6), der ursprünglich erreicht werden soll, und einem tatsächlichen Betriebszeitsteuerwert (in 6 als tatsächlicher Steuerwert bezeichnet). Diese Abweichung wird eine Spannungsschwankung und eine Verzerrung der Stromsignalform hervorrufen. Im Übrigen bezieht sich 6 auf Betriebszeitsteuerwerte in einem Steuersystem zum Steuern des Verhältnisses zwischen der AN-Zeit und der AUS-Zeit des oberen Arms zu der Zeit, zu der sie auf solch eine Weise eingestellt werden, dass die Hälfte der Totzeit von der AN-Zeit eines oberen Arms bzw. der AN-Zeit eines unteren Arms abgezogen wird. 6 hat die Beziehung zwischen den Steuerbefehlswerten und den tatsächlichen Steuerwerten zu der Zeit beschrieben, zu der die Totzeit bezüglich der Ansteuerperioden 100 μs und 50 μs auf 5 μs gesetzt wird. Wenn die Ansteuerperiode 100 μs beträgt und der Steuerbefehlswert hier 50% ist, resultiert eine AN-Zeit des unteren Arms von 50 – 5/2 = 47,5 μs. In ähnlicher Weise resultiert eine AN-Zeit des unteren Arms für den Fall, dass die Ansteuerperiode 50 μs beträgt, in 25 – 5/2 = 22,5 μs. Anhand der obigen Berechnungen kann gesagt werden, dass mit dem Kürzerwerden der Ansteuerperiode ein relativer Einfluss, der auf die AN-Zeit durch die Totzeit ausgeübt wird, groß wird.
Wie anhand der bisherigen Beschreibungen ersichtlich ist, wächst die Abweichung des tatsächlichen Steuerwertes bezüglich des Steuerbefehlswertes an, wenn die Totzeit länger wird. Solch ein Steuersystem verursacht Probleme dergestalt, dass der vorgesehene Zeitpunkt zum Durchführen des Umschaltvorgangs der angewiesenen Ansteuerfrequenz verschoben wird und der tatsächliche Steuerwert bezüglich desselben Steuerbefehlswertes variiert, wenn eine Ansteuerfrequenz umgeschaltet wird. Die Variation des tatsächlichen Steuerwertes bezogen auf den Steuerbefehlswert in Abhängigkeit von der Ansteuerfrequenz wird als "nichtlineares Problem" bezeichnet. Allgemein wird eine Steuervorrichtung, welche ein Steuersystem aufbaut, basierend auf der Annahme entworfen, dass ein Steuerbefehlswert und ein tatsächlicher Steuerwert eine konstante Beziehung zueinander haben, das heißt dass sie linear sind. Wenn das Steuersystem mit dem "nichtlinearen Problem" verwendet wird, wird somit angenommen, dass das Steuersystem instabil wird. Deshalb hat die Totzeit vorzugsweise einen kleinen Wert.
Es ist dadurch erforderlich, dass die einzustellende Totzeit, einen Zeitraum einnimmt, der "so lang ist, dass der Arm-Kurzschluss unterdrückt werden kann, und so kurz ist, dass die Stabilität der Steuerung nicht beeinträchtigt wird". Die Leistungswandlungsvorrichtung, die in JP 10-337046 A offenbart ist, liefert eine akzeptable Antwort auf dieses Problem. Die in JP 10-337046 A offenbarte Leistungswandlungsvorrichtung überträgt eine Ausgabe, die von jedem Stromwandler erzeugt wird, der in jedem Arm vorgesehen ist, zu einer Schaltung, die Totzeit-Steuerschaltung genannt wird. Die Totzeit-Steuerschaltung führt anhand der Ausgabe einen Schaltvorgang mit der geeigneten Totzeit durch. Dieser Schaltvorgang wird auf solch eine Weise durchgeführt, dass der Arm-Kurzschluss unterdrückt werden kann, während ein Hochfrequenzbetrieb in zufriedenstellender Weise aufrechterhalten wird. Gemäß der in JP 10-337046 A beschriebenen Leistungswandlungsvorrichtung kann eine Totzeit eingestellt werden, welche einem Zeitraum entspricht, der "so lang ist, dass der Arm-Kurzschluss unterdrückt werden kann, und so kurz ist, dass die Stabilität der Steuerung nicht beeinträchtigt wird".
Bei der in JP 10-337046 A offenbarten Leistungswandlungsvorrichtung werden jedoch jedes Mal, wenn der Befehl zum Ansteuern je des Arms ausgegeben wird, die von den Stromwandlern, die in jedem Arm vorgesehen sind, erzeugten Ausgaben zu der Totzeit-Steuerschaltung übertragen, wobei eine Totzeit-Umschaltung ausgeführt wird. Spezieller tritt ein Problem dadurch auf, dass der Prozessablauf kompliziert wird, weil eine arithmetische Operation, die durch eine als Pegeldiskriminatorschaltung bezeichnete Schaltung durchgeführt wird, eine durch die Totzeit-Steuerschaltung durchgeführte arithmetische Operation und dergleichen erforderlich sind.
Gemäß dem Aufbau der vorliegenden Ausführungsform kann das obige Problem gelöst werden. Da bei der vorliegenden Ausführungsform die Totzeit-Erzeugungsschaltung 22 die Korrelationsabbildung aufweist, kann die optimale Totzeit einfach durch Messen der Spannung jedes Arms entsprechend dem Treibesteuerwert und nachfolgendes Suchen und Auswählen der optimierten Totzeit entsprechend der Spannung des Arms erzeugt werden. Es ist dadurch möglich, die Totzeit unverzüglich zu bestimmen. Da die optimierte Totzeit dem Zeitraum entspricht, der "so lang ist, dass der Arm-Kurzschluss unterdrückt werden kann, und so kurz ist, dass die Stabilität der Steuerung nicht beeinträchtigt wird", kann der Arm-Kurzschluss unterdrückt werden, während die Stabilität der Steuerung aufrechterhalten wird.
Obwohl die Halbleitervorrichtung 28 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit der Ursprungsdaten-Speichervorrichtung 27, der Korrelationsabbildungs-Erzeugungseinheit 11, der Berechnungseinheit für die optimierte Totzeit 25, der Suchsteuerbefehl-Erzeugungseinheit 21 und der Stromabfrageeinheit 29 entsprechend den Mitteln zum Erzeugen der Korrelationsabbildung ausgerüstet ist, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Dies bedeutet, sogar wenn eine externe Vorrichtung, die anstelle der Mittel zum Erzeugen der Korrelationsabbildung verwendet wird, die Erzeugung der Korrelationsabbildung durchführt und die erzeugte Korrelationsabbildung in der Abbildungs-Speichervorrichtung 23 gespeichert wird, werden die Wirkungen der vorliegenden Erfindung erhalten. Mit solch einer Struktur kann der Aufbau der Halbleitervorrichtung 28 vereinfacht werden, da sie nicht die Mittel zum Erzeugen der Korrelationsabbildung aufweisen muss.
Obwohl bei der vorliegenden Ausführungsform die Verzögerungszeit als auf die Totzeit bezogene Eigenschaft verwendet wird, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Dies bedeutet, sogar wenn die auf die Totzeit bezogene Eigenschaft eine andere Eigenschaft ist, werden die Wirkungen der vorliegenden Erfindung erhalten, sofern die optimierte Totzeit anhand der auf die Totzeit bezogenen Eigenschaft bestimmt werden kann. Speziell kann die auf die Totzeit bezogene Eigenschaft eine Eigenschaft sein, die sich auf eine Ausschalteigenschaft eines Halbleiterelementes bezieht.
Obwohl bei der vorliegenden Ausführungsform solch ein Aufbau verwendet wird, bei dem die Totzeit-Erzeugungsschaltung 22 mit der Abbildungs-Speichervorrichtung 23 ausgerüstet ist, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Dies bedeutet, da die Verwendung der Korrelationsabbildung insofern ermöglicht wird, als die Totzeit-Erzeugungsschaltung 22 in der Lage ist, auf die Abbildungs-Speichervorrichtung 23 zuzugreifen, gehen die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht verloren. Somit kann die Abbildungs-Speichervorrichtung 23 außerhalb der Totzeit-Erzeugungsschaltung 22 angeordnet sein.
Obwohl die Korrelationsabbildung bei der vorliegenden Ausführungsform für jeden Arm gewählt werden sollte, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Wenn beispielsweise Schwankungen der Armeigenschaften in einen vorbestimmten zulässigen Bereich fallen, dann muss die optimierte Totzeit nicht für jeden Arm bestimmt werden. Wenn alternativ die Korrelationsabbildung mit der gewünschten Genauigkeit zu einem Zeitpunkt der Produktentwicklung erzeugt werden kann, dann muss die optimierte Totzeit nicht für jeden Arm bestimmt werden. Da sich in diesen Fällen die entsprechenden Arme die Korrelationsabbildung teilen können, ist es nicht notwendig, den erforderlichen Aufbau (die erforderlichen Mittel) zum Erzeugen der Korrelationsabbildung vorzusehen. Sogar wenn die Korrelationsabbildung vorgesehen wird, die sich die Arme teilen, gehen die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht verloren.
Obwohl bei der vorliegenden Ausführungsform die Spannung zwischen P-Anschluss und N-Anschluss als Suchsteuerbefehl verwendet wird und die auf die Totzeit bezogene Eigenschaft, die der Spannung zwischen P-Anschluss und N-Anschluss entspricht, bei der vorliegenden Ausführungsform erfasst wird, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Dies bedeutet, ein Aufbau, bei dem ein Fließen des Stroms durch jeden Arm verursacht wird, kann für einen Suchsteuerbefehl verwendet werden. In diesem Fall ist das Mittel zum Erfassen eines Treibesteuerwertes ein Stromsensor, der in der Lage ist, den Strom jedes Arms zu messen. Eine Abbildung, wie sie in 5 gezeigt ist, wird als eine Ursprungsdaten-Abbildung erzeugt. Da die optimierte Totzeit erzeugt werden kann durch Erfassen jedes Treibesteuerwertes und Zugreifen auf die Korrelationsabbildung, werden die Wirkungen der vorliegenden Erfindung sogar dann erhalten, wenn solch ein Aufbau gewählt wird.
Obwohl bei der vorliegenden Ausführungsform die Spannung zwischen P-Anschluss und N-Anschluss als der Suchsteuerbefehl verwendet wird und die auf die Totzeit bezogene Eigenschaft, die der Spannung zwischen P-Anschluss und N-Anschluss entspricht, erfasst wird, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Dies bedeutet, als Suchsteuerbefehl kann ein Aufbau verwendet werden, der die Variation der Temperatur jedes Arms gestattet. In diesem Fall ist das Mittel zum Erfassen jedes Treibesteuerwertes ein Temperatursensor, der in der Lage ist, die Temperatur jedes Arms zu messen. Da die optimierte Totzeit erzeugt werden kann durch Erfassen jedes Treibesteuerwertes und Zugreifen auf die Korrelationsabbildung, werden die Wirkungen der vorliegenden Erfindung erhalten, sogar wenn solch ein Aufbau verwendet wird.
Obwohl bei der vorliegenden Ausführungsform die Ursprungsdaten-Speichervorrichtung 27 verwendet wird, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Dies bedeutet, beim Erzeugen einer Korrelationsabbildung wird eine optimierte Totzeit anhand einer auf die Totzeit bezogenen Eigenschaft, die einem Suchsteuerbefehl entspricht, berechnet und dieser Ablauf kann eine vorbestimmte Anzahl von Malen wiederholt werden. Sogar wenn die optimierte Totzeit sequentiell berechnet wird, sind dadurch die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht verloren. Weiterhin wird die Ursprungsdaten-Speichervorrichtung 27 unnötig.
Zweite Ausführungsform
Die vorliegende Ausführungsform bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung, die in der Lage ist, einen gewünschten tatsächlichen Steuerwert in der Halbleitervorrichtung zu erzielen, für den die Totzeit eingestellt wird. Ein Halbleitersteuersystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist mit einem Aufbau versehen, wie er in 9 gezeigt ist. Das Halbleitersteuersystem 70 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann grob in eine Halbleitervorrichtung 72 und ein Host-System 78 unterteilt werden. Hier wird die Halbleitervorrichtung 72 als identisch zu der Halbleitervorrichtung 28 angesehen, die in 1 gezeigt ist und in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde.
Andererseits besteht das Host-System 78 aus einer Steuerwert-Übertragungsschaltung, welche einen durch die Halbleitervorrichtung 72 zu verwendenden Steuerwert sendet. Das Host-System 78 beinhaltet eine Steuervorrichtung 76 und einen Totzeit-Kompensationsabschnitt 74. Die Steuervorrichtung 76 ist eine Vorrichtung, welche ein Signal zum Steuern der Halbleitervorrichtung 72 zu dem Totzeit-Kompensationsabschnitt 74 überträgt unter der Annahme, dass ein Befehlswert zur Steuerung und ein tatsächlicher Steuerwert in einem linearen Zusammenhang stehen. Das auf die Steuerung bezogene Signal, welches durch die Steuervorrichtung 76 übertragen wird, wird als ein Anfangs-Steuerbefehl bezeichnet.
Der Totzeit-Kompensationsabschnitt 74 ist ein Abschnitt, welcher den Wert des Anfangs-Steuerbefehls verändert in Zusammenhang mit der Tatsache, dass die Totzeit durch die Halbleitervorrichtung 72 eingestellt wird. Diese Veränderung wird durchgeführt unter Bezugnahme auf eine Steuerwert-Abbildungs-Speichervorrichtung 75, die in dem Totzeit-Kompensationsabschnitt 74 vorgesehen ist. Dies bedeutet, der Totzeit-Kompensationsabschnitt 74 verändert den Anfangssteuerbefehlswert zu einem Steuerbefehlswert hin, der später beschrieben wird und Zielsteuerbefehlswert genannt wird. Die Halbleitervorrichtung 72 führt eine Steuerung entsprechend dem Zielsteuerbefehlswert durch, der von dem Totzeit-Kompensationsabschnitt 74 übertragen wird.
10 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Verfahrens zum Erzeugen der oben erwähnten Steuerwertabbildung. Der Totzeit-Kompensationsabschnitt 74 empfängt zunächst Informationen über die auf einen Treibesteuerwert bezogene Totzeit (Schritt 80). Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Entgegennahme der in der Halbleitervorrichtung 72 vorgesehenen Korrelationsabbildung im Schritt 80 durchgeführt. Dadurch fallen bei der vorlie genden Ausführungsform die Steuerwertabbildung und die Korrelationsabbildung zusammen. Der Schritt 80 wird ausgeführt durch eine Steuerabbildungs-Erzeugungseinheit 77. Als nächstes wird die Steuerwertabbildung in der Steuerwertabbildungs-Speichervorrichtung 75 gespeichert (Schritt 82). Die Steuerwertabbildung wird wie oben beschrieben erzeugt. Im Übrigen ist der Totzeit-Kompensationsabschnitt 74 mit einer Treibesteuerwert-Erfassungseinheit 79 ausgestattet zum Erhalt eines Treibesteuerwertes zum Verwenden der Steuerwertabbildung der vorliegenden Ausführungsform auf eine später zu beschreibende tatsächliche Steuerung hin.
11 ist ein Diagramm zum Beschreiben des Betriebs des Halbleitersteuersystems 70 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Der Betrieb desselben wird nachfolgend anhand von 11 erläutert. Die Steuervorrichtung 76 erzeugt zunächst einen Anfangssteuerbefehlswert entsprechend der bei jedem Arm der Halbleitervorrichtung 72 durchzuführenden Steuerung. Der Anfangssteuerbefehlswert wird zu dem Totzeit-Kompensationsabschnitt 74 übertragen (Schritt 84). Als nächstes nimmt der Totzeit-Kompensationsabschnitt 74, der den Anfangssteuerbefehlswert empfangen hat, den Treibesteuerwert der Halbleitervorrichtung 72 über die Treibesteuerwert-Erfassungseinheit 79 entgegen (Schritt 86). Der Treibesteuerwert kann mittels Datenkommunikation entgegengenommen werden. Alternativ kann jeweils eine Verdrahtung angeordnet werden um ihn entgegenzunehmen.
Nachfolgend wird die dem dem entgegengenommenen Treibesteuerwert entsprechende Totzeit (optimierte Totzeit) ermittelt durch Zugriff auf die Steuerwertabbildung, die in der Steuerwertabbildungs-Speichervorrichtung 75 gespeichert ist (Schritt 88). Die hier ermittelte Totzeit (optimierte Totzeit) wird in der Totzeit-Erzeugungsschaltung der Halbleitervorrichtung 72 verwendet. Dadurch korrigiert der Totzeit-Kompensationsabschnitt 74 den An fangssteuerbefehlswert zum Kompensieren einer Verringerung in der Aktivzeit des Anfangssteuerbefehlswerts aufgrund des Einflusses der Totzeit. Dies bedeutet, der Totzeit-Kompensationsabschnitt 74 korrigiert den Anfangssteuerbefehlswert zu einem Zielsteuerwert hin, bei dem die Totzeit, die oben erwähnt wurde, als Steuerungsaktivitätszeit hinzugefügt ist (Schritt 90). Der Zielsteuerwert wird von dem Totzeit-Kompensationsabschnitt 74 zu der Totzeit-Erzeugungsschaltung der Halbleitervorrichtung 72 übertragen (Schritt 92), wo eine Steuerung basierend auf den Zielsteuerwert durchgeführt wird.
Der Zielsteuerwert resultiert in einem Wert, der erhalten wird durch Verringern der Steuerungsaktivitätszeit um die Totzeit in der Totzeit-Erzeugungsschaltung der Halbleitervorrichtung 72. Diese Verringerung ist gleich einem Anstieg in der Steuerbetriebszeit, die zu dem Anfangssteuerbefehlswert in dem Totzeit-Kompensationsabschnitt 74 hinzuaddiert wurde. Es ist deshalb möglich, zu bewirken, dass der von der Totzeit-Erzeugungsschaltung an ihre entsprechende Treibeschaltung angelegte tatsächliche Steuerwert mit dem Anfangssteuerbefehlswert zusammenfällt.
12 ist ein Diagramm zum grafischen Darstellen der Wirkungen der vorliegenden Ausführungsform. Eine horizontale Achse eines in 12 gezeigten Diagramms zeigt die Steuerungsaktivitätsanweisung. Die Steuerungsaktivitätsanweisung ist ein von dem Host-System 78 zu der Halbleitervorrichtung 72 übertragener Befehl. Andererseits zeigt eine vertikale Achse des Diagramms die tatsächliche Steuerungsaktivitätszeit. Die tatsächliche Steuerungsaktivität bedeutet die tatsächlich bei jedem Arm durch die Halbleitervorrichtung 72 durchgeführte Steuerung, wobei die Halbleitervorrichtung 72 die Steuerungsaktivitätsanweisung empfangen hat. Nun werde beispielsweise angenommen, dass A zu der Halbleitervorrichtung 72 als Steuerungsaktivitätsanweisung übertragen wird. In diesem Falle ist die Steuerungsaktivitätsanweisung A, während die tatsächliche Steuerungsaktivitätszeit kleiner als A ist. Auf diese Weise kann nicht erreicht werden, dass die tatsächliche Steuerungsaktivität mit der angewiesenen Steuerungsaktivität übereinstimmt. Dies liegt daran, dass die Totzeit in der Halbleitervorrichtung eingestellt wird. Somit wird bei der vorliegenden Ausführungsform A' (Zielsteuerwert), der erhalten wird durch Hinzufügen der um die Totzeit verringerten Steuerungsaktivitätszeit zu dem Anfangsbefehlswert A im Vorhinein, durch das Host-System 78 erzeugt, um A (Anfangssteuerbefehlswert) auf die tatsächliche Steuerungsaktivitätszeit zu setzen. Wenn der Zielsteuerwert A' zu der Halbleitervorrichtung 72 übertragen wird, ist die Steuerungsaktivitätszeit um die Totzeit verringert, wodurch schließlich eine tatsächliche Steuerung durchgeführt wird, die mit A übereinstimmt.
Die Totzeit bezeichnet ein Intervall, welches für den Arm-Kurzschluss vorgesehen werden sollte und nicht Null erreicht. Folglich war ein unvermeidbares Problem die Verursachung einer Abweichung zwischen dem Anfangssteuerwert und dem tatsächlichen Steuerwert und eine Verschlechterung der Stabilität der Steuerung dadurch.
Gemäß dem Aufbau der vorliegenden Ausführungsform kann das oben beschriebene Problem gelöst werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform korrigiert der Totzeit-Kompensationsabschnitt 74 den Anfangssteuerbefehlswert auf solch eine Weise, dass der Anfangssteuerbefehlswert und der tatsächliche Steuerwert zusammenfallen und überträgt denselbigen zu der Halbleitervorrichtung. Da somit der Anfangssteuerbefehlswert und der tatsächliche Steuerwert zusammenfallen, kann die Stabilität der Steuerung zufriedenstellend aufrechterhalten werden, während der Arm-Kurzschluss unterdrückt wird durch das Vorsehen der Totzeit.
Obwohl die vorliegende Ausführungsform einen Aufbau verwendet, bei dem die Steuerwertabbildung vorgesehen wird, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Dies bedeutet, der Totzeit-Kompensationsabschnitt kann einen Totzeit-Steuerwert (Information über die Totzeit) bei einem tatsächlichen Betrieb des Halbleitersteuersystems in Echtzeit entgegennehmen. Sogar wenn der Anfangssteuerbefehlswert zu seinem entsprechenden Zielsteuerwert hin korrigiert wird auf der Grundlage der in Echtzeit entgegengenommenen Totzeit, ist es möglich, die Stabilität der Steuerung entsprechend den Wirkungen der vorliegenden Erfindung sicherzustellen. In diesem Fall gibt es keine Notwendigkeit zum Bereitstellen der Steuerwertabbildung.
Obwohl bei der vorliegenden Ausführungsform das Halbleitersteuersystem in die Halbleitervorrichtung und das Host-System unterteilt ist, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Dies bedeutet, sogar wenn der Totzeit-Kompensationsabschnitt auf der Seite der Halbleitervorrichtung angeordnet wird, gehen die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht verloren. Sogar wenn die Totzeit-Erzeugungsschaltung in dem Host-System angeordnet wird, gehen die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht verloren. Somit ist die Einteilung des Halbleitersteuersystems in die Halbleitervorrichtung und das Host-System aus Gründen der Erleichterung der Erklärung vorgenommen worden. Daher ist diese Einteilung nicht eine unverzichtbare Bedingung.
Obwohl die Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform in einer ähnlichen Weise wie die erste Ausführungsform aufgebaut ist, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Dies bedeutet, irgendeine Halbleitervorrichtung kann als die Halbleitervorrichtung verwendet werden, wenn Halbleitervorrichtungen verwendet werden, von denen jede die Totzeit einstellt zum Steuern jedes Arms.
Obwohl die Steuerwert-Abbildungs-Speichervorrichtung in dem Totzeit-Kompensationsabschnitt bei der vorliegenden Ausführungsform angeordnet ist, werden die Wirkungen der vorliegenden Erfindung sogar erhalten, wenn der Totzeit-Kompensationsabschnitt an irgendeiner anderen Stelle angeordnet ist, sofern auf den Totzeit-Kompensationsabschnitt zugegriffen werden kann.
Obwohl die Steuerwert-Abbildung, die bei der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, eine Abbildung bzw. Matrix ist, die die Beziehung zwischen der Totzeit und dem Treibesteuerwert anzeigt, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. In dem Falle einer Halbleitervorrichtung, in der die Totzeit beispielsweise ein fester Wert ist, werden die Wirkungen der vorliegenden Erfindung sogar in dem Falle einer Abbildung erhalten, die die Beziehung zwischen einem Anfangssteuerbefehlswert und einem Zielsteuerwert anzeigt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die optimale Totzeit erzeugt werden durch einen einfachen Prozessablauf, während die Stabilität einer Steuerung einer Halbleitervorrichtung aufrechterhalten wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 10-337046 A [0004, 0005, 0006, 0006, 0043, 0043, 0043, 0044]
- JP 2002-204581 A [0005]
- JP 9-172786 A [0005]
- JP 2003-324928 A [0005]
- JP 2001-69795 A [0005]

Claims

Halbleitervorrichtung (28) mit: durch zwei Halbleiterelemente (10, 14) gebildeten Armen; einer Abbildungs-Speichervorrichtung (23), welche eine Korrelationsabbildung zwischen einem Steuerwert für jeden der Arme und einer optimierten Totzeit, die für den Steuerwert eingestellt wird, speichert oder zu speichern in der Lage ist, einem Treibesteuerwert-Erfassungsmittel zum Erfassen eines Treibesteuerwertes von jedem der Arme; und einer Totzeit-Erzeugungsschaltung (22) zum Entnehmen der optimierten Totzeit entsprechend dem Treibesteuerwert von der Korrelationsabbildung, wobei die Zeit bis zum Anschalten des anderen Halbleiterelements nachdem das eine der Halbleiterelemente einen Befehl zum Abschalten empfangen hat die optimierte Totzeit ist, die durch die Totzeit-Erzeugungsschaltung (22) entnommen wird.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend: ein Suchsteuerbefehls-Übertragungsmittel (21) zum Übertragen einer Mehrzahl von Suchsteuerbefehlen der Arme; eine Datenmesseinrichtung zum Messen einer auf die Totzeit bezogenen Eigenschaft, die einer Eigenschaft zum Bestimmen einer Totzeit bezüglich jedes der Suchsteuerbefehle entspricht; eine Vorrichtung zum Erzeugen der optimierten Totzeit (25) zum Berechnen einer optimierten Totzeit, welche einer Totzeit entspricht, die in der Lage ist, eine Kompensierung für die Unterdrückung eines Arm-Kurzschlusses durchzuführen anhand der auf die Totzeit bezogenen Eigenschaft für jeden Suchsteuerbefehl; und eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Korrelationsabbildung (11) zwischen der optimierten Totzeit und jedem der Steuerwerte.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Korrelationsabbildung in der Abbildungs-Speichervorrichtung (23) gespeichert wird.
Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Treibesteuerwert ein Strom ist, der durch jeden der Arme fließt, und bei der das Treibesteuerwert-Erfassungsmittel ein Stromsensor (29) ist, der für die Arme vorgesehen ist.
Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Treibesteuerwert eine Spannung ist, die an jeden der Arme angelegt wird, und bei der das Treibesteuerwert-Erfassungsmittel ein Spannungssensor ist, der für die Arme vorgesehen ist.
Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Treibesteuerwert eine Temperatur des in der Einstellung beibehaltenen Arms ist und bei der das Treibesteuerwert-Erfassungsmittel ein Temperatursensor ist, der für die Arme vorgesehen ist.
Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiterhin aufweisend: eine Steuerwert-Übertragungsschaltung zum Anlegen eines Zielsteuerwertes jedes der Arme an die Totzeit-Erzeugungsschaltung; eine Steuerwertabbildungs-Speichervorrichtung (75), welche eine Steuerwertabbildung speichert, die eine Beziehung zwischen dem Zielsteuerwert und einem tatsächlichen Steuerwert, zu dem die optimierte Totzeit hinzugefügt ist, speichert oder zu speichern in der Lage ist; und ein Zielwert-Entnahmemittel zum Entnehmen des Zielsteuerwertes, das in der Lage ist, einen gewünschten tatsächlichen Steuerwert zu erzielen basierend auf der Steuerwertabbildung, wobei der an die Totzeit-Erzeugungsschaltung angelegte Zielsteuerwert der Zielsteuerwert ist, der durch das Zielwert-Entnahmemittel entnommen wurde.
Halbleitervorrichtung (28) mit: mit Halbleiterelementen (10, 14) versehenen Armen; einer Totzeit-Erzeugungsschaltung (22) zum Erzeugen einer Totzeit jedes der Arme und zum Anlegen eines tatsächlichen Steuerwertes an jeden der Arme, welcher durch Hinzufügen der Totzeit erhalten wurde; einem Zielsteuerwert-Anlegemittel zum Anlegen eines Zielsteuerwertes an die Totzeit-Erzeugungsschaltung als Eingabe; einem Anfangssteuerbefehlswert-Erzeugungsmittel zum Entgegennehmen eines Anfangssteuerbefehlswertes, der der durch jeden der Arme durchzuführenden Steuerung entspricht, oder zum Erzeugen desselben; und einem Zielsteuerwert-Einstellmittel zum Einstellen des Zielsteuerwertes in solch einer Weise, dass es in der Lage ist, einen tatsächlichen Steuerwert zu erzielen, der mit dem Anfangssteuerbefehlswert übereinstimmt, wobei der Zielsteuerwert durch das Zielsteuerwert-Einstellmittel eingestellt wird.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 8, weiterhin aufweisend: ein Totzeit-Entnahmemittel zum Entnehmen der Information über die Totzeit von der Totzeit-Erzeugungsschaltung; und ein Steuerwertabbildungs-Erzeugungsmittel (77) zum Erzeugen einer Abbildung zum Durchführen einer Umwandlung von dem Anfangssteuerbefehlswert in den Zielsteuerwert basierend auf der Totzeit, wobei das Zielsteuerwert-Einstellmittel den Zielsteuerwert unter Verwendung der Steuerwertabbildung einstellt.