DE112021007560T5 - Stromrichtereinrichtung und verfahren zum steuern der stromrichtereinrichtung - Google Patents

Stromrichtereinrichtung und verfahren zum steuern der stromrichtereinrichtung Download PDF

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Abstract

Eine Stromrichtereinrichtung (1) weist ein Halbleiterelement (2), einen Temperatursensor (3a), ein Dichtungsmaterial (4), das das Halbleiterelement (2) abdichtet, und eine Treiberschaltung (5) für das Halbleiterelement (2) auf. Der Temperatursensor (3a) misst die Temperatur entweder des Halbleiterelements (2) oder des Dichtungsmaterials (4) oder von beiden. Die Treiberschaltung (5) steuert die Spannungssteilheit oder den Spannungs-Scheitelwert, die an das Halbleiterelement (2) angelegt werden sollen, auf der Basis der Temperaturinformation, die vom Temperatursensor (3a) gemessen wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromrichtereinrichtung und ein Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren.
  • Stand der Technik
  • In elektrischen Einrichtungen für Elektrofahrzeuge wird ein AC-DC-Stromrichter inklusive einer Halbleitereinrichtung verwendet. In jüngster Zeit wurde zum Zwecke einer hohen Effizienz bzw. eines hohen Wirkungsgrads und der Größenverringerung von elektrischen Einrichtungen zunehmend ein Stromrichter verwendet, der eine SiC-Einrichtung verwendet, die eine höhere Stehspannung hat und bei einer höheren Frequenz betrieben werden kann, und zwar verglichen mit einer herkömmlichen Si-Einrichtung.
  • Es gibt eine Stromrichtereinrichtung, die eine Mehrzahl von Stromrichterschaltungen, eine Mehrzahl von Temperatursensoren und eine Steuerung aufweist und die die zu betreibende Stromrichterschaltung auswählt, und zwar in der Reihenfolge ausgehend von derjenigen, in der ein Schaltelement eine niedrigere Temperatur hat, und betreibt vorzugsweise das Schaltelement, das eine niedrigere Temperatur aufweist, wodurch das Schaltelement durch die eigene Wärmeerzeugung erwärmt wird und eine Verringerung der Stehspannung verhindert wird, wodurch die Effizienz verbessert wird (siehe beispielsweise Patentdokument 1).
  • Literaturverzeichnis
  • Patentdokument
  • Patentdokument 1: Japanische Offenlegung-Patentveröffentlichung JP 2019- 71 730 A
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Mit der Erfindung zu lösendes Problem
  • Wenn eine hochfrequente Treiberspannung an den Stromrichter mit einem Halbleiterelement angelegt wird, wird ein hohes elektrisches Feld an einem Anschlussbereich des Halbleiterelements erzeugt, und zwar infolge der Verzögerung des Ausbildens eines Relaxationsbereichs für das elektrische Feld, so dass die Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement und einem Dichtungsmaterial verringert wird. Je niedriger die Temperatur, desto bemerkenswerter die Stehspannungs-Verringerung.
  • Die vorliegende Erfindung wurde konzipiert, um das obige Problem zu lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Stehspannung an der Grenzfläche zwischen einem Halbleiterelement und einem Dichtungsmaterial zu verbessern.
  • Wege zum Lösen des Problems
  • Eine Stromrichtereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf: Ein Halbleiterelement; einen Temperatursensor; ein Dichtungsmaterial, das das Halbleiterelement abdichtet; und eine Treiberschaltung für das Halbleiterelement. Der Temperatursensor misst Temperaturen des Halbleiterelements und des Dichtungsmaterials. Die Treiberschaltung steuert die Spannungssteilheit oder den Spannungs-Scheitelwert, die an das Halbleiterelement angelegt werden sollen, auf der Basis der Temperaturinformation, die vom Temperatursensor gemessen wird.
  • Ein Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Verwendung einer Stromrichtereinrichtung inklusive einem Halbleiterelement, einem Temperatursensor, einem Dichtungsmaterial, das das Halbleiterelement abdichtet, und einer Treiberschaltung für das Halbleiterelement durchgeführt, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: einen Temperatur-Messschritt, in dem Temperaturen des Halbleiterelements und des Dichtungsmaterials mittels des Temperatursensors gemessen werden; einen Regelwert-Auswahlschritt, in dem die Spannungssteilheit oder der Spannungs-Scheitelwert, die an das Halbleiterelement angelegt werden sollen, auf der Basis der Temperaturinformation ausgewählt werden, die vom Temperatursensor gemessen wird; und einen Regelwert-Einstellschritt, in dem die Spannungssteilheit oder der Spannungs-Scheitelwert, die an das Halbleiterelement angelegt werden sollen, auf die gewählte Spannungssteilheit oder den gewählten Spannungs-Scheitelwert eingestellt werden.
  • Wirkung der Erfindung
  • Eine Stromrichtereinrichtung und ein Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung können die Stehspannung an der Grenzfläche zwischen einem Halbleiterelement und einem Dichtungsmaterial verbessern.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
    • 1 ist eine Schnittansicht einer Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 1.
    • 2 veranschaulicht die Relation zwischen der Spannungssteilheit, die an ein Halbleiterelement der Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 1 angelegt wird, der Stehspannung und der Temperatur.
    • 3 ist ein grundlegendes Ablaufdiagramm, das einen Steuerungsprozess für das Halbleiterelement der Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
    • 4 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Steuerungsprozess für die Spannungssteilheit zeigt, die an das Halbleiterelement der Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 1 angelegt werden soll.
    • 5 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Steuerungsprozess für den Spannungs-Scheitelwert zeigt, der an ein Halbleiterelement einer Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 2 angelegt werden soll.
    • 6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Steuerungsprozess für die Spannungssteilheit und den Spannungs-Scheitelwert zeigt, der an ein Halbleiterelement einer Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 3 angelegt werden soll.
    • 7 ist eine Schnittansicht einer Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 4.
    • 8 ist eine Schnittansicht einer Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 4.
    • 9 ist eine Schnittansicht einer Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 4.
    • 10 ist eine Schnittansicht einer Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 5.
    • 11 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Steuerungsprozess für die Spannungssteilheit zeigt, die an ein Halbleiterelement der Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 5 angelegt werden soll, sowie einen Erwärmungsprozess.
    • 12 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Steuerungsprozess für den Spannungs-Scheitelwert zeigt, der an ein Halbleiterelement einer Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 6 angelegt werden soll, sowie einen Erwärmungsprozess.
    • 13 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Erwärmungsprozess für ein Halbleiterelement einer Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 7 zeigt.
    • 14 ist eine Schnittansicht einer Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 8.
    • 15 ist eine Schnittansicht einer Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 8.
    • 16 ist eine Schnittansicht einer Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 8.
    • 17 ist eine Schnittansicht einer Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 9.
    • 18 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Steuerungsprozess für Spannungssteilheiten zeigt, die an Halbleiterelemente der Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 9 angelegt werden sollen.
    • 19 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Steuerungsprozess für Spannungs-Scheitelwerte zeigt, die an Halbleiterelemente einer Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 10 angelegt werden sollen.
    • 20 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Steuerungsprozess für Spannungssteilheiten zeigt, die an Halbleiterelemente einer Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 11 angelegt werden sollen.
    • 21 ist eine Schnittansicht einer Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 12.
    • 22 ist eine Schnittansicht einer Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 13.
    • 23 ist eine Schnittansicht einer Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 13.
    • 24 ist eine Schnittansicht einer Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 13.
    • 25 ist eine Schnittansicht einer Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 14.
    • 26 ist eine Schnittansicht einer Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 14.
    • 27 ist eine Schnittansicht einer Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 14.
    • 28 ist ein Blockdiagramm, das ein Hardwarekonfigurations-Beispiel einer Treiberschaltung jeder Stromrichtereinrichtung zeigt.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Ausführungsform 1
  • Ausführungsform 1 betrifft eine Stromrichtereinrichtung, die ein Halbleiterelement, einen Temperatursensor, ein Dichtungsmaterial, das das Halbleiterelement abdichtet, und eine Treiberschaltung für das Halbleiterelement aufweist, wobei der Temperatursensor die Temperatur des Halbleiterelements misst, und die Treiberschaltung die Spannungssteilheit steuert, die an das Halbleiterelement angelegt werden soll, und zwar auf der Basis der Temperaturinformation, die vom Temperatursensor gemessen wird, und der Stehspannungs-Eigenschaften unter Verwendung der Spannungssteilheit und der Temperatur des Halbleiterelements als Parameter, und ein Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren, das einen Vorgabeschritt für einen nötigen Wert, einen Temperaturinformations-Erfassungsschritt, einen Regelwert-Auswahlschritt, einen Regelwert-Einstellschritt und einen Ende-Bestimmungsschritt aufweist.
  • Nachfolgend werden die Konfiguration und der Betrieb der Stromrichtereinrichtung und des Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahrens gemäß Ausführungsform 1 unter Bezugnahme auf folgende Zeichnungen beschrieben: 1, die eine Schnittansicht der Stromrichtereinrichtung ist, 2, die die Relation zwischen der Spannungssteilheit, die an das Halbleiterelement angelegt wird, der Stehspannung und der Temperatur veranschaulicht, 3, die ein grundlegendes Ablaufdiagramm ist, das einen Steuerungsprozess für das Halbleiterelement zeigt, und 4, die ein Ablaufdiagramm ist, das einen Steuerungsprozess für die Spannungssteilheit zeigt, die an das Halbleiterelement angelegt werden soll.
  • Die Konfiguration der Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 1 wird unter Bezugnahme auf die Schnittansicht in 1 beschrieben.
  • Eine Stromrichtereinrichtung 1 weist Folgendes auf: Ein Halbleiterelement 2, einen Temperatursensor 3a, ein Dichtungsmaterial 4, eine Treiberschaltung 5 für das Halbleiterelement 2, einen Temperaturinformation-Übertragungspfad 6, einen Steuerungs-Übertragungspfad 7, eine Metallplatte 8, ein Wärmeabführungsmaterial 9 und ein Verbindungsmaterial 10.
  • Die Schnittansicht in 1 ist eine schematische Ansicht. Beispielsweise ist die Metallplatte 8 ein Leiterrahmen, der als Verbindungsanschlüsse zum Eingeben/Ausgeben von Signalen des Halbleiterelements 2 dient, wie später beschrieben.
  • Das Halbleiterelement 2 ist aus Si, SiC, GaN, C usw. als Hauptmaterial gebildet, und es ist beispielsweise eine Diode, ein Transistor, ein Thyristor, ein MetalloxidHalbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) oder ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT), beispielsweise. Eine Rückseiten-Elektrode des Halbleiterelements 2 ist mit der Metallplatte 8 über ein leitfähiges Verbindungsmaterial wie z. B. Lot oder eine Silberpaste verbunden.
  • Der Temperatursensor 3a misst die Temperatur entweder des Halbleiterelements 2 oder des Dichtungsmaterials 4 oder von beiden. Der Temperatursensor 3a ist ein Sensor mit einer Temperatur-Messfunktion, wie z. B. eine Diode, ein komplementärer Metalloxidhalbleiter (CMOS), ein Thermistor oder ein Thermoelement.
  • Der Temperatursensor 3a ist im Halbleiterelement 2 angeordnet oder mit dem Halbleiterelement 2 verbunden.
  • Das Dichtungsmaterial 4 dichtet das Halbleiterelement 2 und den Temperatursensor 3a ab. Das Dichtungsmaterial 4 dichtet einen Teil oder die Gesamtheit des Temperaturinformation-Übertragungspfads 6 und des Steuerungs-Übertragungspfads 7 ab. Außerdem dichtet das Dichtungsmaterial 4 einen Teil oder die Gesamtheit der Metallplatte 8, des Wärmeabführungsmaterials 9 und des Verbindungsmaterials 10 ab.
  • Das Dichtungsmaterial 4 kann ein Dichtungsmaterial sein, das ein Additiv nicht aufweist, oder ein Dichtungsmaterial, das entweder ein organisches Additiv oder ein anorganisches Additiv oder beides aufweist. Beispielsweise kann das Dichtungsmaterial 4 Folgendes sein: Polyphenylensulfidharz, Epoxidharz, Silikongel oder ein Elastomer.
  • Die Treiberschaltung 5 ist eine Schaltung zum Steuern der Spannungssteilheit, des Spannungs-Scheitelwerts und der Trägerfrequenz, die an das Halbleiterelement 2 angelegt werden sollen.
  • Die Treiberschaltung 5 erfasst die Temperaturinformation, die vom Temperatursensor 3a erfasst wird, über den Temperaturinformation-Übertragungspfad 6. Außerdem steuert die Treiberschaltung 5 die Spannungssteilheit, den Spannungs-Scheitelwert und die Trägerfrequenz, die an das Halbleiterelement 2 angelegt werden sollen, über den Steuerungs-Übertragungspfad 7. Hier ist die Spannungssteilheit ein Wert, der erhalten wird, indem der Spannungs-Scheitelwert zur Spannungs-Anstiegszeit oder zur Spannungs-Abfallzeit durch den Spannungs-Anstiegszeitraum oder den Spannungs-Abfallzeitraum geteilt wird.
  • Die Treiberschaltung 5 ist außerhalb des Dichtungsmaterials 4 angeordnet.
  • Jeder von dem Temperaturinformation-Übertragungspfad 6 und dem Steuerungs-Übertragungspfad 7 ist ein Kabelbaum, ein Draht, eine Metall-Leitung oder eine Metallplatte aus einem Metall wie z. B. Kupfer oder Aluminium als Hauptmaterial. Jeder Übertragungspfad kann durch eine Kombination der obigen Bestandteile gebildet sein.
  • Die Metallplatte 8 ist ein Chip (Die), ein Leiter, ein Leiterrahmen oder dergleichen aus einem Metall wie z. B. Kupfer oder Aluminium als Hauptmaterial. Die Metallplatte 8 ist mit dem Wärmeabführungsmaterial 9 über das Verbindungsmaterial 10 verbunden.
  • Der Leiterrahmen, der als Verbindungsanschlüsse zum Eingeben/Ausgeben von Signalen des Halbleiterelements 2 dient, ist aus einem Chip (Die) und einem Leiter gebildet. Ein Teil, der innerhalb des Halbleiterelements 2 vorhanden ist, wird als Chip bezeichnet, und ein Teil, der außerhalb vorhanden ist, wird als Leiter bezeichnet.
  • Das Wärmeabführungsmaterial 9 ist aus einem Metall wie z. B. Kupfer oder Aluminium als Hauptmaterial gebildet und führt die Wärme, die innerhalb des Halbleiterelements 2 erzeugt wird, nach außerhalb ab.
  • Das Verbindungsmaterial 10 kann ein Verbindungsmaterial sein, das ein Additiv nicht aufweist, oder ein Verbindungsmaterial, das entweder ein organisches Additiv oder ein anorganisches Additiv oder beides aufweist. Beispielsweise kann das Verbindungsmaterial 10 ein einschichtiges Verbindungsmaterial sein, das aus Epoxidharz, Keramik oder dergleichen als Hauptmaterial gebildet ist.
  • Alternativ kann das Verbindungsmaterial 10 ein mehrschichtiges Verbindungsmaterial sein, das erhalten wird, indem Epoxidharz, Keramik oder dergleichen und eine Metallplatte aus Metall wie z. B. Kupfer oder Aluminium als Hauptmaterial kombiniert wird, und zwar unter Verwendung eines leitfähigen Verbindungsmaterials wie z. B. Lot oder Silberpaste.
  • Unter Bezugnahme auf 2 werden als nächstes die Stehspannungs-Eigenschaften des Halbleiterelements 2 unter Verwendung der Spannungssteilheit und der Temperatur des Halbleiterelements 2 als Parameter beschrieben.
  • 2 zeigt ein Beispiel des Ergebnisses eines Tests zum Bewerten der Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement 2 und dem Dichtungsmaterial 4, unter Verwendung der Spannungssteilheit, die an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll, und der Temperatur entweder des Halbleiterelements 2 oder des Dichtungsmaterials 4 oder beider als Parameter.
  • Die Vertikalachse in 2 gibt den normierten Wert der Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement 2 und dem Dichtungsmaterial 4 an. Die Horizontalachse in 2 gibt die Spannungssteilheit an, die an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll. Hier ist eine hohe Temperatur eine höhere Temperatur als die Raumtemperatur, und eine niedrige Temperatur ist eine niedrigere Temperatur als die Raumtemperatur.
  • In dem Beispiel in 2 gilt Folgendes: In einem Fall, in dem die Temperatur des Halbleiterelements 2 und des Dichtungsmaterials 4 die niedrige Temperatur ist, wird dann, wenn die Spannungssteilheit, die an das Halbleiterelement 2 angelegt wird, verringert wird, die Stehspannung an der Grenzfläche zwischen Dem Halbleiterelement 2 und dem Dichtungsmaterial 4 das Doppelte oder mehr, und zwar verglichen damit, wenn die Spannungssteilheit, die an das Halbleiterelement 2 angelegt wird, groß ist.
  • Außerdem gilt in dem Fall, in dem die Temperatur des Halbleiterelements 2 und des Dichtungsmaterials 4 die niedrige Temperatur ist, Folgendes: Wenn die Spannungssteilheit, die an das Halbleiterelement 2 angelegt wird, erhöht wird, wird die Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement 2 und dem Dichtungsmaterial 4 auf 1/2 oder kleiner verringert.
  • Die Treiberschaltung 5 speichert Steuerungsinformations-Kenndaten, die kontinuierlich oder diskret die Relation zwischen der Spannungssteilheit, die an das Halbleiterelement 2 angelegt wird, der Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement 2 und dem Dichtungsmaterial 4 und der Temperatur eines oder beider von dem Halbleiterelement 2 und dem Dichtungsmaterial 4 angeben, wie in 2 gezeigt.
  • In der folgenden Beschreibung, werden die Stehspannungs-Eigenschaften, die unter Verwendung der Spannungssteilheit und der Temperatur des Halbleiterelements 2 als Parameter dargestellt werden, wie in 2 gezeigt, als „Steuerungsinformations-Kenndaten“ bezeichnet.
  • Als nächstes wird die Steuerung für das Halbleiterelement 2, die von der Treiberschaltung 5 ausgeführt wird, auf der Basis des grundlegenden Ablaufdiagramms in 3 beschrieben.
  • Der Steuerungsprozess in 3 weist Schritt 1 (S01) bis Schritt 3 (S03) auf, die unten beschrieben werden.
  • In einem Temperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 1 (S01) erfasst die Treiberschaltung 5 die Temperaturinformation, die vom Temperatursensor 3a gemessen wird.
  • In einem Regelwert-Auswahlschritt in Schritt 2 (S02) wählt die Treiberschaltung 5 die Spannungssteilheit aus, die an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll, und zwar auf der Basis der erfassten Temperaturinformation.
  • In einem Regelwert-Einstellschritt in Schritt 3 (S03) stellt die Treiberschaltung 5 die Spannungssteilheit, die an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll, auf die Spannungssteilheit ein, die in Schritt 2 (S02) ausgewählt wird.
  • Unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in 4 wird als nächstes die Steuerung der Spannungssteilheit eines Schaltsignals beschrieben, das an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll, die von der Treiberschaltung 5 ausgeführt wird.
  • 4 zeigt einen Steuerungsprozess, der von der Treiberschaltung 5 für das Halbleiterelement 2 ausgeführt wird und in dem die Spannungssteilheit, die an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll, das Steuerungsziel ist, gemäß Ausführungsform 1.
  • Der Steuerungsprozess in 4 wird ausgeführt, wenn die Stromrichtereinrichtung 1 gestartet wird oder wenn ein nötiger Wert für die Ausgabe der Stromrichtereinrichtung 1 durch eine externe Schaltung separat von der Stromrichtereinrichtung 1 geändert wird.
  • Der Steuerungsprozess in 4 weist Schritt 11 (S 11) bis Schritt 15 (S 15) auf, die unten beschrieben werden.
  • In einem Vorgabeschritt für einen nötigen Wert in Schritt 11 (S 11), wird ein nötiger Wert für die Spannungssteilheit vorgegeben, die an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll. Der nötige Wert für die Spannungssteilheit, der in Schritt 11 (S 11) vorgegeben wird, wird durch die externe Schaltung separat von der Stromrichtereinrichtung 1 bestimmt.
  • In einem Temperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 12 (S12) erfasst die Treiberschaltung 5 die Temperaturinformation, die vom Temperatursensor 3a gemessen wird.
  • In einem Regelwert-Auswahlschritt in Schritt 13 (S13) wählt die Treiberschaltung 5 die Spannungssteilheit, bei der der Spannungs-Scheitelwert, der an das Halbleiterelement 2 angelegt wird, einen Maximalwert oder einen Wert annimmt, der in Bezug auf den Entwurf zulässig ist, unter Bezugnahme auf den nötigen Wert für die Spannungssteilheit aus, der in Schritt 11 (S11) vorgegeben wird, und zwar auf der Basis der erfassten Temperaturinformation und der gespeicherten Steuerungsinformations-Kenndaten.
  • In einem Regelwert-Einstellschritt in Schritt 14 (S14) stellt die Treiberschaltung 5 die Spannungssteilheit, die an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll, auf die Spannungssteilheit ein, die in Schritt 13 (S13) ausgewählt wird.
  • In einem Ende-Bestimmungsschritt in Schritt 15 (S15) führt die Treiberschaltung 5 einen Vergleich der Stärke-Relation zwischen der Spannungssteilheit, angepasst in Schritt 14 (S14), und dem nötigen Wert für die Spannungssteilheit, vorgegeben in Schritt 11 (S 11), durch und bestimmt, ob oder ob nicht der sequenzielle Prozess beendet werden soll.
  • Wenn die Spannungssteilheit, angepasst in Schritt 14 (S14), kleiner als der nötige Wert für die Spannungssteilheit, vorgegeben in Schritt 11 (S 11), ist, springt die Treiberschaltung 5 zum Temperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 12 (S12) zurück und wiederholt so den Regelwert-Auswahlschritt in Schritt 13 (S13), den Regelwert-Einstellschritt in Schritt 14 (S14) und dann den Ende-Bestimmungsschritt in Schritt 15 (S15).
  • Wenn andererseits im Ende-Bestimmungsschritt in Schritt 15 (S 15) die Spannungssteilheit, angepasst in Schritt 14 (S14), gleich oder größer als der nötige Wert für die Spannungssteilheit, vorgegeben in Schritt 11 (S 11), ist, beendet die Treiberschaltung 5 den Prozess.
  • In dem Ablaufdiagramm in 4 ist der Grund zum Rücksprung zum Temperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 12 (S12), wenn die Spannungssteilheit, angepasst in Schritt 14 (S14), kleiner als der nötige Wert für die Spannungssteilheit, vorgegeben in Schritt 11 (S 11), ist, der folgende.
  • Es wird angenommen, dass selbst dann, wenn die Beedingungs-Bedingung nicht mit der Verarbeitung in der Ende-Bestimmungsschritt zum ersten Mal erfüllt ist, nachdem der Prozess in 4 gestartet wird, die Temperatur des Halbleiterelements 2 zunimmt, wenn das Halbleiterelement 2 betrieben wird, so dass die Stehspannungseigenschaft natürlich verbessert ist, d. h. die Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement 2 und dem Dichtungsmaterial 4 nimmt zu.
  • Die Verarbeitung, die von der Treiberschaltung 5 im Regelwert-Auswahlschritt durchgeführt wird, wird als digitale Verarbeitung angenommen. Die Verarbeitung, die von der Treiberschaltung 5 im Regelwert-Einstellschritt durchgeführt wird, wird als analoge Verarbeitung angenommen.
  • In Ausführungsform 1 wird die Verzögerung der Ausbildung eines Relaxationsbereichs für das elektrische Feld am Anschlussbereich des Halbleiterelements 2 unterdrückt, und das erzeugte elektrische Feld wird verringert, wodurch die Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement 2 und dem Dichtungsmaterial 4 verbessert werden kann.
  • Wie oben beschrieben, weist die Stromrichtereinrichtung aus Ausführungsform 1 Folgendes auf: Das Halbleiterelement, den Temperatursensor, das Dichtungsmaterial, das das Halbleiterelement abdichtet, und die Treiberschaltung für das Halbleiterelement, wobei der Temperatursensor die Temperatur des Halbleiterelements misst und die Treiberschaltung die Spannungssteilheit, die an das Halbleiterelement angelegt werden soll, auf der Basis der Temperaturinformation, die vom Temperatursensor gemessen wird, und der Stehspannungs-Eigenschaften steuert, unter Verwendung der Spannungssteilheit und der Temperatur des Halbleiterelements als Parameter. Außerdem weist das Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren den Vorgabeschritt für einen nötigen Wert, den Temperaturinformations-Erfassungsschritt, den Regelwert-Auswahlschritt, den Regelwert-Einstellschritt und den Ende-Bestimmungsschritt auf.
  • Folglich können die Stromrichtereinrichtung und das Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren aus Ausführungsform 1 die Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement und dem Dichtungsmaterial verbessern.
  • Ausführungsform 2
  • In einer Stromrichtereinrichtung und einem Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren gemäß Ausführungsform 2 ist das Steuerungsziel der Spannungs-Scheitelwert anstelle der Spannungssteilheit, die als das Steuerungsziel in Ausführungsform 1 verwendet wird.
  • Die Konfiguration und der Betrieb der Stromrichtereinrichtung und des Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren gemäß Ausführungsform 2 werden unter Bezugnahme auf 5 beschrieben, das ein Ablaufdiagramm ist, das einen Steuerungsprozess für den Spannungs-Scheitelwert zeigt, der an das Halbleiterelement angelegt werden soll.
  • In Ausführungsform 2 ist die Konfiguration der Stromrichtereinrichtung die gleiche wie diejenige in 1 in Ausführungsform 1, und die Steuerungsinformations-Kenndaten (2), die in der Treiberschaltung 5 verwendet werden, sind ebenfalls die gleichen.
  • Daher wird unter Bezugnahme auf 1 und 2 in Ausführungsform 1 der Betrieb der Stromrichtereinrichtung in Ausführungsform 2 unter Fokussierung auf die Unterschiede von Ausführungsform 1 beschrieben, unter Verwendung des Ablaufdiagramms in 5.
  • In Ausführungsform 2 steuert die Treiberschaltung 5 den Spannungs-Scheitelwert eines Schaltsignals, das an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll.
  • 5 zeigt den Steuerungsprozess für den Spannungs-Scheitelwert, der an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll, der von der Treiberschaltung 5 für das Halbleiterelement 2 gemäß Ausführungsform 2 ausgeführt wird.
  • Der Steuerungsprozess in 5 wird ausgeführt, wenn die Stromrichtereinrichtung 1 gestartet wird oder wenn ein nötiger Wert für die Ausgabe der Stromrichtereinrichtung 1 durch die externe Schaltung separat von der Stromrichtereinrichtung 1 geändert wird.
  • In Ausführungsform 2 wird die Spannungssteilheit eines Schaltsignals, das an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll, für die Treiberschaltung 5 durch die externe Schaltung separat von der Stromrichtereinrichtung 1 im Voraus spezifiziert.
  • Der Steuerungsprozess in 5 weist Schritt 21 (S21) bis Schritt 25 (S25) auf, die nachfolgend beschrieben werden.
  • In einem Vorgabeschritt für einen nötigen Wert in Schritt 21 (S21) wird ein nötiger Wert für den Spannungs-Scheitelwert vorgegeben, der an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll. Der nötige Wert für den Spannungs-Scheitelwert, vorgegeben in Schritt 21 (S21), wird durch die externe Schaltung separat von der Stromrichtereinrichtung 1 bestimmt.
  • Im Temperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 22 (S22) erfasst die Treiberschaltung 5 die Temperaturinformation, die vom Temperatursensor 3a gemessen wird.
  • Im Regelwert-Auswahlschritt in Schritt 23 (S23) wählt die Treiberschaltung 5 den Spannungs-Scheitelwert, der ein Maximalwert oder ein zulässiger Wert bezogen auf den Entwurf, für den Spannungs-Scheitelwert aus, der an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll, und zwar unter Bezugnahme auf den nötigen Wert für den Spannungs-Scheitelwert, vorgegeben in Schritt 21 (S21), auf der Basis der erfassten Temperaturinformation und der gespeicherten Steuerungsinformations-Kenndaten.
  • In einem Regelwert-Einstellschritt in Schritt 24 (S24) passt die Treiberschaltung 5 den Spannungs-Scheitelwert, der an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll, an den Spannungs-Scheitelwert an, der in Schritt 23 (S23) ausgewählt wird, bzw. stellt diesen darauf ein.
  • In einem Ende-Bestimmungsschritt in Schritt 25 (S25) führt die Treiberschaltung 5 einen Vergleich der Stärke-Relation zwischen dem Spannungs-Scheitelwert, angepasst in Schritt 24 (S24), und dem nötigen Wert für den Spannungs-Scheitelwert, vorgegeben in Schritt 21 (S21), durch und bestimmt so, ob oder ob nicht der sequenzielle Prozess beendet werden soll.
  • Wenn der Spannungs-Scheitelwert, angepasst in Schritt 24 (S24), kleiner als der nötige Wert für den Spannungs-Scheitelwert, vorgegeben in Schritt 21 (S21), ist, springt die Treiberschaltung 5 zum Temperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 22 (S22) zurück und wiederholt so den Regelwert-Auswahlschritt in Schritt 23 (S23), den Regelwert-Einstellschritt in Schritt 24 (S24) und dann den Ende-Bestimmungsschritt in Schritt 25 (S25).
  • Wenn andererseits im Ende-Bestimmungsschritt in Schritt 25 (S25) der Spannungs-Scheitelwert, angepasst in Schritt 24 (S24), gleich oder größer als der nötige Wert für den Spannungs-Scheitelwert, vorgegeben in Schritt 21 (S21), ist, beendet die Treiberschaltung 5 den Prozess.
  • In Ausführungsform 2 wird eine Verzögerung der Ausbildung eines Relaxationsbereichs für das elektrische Feld am Anschlussbereich des Halbleiterelement 2 unterdrückt und das erzeugte elektrische Feld wird verringert, wodurch die Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement 2 und dem Dichtungsmaterial 4 verbessert werden kann.
  • Wie oben beschrieben, ist in der Stromrichtereinrichtung und im Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren aus Ausführungsform 2 das Steuerungsziel der Spannungs-Scheitelwert, und zwar anstelle der Spannungssteilheit, die als das Steuerungsziel in Ausführungsform 1 verwendet wird.
  • Folglich können die Stromrichtereinrichtung und das Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren aus Ausführungsform 2 die Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement und dem Dichtungsmaterial verbessern.
  • Ausführungsform 3
  • In einer Stromrichtereinrichtung und einem Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren in Ausführungsform 3 wird die Spannungssteilheit oder der Spannungs-Scheitelwert auf der Basis einer Temperaturinformation gesteuert, ohne die Steuerungsinformations-Kenndaten zu verwenden.
  • Die Konfiguration und der Betrieb der Stromrichtereinrichtung und des Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahrens gemäß Ausführungsform 3 werden unter Bezugnahme auf 6 beschrieben, die ein Ablaufdiagramm ist, das einen Steuerungsprozess für die Spannungssteilheit oder den Spannungs-Scheitelwert zeigt, die/der an das Halbleiterelement angelegt werden soll.
  • In Ausführungsform 3 wird die Spannungssteilheit oder der Spannungs-Scheitelwert unter Verwendung der Eigenschaften der Steuerungsinformations-Kenndaten in 2 verwendet, anstatt Daten der Steuerungsinformations-Kenndaten in 2 zu verwenden.
  • In Ausführungsform 3 ist die Konfiguration der Stromrichtereinrichtung die gleiche wie in 1 in Ausführungsform 1.
  • Daher wird unter Bezugnahme auf 1 in Ausführungsform 1 der Betrieb der Stromrichtereinrichtung in Ausführungsform 3 unter Fokussierung auf die Unterschiede von Ausführungsform 1 beschrieben, unter Verwendung des Ablaufdiagramms in 6.
  • In Ausführungsform 3 steuert die Treiberschaltung 5 die Spannungssteilheit oder den Spannungs-Scheitelwert eines Schaltsignals, das an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll.
  • 6 zeigt den Steuerungsprozess für die Spannungssteilheit oder den Spannungs-Scheitelwert, der an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll, der von der Treiberschaltung 5 für das Halbleiterelement 2 ausgeführt wird, gemäß Ausführungsform 3.
  • Der Steuerungsprozess in 6 wird ausgeführt, wenn die Temperatur des Halbleiterelements 2 geändert wird.
  • Der Steuerungsprozess in 6 weist Schritt 31 (S31) bis Schritt 34 (S34) auf, die nachfolgend beschrieben werden.
  • In einem Temperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 31 (S31) werden die Temperaturinformation für das Halbleiterelement 2 und das Dichtungsmaterial 4 erfasst, die vom Temperatursensor 3a erfasst werden.
  • In einem Temperaturänderungs-Bestimmungsschritt in Schritt 32 (S32) wird bestimmt, ob die Temperatur, die im Temperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 31 (S31) erfasst wird, von der vorherigen Temperatur zugenommen oder abgenommen hat. Als ein Ergebnis der Bestimmung in Schritt 32 (S32) gilt Folgendes: Wenn sich die Temperatur jenseits eines vorbestimmten Bereichs erhöht hat, fährt der Prozess mit Schritt 33 (S33) fort, und wenn die Temperatur kleiner geworden ist oder abgenommen hat, fährt der Prozess mit Schritt 34 (S34) fort. Wenn die Temperaturänderung innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, wird bestimmt, dass sich die Temperatur nicht geändert hat, und der Prozess wird beendet.
  • In einem Regelwert-Erhöhungsschritt in Schritt 33 (S33) wird die Spannungssteilheit oder der Spannungs-Scheitelwert, die/der an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll, vom vorherigen Wert aus vor dem Temperaturanstieg erhöht.
  • In einem Regelwert-Verringerungsschritt in Schritt 34 (S34) wird die Spannungssteilheit oder der Spannungs-Scheitelwert, die/der an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll, vom vorherigen Wert vor dem Temperaturabfall verringert.
  • Wünschenswerterweise ist die Änderungsbreite der Spannungssteilheit oder des Spannungs-Scheitelwerts, die/der an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll, im Regelwert-Erhöhungsschritt und im Regelwert-Verringerungsschritt is 0,2 bis 0,4 p.u./°C.
  • In Ausführungsform 3 braucht die Treiberschaltung 5 die Steuerungsinformations-Kenndaten nicht zu speichern, die in 2 gezeigt sind. Anstatt die Steuerungsinformations-Kenndaten zu verwenden, werden deren Eigenschaften verwendet, wodurch eine Verzögerung der Ausbildung eines Relaxationsbereichs für das elektrische Feld am Anschlussbereich des Halbleiterelements 2 unterdrückt wird und das erzeugte elektrische Feld verringert wird, wodurch die Wirkung erzielt wird, dass die Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement 2 und dem Dichtungsmaterial 4 verbessert ist.
  • Wie oben beschrieben, wird in der Stromrichtereinrichtung und dem Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren in Ausführungsform 3 die Spannungssteilheit oder der Spannungs-Scheitelwert auf der Basis der Temperaturinformation gesteuert, ohne die Steuerungsinformations-Kenndaten zu verwenden.
  • Folglich können die Stromrichtereinrichtung und das Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren in Ausführungsform 3 die Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement und dem Dichtungsmaterial verbessern, und zwar mit einer einfachen Konfiguration.
  • Ausführungsform 4
  • Ausführungsform 4 zeigt Modifikationen der Konfiguration der Stromrichtereinrichtung, genauer gesagt der Anordnungs-Position des Temperatursensors.
  • Konfigurationen der Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 4 werden unter Bezugnahme auf 7 bis 9 beschrieben, die Schnittansichten der Stromrichtereinrichtung sind.
  • In Ausführungsform 4 ist die Anordnungs-Position des Temperatursensors in der Stromrichtereinrichtung verschieden von derjenigen in Ausführungsform 1. Die grundlegende Konfiguration ist die gleiche wie in 1 in Ausführungsform 1.
  • In 1 in Ausführungsform 1 ist der Temperatursensor 3a im Halbleiterelement 2 angeordnet oder mit dem Halbleiterelement 2 verbunden. Die Anordnungs-Position des Temperatursensors wird unter Fokussierung auf die Unterschiede von Ausführungsform 1 beschrieben.
  • Zunächst wird der Fall beschrieben, in dem der Temperatursensor 3b im Dichtungsmaterial 4 abgedichtet ist, unter Bezugnahme auf 7. In 7 werden die Stromrichtereinrichtung und der Temperatursensor jeweils als 101A und 3b bezeichnet, zur Unterscheidung von Ausführungsform 1.
  • In 7 ist der Temperatursensor 3b im Dichtungsmaterial 4 abgedichtet, ohne das er mit dem Halbleiterelement 2 verbunden ist. In dieser Konfiguration misst der Temperatursensor 3b die Temperatur des Dichtungsmaterials 4 oder die Temperatur des Halbleiterelements 2 über das Dichtungsmaterial 4.
  • Als nächstes wird der Fall beschrieben, in dem der Temperatursensor 3c mit der Seite des Halbleiterelements 2 der Metallplatte 8 verbunden ist, unter Bezugnahme auf 8. In 8 werden die Stromrichtereinrichtung und der Temperatursensor jeweils als 101B und 3c bezeichnet, zur Unterscheidung von Ausführungsform 1.
  • In 8 ist der Temperatursensor 3c im Dichtungsmaterial 4 in einem Zustand gezeigt, in dem der Temperatursensor 3c nicht mit dem Halbleiterelement 2 verbunden ist und mit einer Fläche der Metallplatte 8 verbunden ist, an der das Halbleiterelement 2 verbunden ist. In dieser Konfiguration misst der Temperatursensor 3c die Temperatur des Dichtungsmaterials 4 oder die Temperatur des Halbleiterelements 2 über entweder das Dichtungsmaterial 4 oder die Metallplatte 8.
  • Als nächstes wird der Fall beschrieben, in dem der Temperatursensor 3d mit einer Seite der Metallplatte 8 gegenüber dem Halbleiterelement 2 verbunden ist, unter Bezugnahme auf 9. In 9 werden die Stromrichtereinrichtung und der Temperatursensor jeweils als 101C und 3d bezeichnet, zur Unterscheidung von Ausführungsform 1.
  • In 9 ist der Temperatursensor 3d im Dichtungsmaterial 4 abgedichtet, und zwar in einem Zustand, in dem er mit einer Fläche der Metallplatte 8 auf der Seite gegenüber der Fläche verbunden ist, auf der das Halbleiterelement 2 verbunden ist. In dieser Konfiguration misst der Temperatursensor 3d die Temperatur des Dichtungsmaterials 4 oder die Temperatur des Halbleiterelements 2 über die Metallplatte 8.
  • Wenn die Modifikationen (7 bis 9) der Konfiguration der Stromrichtereinrichtung gemeinsam beschrieben werden, wird die Konfiguration in 7 stellvertretend beschrieben.
  • Als Modifikationen der Anordnungs-Position des Temperatursensors 3a wurden die Fälle von 7 bis 9 beschrieben. In jedem dieser Fälle ist der Temperatursensor 3b im Dichtungsmaterial 4 abgedichtet oder mit der Metallplatte 8 verbunden, anstatt im Halbleiterelement 2 angeordnet zu sein oder mit dem Halbleiterelement 2 verbunden zu sein.
  • Das Verwenden der Konfigurationen, die in 7 bis 9 beschrieben ist, vergrößert die Verarbeitungsschritte zum Montieren an der Stromrichtereinrichtung 101A. Der Prozess zum Montieren des Halbleiterelements 2 und des Temperatursensors 3b an der Stromrichtereinrichtung 101A kann jedoch in separaten Schritten durchgeführt werden, wodurch der Montageprozess vorteilhaft verbessert werden kann.
  • Wie oben beschrieben, ist in der Stromrichtereinrichtung aus Ausführungsform 4 die Anordnungs-Position des Temperatursensors vom Halbleiterelement 2 separiert bzw. getrennt.
  • Folglich kann die Stromrichtereinrichtung aus Ausführungsform 4 die Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement und dem Dichtungsmaterial verbessern. Außerdem kann der Montageprozess für die Stromrichtereinrichtung verbessert werden.
  • Ausführungsform 5
  • In einer Stromrichtereinrichtung und einem Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren aus Ausführungsform 5 ist eine Wärmequelle der Stromrichtereinrichtung aus Ausführungsform 1 hinzugefügt.
  • Die Konfiguration und der Betrieb der Stromrichtereinrichtung und des Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahrens gemäß Ausführungsform 5 werden unter Bezugnahme auf 10 beschrieben, die eine Schnittansicht der Stromrichtereinrichtung ist, und 11, die ein Ablaufdiagramm ist, das einen Steuerungsprozess für die Spannungssteilheit zeigt, die an das Halbleiterelement angelegt werden soll, und einen Erwärmungsprozess.
  • Die Stromrichtereinrichtung 201 aus Ausführungsform 5 wird konfiguriert, indem eine Wärmequelle 11a zur Konfiguration in 1 in Ausführungsform 1 hinzugefügt wird. Die Steuerungsinformations-Kenndaten (2), die von der Treiberschaltung 5 verwendet werden, sind die gleichen.
  • Daher werden unter Bezugnahme auf 2 in Ausführungsform 1 die Konfiguration und der Betrieb der Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 5 unter Fokussierung auf die Unterschiede zu Ausführungsform 1 beschrieben, unter Verwendung der Schnittansicht der Stromrichtereinrichtung in 10 und des Ablaufdiagramms in 11.
  • In 10 ist die Stromrichtereinrichtung mit 201 bezeichnet, zur Unterscheidung von Ausführungsform 1.
  • Zunächst wird die Konfiguration der Stromrichtereinrichtung 201 beschrieben. Die Konfigurationen außer der hinzugefügten Wärmequelle 11a sind die gleichen wie in Ausführungsform 1, und daher wird nur die Wärmequelle 11a beschrieben
  • Die Wärmequelle 11a erwärmt das Halbleiterelement 2 und das Dichtungsmaterial 4. Die Wärmequelle 11a weist beispielsweise einen Widerstand, eine Spule, einen elektrisch Erwärmungsdraht, eine elektrische Erwärmungsschaltung oder einen Erwärmer auf.
  • Die Wärmequelle 11a ist in der Halbleiterelement 2 angeordnet oder mit dem Halbleiterelement 2 verbunden.
  • Das Dichtungsmaterial 4 dichtet die Wärmequelle 11a ab.
  • Die Treiberschaltung 5 steuert die Wärmequelle 11a über den Steuerungs-Übertragungspfad 7. Der Steuerungs-Übertragungspfad für die Treiberschaltung 5 zum Steuern des Halbleiterelements 2 und der Steuerungs-Übertragungspfad für die Treiberschaltung 5 zum Steuern der Wärmequelle 11a sind voneinander verschieden, aber sie werden ohne Unterscheidung gemeinsam durch den Steuerungs-Übertragungspfad 7 dargestellt, um die Zeichnung zu vereinfachen.
  • Als nächstes wird die Steuerung für die Spannungssteilheit eines Schaltsignals, das an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll, und die Steuerung für die Wärmequelle 11a, die von der Treiberschaltung 5 ausgeführt werden, unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in 11 beschrieben.
  • 11 zeigt den Steuerungsprozess für die Spannungssteilheit, die an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll, und den Erwärmungsprozess der Wärmequelle 11a, die von der Treiberschaltung 5 für das Halbleiterelement 2 ausgeführt werden, gemäß Ausführungsform 5. In der folgenden Beschreibung gilt Folgendes: Wenn der Steuerungsprozess und der Erwärmungsprozess voneinander nicht unterschieden zu werden brauchen und gemeinsam erwähnt werden, werden sie als Steuerungsprozess bezeichnet, wenn angemessen.
  • Der Steuerungsprozess in 11 wird ausgeführt, wenn die Stromrichtereinrichtung 201 gestartet wird oder wenn ein nötiger Wert für die Ausgabe der Stromrichtereinrichtung 201 durch die externe Schaltung separat von der Stromrichtereinrichtung 201 geändert wird.
  • Der Steuerungsprozess in 11 weist Schritt 41 (S41) bis Schritt 51 (S51) auf, die nachfolgend beschrieben werden.
  • In einem Vorgabeschritt für einen nötigen Wert in Schritt 41 (S41) wird ein nötiger Wert für die Spannungssteilheit vorgegeben, die an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll. Der nötige Wert für die Spannungssteilheit, der in Schritt 41 (S41) vorgegeben wird, wird durch die externe Schaltung separat von der Stromrichtereinrichtung 201 bestimmt.
  • In einem vorläufigen Temperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 42 (S42) erfasst die Treiberschaltung 5 die Temperaturinformation, die vom Temperatursensor 3a gemessen wird.
  • In einem vorläufigen Regelwert-Auswahlschritt in Schritt 43 (S43) wählt die Treiberschaltung 5 die Spannungssteilheit, bei der der Spannungs-Scheitelwert, der an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll, einen Maximalwert oder einen Wert annimmt, der in Bezug auf den Entwurf zulässig ist, unter Bezugnahme auf den nötigen Wert für die Spannungssteilheit aus, der in Schritt 41 (S41) vorgegeben wird, und zwar auf der Basis der erfassten Temperaturinformation und der gespeicherten Steuerungsinformations-Kenndaten.
  • In einem vorläufigen Regelwert-Einstellschritt in Schritt 44 (S44) stellt die Treiberschaltung 5 die Spannungssteilheit, die an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll, auf die Spannungssteilheit ein, die in Schritt 43 (S43) ausgewählt wird.
  • In einem Erwärmungstemperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 45 (S45) erfasst die Treiberschaltung 5 die Temperaturinformation, die vom Temperatursensor 3a gemessen wird.
  • Dieser Schritt wird als der Erwärmungstemperaturinformations-Erfassungsschritt beschrieben, und zwar zur Unterscheidung vom vorläufigen Temperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 42 (S42) und vom Temperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 48 (S48), obwohl deren Verarbeitungsinhalte in der Treiberschaltung 5 die gleichen sind.
  • In einem Erwärmungs-Bestimmungsschritt in Schritt 46 (S46) führt die Treiberschaltung 5 einen Vergleich der Stärkenrelation zwischen der Temperatur, die vom Temperatursensor 3a gemessen wird, und einer stabilen Temperatur während des Betriebs des Halbleiterelements 2 durch.
  • Als Ergebnis des Erwärmungs-Bestimmungsschritts in Schritt 46 (S46) gilt Folgendes: Falls die gemessene Temperatur kleiner als die stabile Temperatur ist, fährt die Treiberschaltung 5 mit Schritt 47 (S47) fort. Falls die gemessene Temperatur gleich oder größer als die stabile Temperatur ist, fährt die Treiberschaltung 5 mit Schritt 48 (S48) fort.
  • In einem Erwärmungsschritt in Schritt 47 (S47) betreibt die Treiberschaltung 5 die Wärmequelle 11a, so dass sie das Halbleiterelement 2 und das Dichtungsmaterial 4 erwärmt. Nach dem Erwärmen fährt die Treiberschaltung 5 mit Schritt 48 (S48) fort.
  • Im Temperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 48 (S48) erfasst die Treiberschaltung 5 die Temperaturinformation, die vom Temperatursensor 3a gemessen wird.
  • In einem Regelwert-Auswahlschritt in Schritt 49 (S49) wählt die Treiberschaltung 5 die Spannungssteilheit, bei der der Spannungs-Scheitelwert, der an das Halbleiterelement 2 angelegt wird, einen Maximalwert oder einen Wert annimmt, der in Bezug auf den Entwurf zulässig ist, unter Bezugnahme auf den nötigen Wert für die Spannungssteilheit aus, der in Schritt 41 (S41) vorgegeben wird, und zwar auf der Basis der erfassten Temperaturinformation und der gespeicherten Steuerungsinformations-Kenndaten.
  • In einem Regelwert-Einstellschritt in Schritt 50 (S50) stellt die Treiberschaltung 5 die Spannungssteilheit, die an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll, auf die Spannungssteilheit ein, die in Schritt 49 (S49) ausgewählt wird.
  • In einem Ende-Bestimmungsschritt in Schritt 51 (S51) führt die Treiberschaltung 5 einen Vergleich der Stärke-Relation zwischen der Spannungssteilheit, angepasst in Schritt 50 (S50), und dem nötigen Wert für die Spannungssteilheit, vorgegeben in Schritt 41 (S41), durch und bestimmt, ob oder ob nicht der sequenzielle Prozess beendet werden soll.
  • Wenn die Spannungssteilheit, angepasst in Schritt 50 (S50), kleiner als der nötige Wert für die Spannungssteilheit, vorgeben in Schritt 41 (S41), ist, springt die Treiberschaltung 5 zum Erwärmungstemperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 45 (S45) zurück.
  • Wenn andererseits im Ende-Bestimmungsschritt in Schritt 51 (S51) die Spannungssteilheit, angepasst in Schritt 50 (S50), gleich oder größer als der nötige Wert für die Spannungssteilheit, vorgegeben in Schritt 41 (S41), ist, beendet die Treiberschaltung 5 den Prozess.
  • Das Ablaufdiagramm des Steuerungsprozesses in 11 weist den vorläufigen Temperaturinformations-Erfassungsschritt aus Schritt 42 (S42), den vorläufigen Regelwert-Auswahlschritt aus Schritt 43 (S43) und den vorläufigen Regelwert-Einstellschritt aus Schritt 44 (S44) auf.
  • Selbst wenn der vorläufige Temperaturinformations-Erfassungsschritt, der vorläufige Regelwert-Auswahlschritt und der vorläufige Regelwert-Einstellschritt weggelassen werden, gibt es in der Praxis kein Problem. Indem die vorläufige Auswahl und vorläufige Einstellung für den Regelwert vor dem Erwärmungstemperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 45 (S45), dem Erwärmungs-Bestimmungsschritt in Schritt 46 (S46) und dem Erwärmungsschritt in Schritt 47 (S47) durchgeführt werden, kann die Beedingungs-Bedingung schnell im Ende-Bestimmungsschritt in Schritt 51 (S51) erfüllt werden, so dass der Prozess beendet wird.
  • In Ausführungsform 5 wird die Verzögerung der Ausbildung eines Relaxationsbereichs für das elektrische Feld am Anschlussbereich des Halbleiterelements 2 unterdrückt, und das erzeugte elektrische Feld wird verringert, wodurch die Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement 2 und dem Dichtungsmaterial 4 verbessert werden kann.
  • Da das Halbleiterelement 2, das Dichtungsmaterial 4 und andere Komponenten erwärmt werden, können außerdem die thermischen Belastungen infolge einer lokalen Wärmeerzeugung in einem Leitungsbereich der Stromrichtereinrichtung 201 verringert werden.
  • Wie oben beschrieben, ist in der Stromrichtereinrichtung und dem Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren aus Ausführungsform 5 die Wärmequelle zur Stromrichtereinrichtung aus Ausführungsform 1 hinzugefügt.
  • Folglich können die Stromrichtereinrichtung und das Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren aus Ausführungsform 5 die Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement und dem Dichtungsmaterial verbessern.
  • Ausführungsform 6
  • In der Stromrichtereinrichtung und im Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren aus Ausführungsform 6 ist das Steuerungsziel der Spannungs-Scheitelwert, und zwar anstelle der Spannungssteilheit, die als das Steuerungsziel in Ausführungsform 5 verwendet wird.
  • Die Konfiguration und der Betrieb der Stromrichtereinrichtung und des Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren gemäß Ausführungsform 6 werden unter Bezugnahme auf 12 beschrieben, das ein Ablaufdiagramm ist, das einen Steuerungsprozess für den Spannungs-Scheitelwert zeigt, der an das Halbleiterelement angelegt werden soll, und einen Erwärmungsprozess.
  • In Ausführungsform 6 ist die Konfiguration der Stromrichtereinrichtung die gleiche wie in 10 in Ausführungsform 5, und die Steuerungsinformations-Kenndaten (2), die in der Treiberschaltung 5 verwendet werden, sind ebenfalls die gleichen.
  • Daher wird unter Bezugnahme auf 10 in Ausführungsform 5 und 2 in Ausführungsform 1 der Betrieb der Stromrichtereinrichtung aus Ausführungsform 6 unter Fokussierung auf die Unterschiede von Ausführungsform 5 beschrieben, unter Verwendung des Ablaufdiagramms in 12.
  • In Ausführungsform 6 führt die Treiberschaltung 5 eine Steuerung für den Spannungs-Scheitelwert eines Schaltsignals, das an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll, und eine Steuerung für die Wärmequelle 11a durch.
  • 12 zeigt den Steuerungsprozess für den Spannungs-Scheitelwert, der an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll, und den Erwärmungsprozess der Wärmequelle 11a, die von der Treiberschaltung 5 für das Halbleiterelement 2 ausgeführt werden, gemäß Ausführungsform 6.
  • Der Steuerungsprozess in 12 wird ausgeführt, wenn die Stromrichtereinrichtung 201 gestartet wird oder wenn ein nötiger Wert für die Ausgabe der Stromrichtereinrichtung 201 durch die externe Schaltung separat von der Stromrichtereinrichtung 201. geändert wird.
  • In Ausführungsform 6 wird die Spannungssteilheit eines Schaltsignals, das an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll, für die Treiberschaltung 5 durch die externe Schaltung separat von der Stromrichtereinrichtung 201 im Voraus spezifiziert.
  • Der Steuerungsprozess in 12 weist Schritt 61 (S61) bis Schritt 71 (S71) auf, die unten beschrieben werden.
  • In einem Vorgabeschritt für einen nötigen Wert in Schritt 61 (S61) wird ein nötiger Wert für den Spannungs-Scheitelwert vorgegeben, der an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll. Der nötige Wert für den Spannungs-Scheitelwert, vorgegeben in Schritt 61 (S61), wird durch die externe Schaltung separat von der Stromrichtereinrichtung 201 bestimmt.
  • In einem vorläufigen Temperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 62 (S62) erfasst die Treiberschaltung 5 die Temperaturinformation, die vom Temperatursensor 3a gemessen wird.
  • In einem vorläufigen Regelwert-Auswahlschritt in Schritt 63 (S63) wählt die Treiberschaltung 5 den Spannungs-Scheitelwert, der ein Maximalwert oder ein Wert ist, der in Bezug auf den Entwurf zulässig ist, für den Spannungs-Scheitelwert, der an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll, unter Bezugnahme auf den nötigen Wert für den Spannungs-Scheitelwert aus, der in Schritt 61 (S61) vorgegeben wird, und zwar auf der Basis der erfassten Temperaturinformation und der gespeicherten Steuerungsinformations-Kenndaten.
  • In einem vorläufigen Regelwert-Einstellschritt in Schritt 64 (S64) passt die Treiberschaltung 5 den Spannungs-Scheitelwert, der an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll, an den Spannungs-Scheitelwert an, der in Schritt 63 (S63) ausgewählt wird, bzw. stellt diesen darauf ein.
  • In einem Erwärmungstemperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 65 (S65) erfasst die Treiberschaltung 5 die Temperaturinformation, die vom Temperatursensor 3a gemessen wird.
  • In einem Erwärmungs-Bestimmungsschritt in Schritt 66 (S66) führt die Treiberschaltung 5 einen Vergleich der Stärkenrelation zwischen der Temperatur, die vom Temperatursensor 3a gemessen wird, und einer stabilen Temperatur während des Betriebs des Halbleiterelements 2 durch.
  • Als Ergebnis des Erwärmungs-Bestimmungsschritts in Schritt 66 (S66) gilt Folgendes: Falls die gemessene Temperatur kleiner als die stabile Temperatur ist, fährt die Treiberschaltung 5 mit Schritt 67 (S67) fort. Falls die gemessene Temperatur gleich oder größer als die stabile Temperatur ist, fährt die Treiberschaltung 5 mit Schritt 68 (S68) fort.
  • In einem Erwärmungsschritt in Schritt 67 (S67) betreibt die Treiberschaltung 5 die Wärmequelle 11a, so dass sie das Halbleiterelement 2 und das Dichtungsmaterial 4 erwärmt. Nach dem Erwärmen fährt die Treiberschaltung 5 mit Schritt 68 (S68) fort.
  • In einem Temperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 68 (S68) erfasst die Treiberschaltung 5 die Temperaturinformation, die vom Temperatursensor 3a gemessen wird.
  • In einem Regelwert-Auswahlschritt in Schritt 69 (S69) wählt die Treiberschaltung 5 den Spannungs-Scheitelwert, der ein Maximalwert oder ein Wert ist, der in Bezug auf den Entwurf zulässig ist, für den Spannungs-Scheitelwert aus, der an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll, unter Bezugnahme auf den nötigen Wert für den Spannungs-Scheitelwert, der in Schritt 61 (S61) vorgegeben wird, und zwar auf der Basis der erfassten Temperaturinformation und der gespeicherten Steuerungsinformations-Kenndaten.
  • In einem Regelwert-Einstellschritt in Schritt 70 (S70) passt die Treiberschaltung 5 den Spannungs-Scheitelwert, der an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll, an den Spannungs-Scheitelwert an, der in Schritt 69 (S69) ausgewählt wird, bzw. stellt diesen darauf ein.
  • In einem Ende-Bestimmungsschritt in Schritt 71 (S71) führt die Treiberschaltung 5 einen Vergleich der Stärke-Relation zwischen dem Spannungs-Scheitelwert, angepasst in Schritt 70 (S70), und dem nötigen Wert für den Spannungs-Scheitelwert, vorgegeben in Schritt 61 (S61), durch und bestimmt so, ob oder ob nicht der sequenzielle Prozess beendet werden soll.
  • Wenn der Spannungs-Scheitelwert, angepasst in Schritt 70 (S70), kleiner als der nötige Wert für den Spannungs-Scheitelwert, vorgegeben in Schritt 61 (S61), ist, springt die Treiberschaltung 5 zum Erwärmungstemperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 65 (S65) zurück.
  • Wenn andererseits im Ende-Bestimmungsschritt in Schritt 71 (S71) der Spannungs-Scheitelwert, angepasst in Schritt 70 (S70), gleich oder größer als der nötige Wert für den Spannungs-Scheitelwert, vorgegeben in Schritt 61 (S61), ist, beendet die Treiberschaltung 5 den Prozess.
  • Das Ablaufdiagramm des Steuerungsprozesses in 12 weist den vorläufigen Temperaturinformations-Erfassungsschritt aus Schritt 62 (S62), den vorläufigen Regelwert-Auswahlschritt aus Schritt 63 (S63) und den vorläufigen Regelwert-Einstellschritt aus Schritt 64 (S64) auf.
  • Selbst wenn der vorläufige Temperaturinformations-Erfassungsschritt, der vorläufige Regelwert-Auswahlschritt und der vorläufige Regelwert-Einstellschritt weggelassen werden, gibt es in der Praxis kein Problem. Indem die vorläufige Auswahl und vorläufige Einstellung für den Regelwert vor dem Erwärmungstemperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 65 (S65), dem Erwärmungs-Bestimmungsschritt in Schritt 66 (S66) und dem Erwärmungsschritt in Schritt 67 (S67) durchgeführt werden, kann jedoch die Beedingungs-Bedingung schnell im Ende-Bestimmungsschritt in Schritt 71 (S71) erfüllt werden, so dass der Prozess beendet wird.
  • In Ausführungsform 6 wird die Verzögerung der Ausbildung eines Relaxationsbereichs für das elektrische Feld am Anschlussbereich des Halbleiterelements 2 unterdrückt, und das erzeugte elektrische Feld wird verringert, wodurch die Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement 2 und dem Dichtungsmaterial 4 verbessert werden kann.
  • Da das Halbleiterelement 2, das Dichtungsmaterial 4 und andere Komponenten erwärmt werden, können außerdem die thermischen Belastungen infolge einer lokalen Wärmeerzeugung in einem Leitungsbereich der Stromrichtereinrichtung 201 verringert werden.
  • Wie oben beschrieben, ist in der Stromrichtereinrichtung und im Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren aus Ausführungsform 6 das Steuerungsziel der Spannungs-Scheitelwert, und zwar anstelle der Spannungssteilheit, die als das Steuerungsziel in Ausführungsform 5 verwendet wird.
  • Folglich können die Stromrichtereinrichtung und das Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren aus Ausführungsform 6 die Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement und dem Dichtungsmaterial verbessern.
  • Ausführungsform 7
  • In einer Stromrichtereinrichtung und einem Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren aus Ausführungsform 7 ist eine Wärmequelle der Stromrichtereinrichtung aus Ausführungsform 3 hinzugefügt. In Ausführungsform 7 wird die Spannungssteilheit oder der Spannungs-Scheitelwert auf der Basis der Temperaturinformation gesteuert, ohne die Steuerungsinformations-Kenndaten zu verwenden.
  • Die Konfiguration und der Betrieb der Stromrichtereinrichtung und des Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahrens gemäß Ausführungsform 7 werden unter Bezugnahme auf 13 beschrieben, die ein Ablaufdiagramm ist, das einen Steuerungsprozess für die Spannungssteilheit oder den Spannungs-Scheitelwert zeigt, die/der an das Halbleiterelement angelegt werden soll, und eine Steuerung für die Wärmequelle.
  • In Ausführungsform 7 wird die Spannungssteilheit oder der Spannungs-Scheitelwert unter Verwendung der Eigenschaften der Steuerungsinformations-Kenndaten in 2 verwendet, anstatt Daten der Steuerungsinformations-Kenndaten in 2 zu verwenden.
  • In Ausführungsform 7 ist die Konfiguration der Stromrichtereinrichtung die gleiche wie in 10 in Ausführungsform 5.
  • Daher wird unter Bezugnahme auf 10 in Ausführungsform 5 der Betrieb der Stromrichtereinrichtung in Ausführungsform 7 unter Fokussierung auf die Unterschiede von Ausführungsform 5 beschrieben, unter Verwendung des Ablaufdiagramms in 13.
  • In Ausführungsform 7 steuert die Treiberschaltung 5 die Spannungssteilheit oder den Spannungs-Scheitelwert eines Schaltsignals, das an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll, und führt eine Erwärmungssteuerung der Wärmequelle 11a durch.
  • 13 zeigt den Steuerungsprozess für die Spannungssteilheit oder den Spannungs-Scheitelwert, die an das Halbleiterelement 2 angelegt werden sollen, und die Erwärmungssteuerung der Wärmequelle 11a, die von der Treiberschaltung 5 für das Halbleiterelement 2 ausgeführt werden, gemäß Ausführungsform 7.
  • Der Steuerungsprozess in 13 wird ausgeführt, wenn die Temperatur des Halbleiterelements 2 geändert wird.
  • Der Steuerungsprozess in 13 weist Schritt 81 (S81) bis Schritt 87 (S87) auf, die unten beschrieben werden. Schritt 81 (S81) bis Schritt 84 (S84) sind die gleichen wie Schritt 31 (S31) bis Schritt 34 (S34) in Ausführungsform 3.
  • In einem Temperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 81 (S81) wird die Temperaturinformation für das Halbleiterelement 2 und das Dichtungsmaterial 4 erfasst, die vom Temperatursensor 3a gemessen werden.
  • In einem Temperaturänderungs-Bestimmungsschritt in Schritt 82 (S82) wird bestimmt, ob die Temperatur, die im Temperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 81 (S81) erfasst wird, von der vorherigen Temperatur zugenommen oder abgenommen hat.
  • Als ein Ergebnis der Bestimmung in Schritt 82 (S82) gilt Folgendes: Wenn sich die Temperatur jenseits eines vorbestimmten Bereichs erhöht hat, fährt der Prozess mit Schritt 83 (S83) fort, und wenn die Temperatur abgenommen hat, fährt der Prozess mit Schritt 84 (S84) fort. Wenn die Temperaturänderung innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, wird bestimmt, dass sich die Temperatur nicht geändert hat, und der Prozess fährt mit Schritt 85 (S85) fort.
  • In einem Regelwert-Erhöhungsschritt in Schritt 83 (S83) wird die Spannungssteilheit oder der Spannungs-Scheitelwert, die/der an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll, vom vorherigen Wert aus vor dem Temperaturanstieg erhöht.
  • In einem Regelwert-Verringerungsschritt in Schritt 84 (S84) wird die Spannungssteilheit oder der Spannungs-Scheitelwert, die/der an das Halbleiterelement 2 angelegt werden soll, vom vorherigen Wert vor dem Temperaturabfall verringert.
  • In einem Erwärmungstemperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 85 (S85) erfasst die Treiberschaltung 5 die Temperaturinformation, die vom Temperatursensor 3a gemessen wird.
  • Dieser Schritt wird als der Erwärmungstemperaturinformations-Erfassungsschritt beschrieben, und zwar zur Unterscheidung vom Temperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 81 (S81), obwohl deren Verarbeitungsinhalte in der Treiberschaltung 5 die gleichen sind.
  • In einem Erwärmungs-Bestimmungsschritt in Schritt 86 (S86) führt die Treiberschaltung 5 einen Vergleich der Stärkenrelation zwischen der Temperatur, die vom Temperatursensor 3a gemessen wird, und einer stabilen Temperatur während des Betriebs des Halbleiterelements 2 durch.
  • Als Ergebnis der Bestimmung im Erwärmungs-Bestimmungsschritt in Schritt 86 (S86) gilt Folgendes: Wenn die gemessene Temperatur kleiner als die stabile Temperatur ist, fährt die Treiberschaltung 5 mit Schritt 87 (S87) fort. Falls die gemessene Temperatur gleich oder größer als die stabile Temperatur ist, beendet die Treiberschaltung 5 den Prozess.
  • In einem Erwärmungsschritt in Schritt 87 (S87) betreibt die Treiberschaltung 5 die Wärmequelle 11a, so dass sie das Halbleiterelement 2 und das Dichtungsmaterial 4 erwärmt. Nach dem Erwärmen springt die Treiberschaltung 5 zum Erwärmungstemperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 85 (S85) zurück.
  • In Ausführungsform 7 braucht die Treiberschaltung 5 die Steuerungsinformations-Kenndaten nicht zu speichern, die in 2 gezeigt sind. Anstatt die Steuerungsinformations-Kenndaten zu verwenden, werden deren Eigenschaften verwendet, wodurch eine Verzögerung der Ausbildung eines Relaxationsbereichs für das elektrische Feld am Anschlussbereich des Halbleiterelements 2 unterdrückt wird und das erzeugte elektrische Feld verringert wird, wodurch die Wirkung erzielt wird, dass die Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement 2 und dem Dichtungsmaterial 4 verbessert ist.
  • Wie oben beschrieben, ist in der Stromrichtereinrichtung und dem Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren aus Ausführungsform 7 die Wärmequelle zur Stromrichtereinrichtung aus Ausführungsform 3 hinzugefügt.
  • Folglich können die Stromrichtereinrichtung und das Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren in Ausführungsform 7 die Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement und dem Dichtungsmaterial verbessern, und zwar mit einer einfachen Konfiguration, ohne die Steuerungsinformations-Kenndaten zu verwenden.
  • Ausführungsform 8
  • Ausführungsform 8 zeigt Modifikationen der Konfiguration der Stromrichtereinrichtung, genauer gesagt der Anordnungs-Position der Wärmequelle.
  • Konfigurationen der Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 8 werden unter Bezugnahme auf 14 bis 16 beschrieben, die Schnittansichten der Stromrichtereinrichtung sind.
  • In Ausführungsform 8 ist die Anordnungs-Position der Wärmequelle in der Stromrichtereinrichtung verschieden von derjenigen in Ausführungsform 5. Die grundlegende Konfiguration ist die gleiche wie in 10 in Ausführungsform 5.
  • In 10 in Ausführungsform 5 ist die Wärmequelle 11a in der Halbleiterelement 2 angeordnet oder mit dem Halbleiterelement 2 verbunden. Die Anordnungs-Position der Wärmequelle wird unter Fokussierung auf die Unterschiede von Ausführungsform 5 beschrieben.
  • Zunächst wird der Fall beschrieben, in dem die Wärmequelle 11b im Dichtungsmaterial 4 abgedichtet ist, unter Bezugnahme auf 14. In 14 werden die Stromrichtereinrichtung und die Wärmequelle jeweils als 301A und 11b bezeichnet, zur Unterscheidung von Ausführungsform 5.
  • In 14 ist die Wärmequelle 11b im Dichtungsmaterial 4 abgedichtet, ohne das sie mit dem Halbleiterelement 2 verbunden ist. In dieser Konfiguration erwärmt die Wärmequelle 11b das Halbleiterelement 2 über das Dichtungsmaterial 4.
  • Als nächstes wird der Fall beschrieben, in dem die Wärmequelle 11c außerhalb des Dichtungsmaterials 4 auf der Seite des Halbleiterelements 2 der Metallplatte 8 angeordnet ist, und zwar unter Bezugnahme auf 15. In 15 werden die Stromrichtereinrichtung und die Wärmequelle jeweils als 301B und 11c bezeichnet, zur Unterscheidung von Ausführungsform 5.
  • In 15 ist eine Wärmequelle 11c außerhalb des Dichtungsmaterials 4 auf einer Oberflächenseite der Metallplatte 8 angeordnet, auf der das Halbleiterelement 2 verbunden ist. In dieser Konfiguration erwärmt die Wärmequelle 11c das Halbleiterelement 2 über das Dichtungsmaterial 4.
  • Als nächstes wird der Fall beschrieben, in dem eine Wärmequelle 11d außerhalb des Wärmeabführungsmaterials 9 auf einer Seite der Metallplatte 8 gegenüber dem Halbleiterelement 2 angeordnet ist, und zwar unter Bezugnahme auf 16. In 16 werden die Stromrichtereinrichtung und die Wärmequelle jeweils als 301C und 11d bezeichnet, zur Unterscheidung von Ausführungsform 5.
  • In 16 ist die Wärmequelle 11d außerhalb des Wärmeabführungsmaterials 9 angeordnet, und zwar auf der Seite der Metallplatte 8 gegenüber der Fläche, an der das Halbleiterelement 2 verbunden ist. In dieser Konfiguration erwärmt die Wärmequelle 11d das Halbleiterelement 2 und das Dichtungsmaterial 4 über das Wärmeabführungsmaterial 9, das Verbindungsmaterial 10 und die Metallplatte 8.
  • Wenn die Modifikationen (14 bis 16) der Konfiguration der Stromrichtereinrichtung gemeinsam beschrieben werden, wird die Konfiguration in 14 stellvertretend beschrieben.
  • Als Modifikationen der Anordnungs-Position der Wärmequelle 11a wurden die Fälle von 14 bis 16 beschrieben. In jedem dieser Fälle ist die Wärmequelle 11b im Dichtungsmaterial 4 abgedichtet, außerhalb des Dichtungsmaterials 4 angeordnet oder außerhalb des Wärmeabführungsmaterials 9 angeordnet, anstatt im Halbleiterelement 2 angeordnet zu sein oder mit dem Halbleiterelement 2 verbunden zu sein.
  • Das Verwenden der Konfigurationen, die in 14 bis 16 beschrieben ist, vergrößert die Verarbeitungsschritte zum Montieren an der Stromrichtereinrichtung 301A. Der Prozess zum Montieren des Halbleiterelements 2 und der Wärmequelle 11b an der Stromrichtereinrichtung 301A kann jedoch in separaten Schritten durchgeführt werden, wodurch der Montageprozess vorteilhaft verbessert werden kann.
  • Wie oben beschrieben, ist in der Stromrichtereinrichtung aus Ausführungsform 8 die Anordnungs-Position der Wärmequelle vom Halbleiterelement 2 separiert.
  • Folglich kann die Stromrichtereinrichtung aus Ausführungsform 8 die Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement und dem Dichtungsmaterial verbessern. Außerdem kann der Montageprozess für die Stromrichtereinrichtung verbessert werden.
  • Ausführungsform 9
  • In einer Stromrichtereinrichtung und einem Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren aus Ausführungsform 9 werden die Spannungssteilheiten, die an eine Mehrzahl von Halbleiterelementen angelegt werden sollen, durch eine Treiberschaltung gesteuert, und zwar bezogen auf die Stromrichtereinrichtung aus Ausführungsform 1.
  • Die Konfiguration und der Betrieb der Stromrichtereinrichtung und des Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahrens gemäß Ausführungsform 9 werden unter Bezugnahme auf 17 beschrieben, die eine Schnittansicht der Stromrichtereinrichtung ist, und 18, die ein Ablaufdiagramm ist, das einen Steuerungsprozess für die Spannungssteilheiten zeigt, die an die Halbleiterelemente angelegt werden sollen.
  • Die Stromrichtereinrichtung wird als 401 bezeichnet, zur Unterscheidung von der Stromrichtereinrichtung aus Ausführungsform 1, und beispielsweise werden die Halbleiterelemente als 2A, 2B bezeichnet, und die Temperatursensoren werden als 3aA, 3aB bezeichnet.
  • In Ausführungsform 9 wird zum Erleichtern des Verständnisses der Fall beschrieben, in dem zwei Halbleiterelemente mit einer Treiberschaltung gesteuert werden, aber das gleiche gilt auch für den Fall, in dem drei oder mehr Halbleiterelemente gesteuert werden.
  • Die Konfiguration der Stromrichtereinrichtung 401 aus Ausführungsform 9 wird unter Bezugnahme auf die Schnittansicht in 17 beschrieben.
  • Die Stromrichtereinrichtung 401 weist ein Halbleitermodul SMA, ein Halbleitermodul SMB und die Treiberschaltung 5 auf.
  • Das Halbleitermodul SMA weist Folgendes auf: Das Halbleiterelement 2A, den Temperatursensor 3aA, ein Dichtungsmaterial 4A, einen Temperaturinformation-Übertragungspfad 6A, einen Steuerungs-Übertragungspfad 7A, eine Metallplatte 8A, ein Wärmeabführungsmaterial 9A und ein Verbindungsmaterial 10A.
  • Das Halbleitermodul SMB weist Folgendes auf: Das Halbleiterelement 2B, den Temperatursensor 3aB, ein Dichtungsmaterial 4B, einen Temperaturinformation-Übertragungspfad 6B, einen Steuerungs-Übertragungspfad 7B, eine Metallplatte 8B, ein Wärmeabführungsmaterial 9B und ein Verbindungsmaterial 10B.
  • Die Treiberschaltung 5 steuert das Halbleiterelement 2A des Halbleitermoduls SMA und das Halbleiterelement 2B des Halbleitermoduls SMB. Genauer gesagt: Die Treiberschaltung 5 steuert die Spannungssteilheiten, die Spannungs-Scheitelwerte und die Trägerfrequenzen, die an das Halbleiterelement 2A und das Halbleiterelement 2B angelegt werden sollen.
  • Die Materialien und die Funktionen der Halbleiterelemente 2A, 2B, der Temperatursensoren 3aA, 3aB, der Dichtungsmaterialien 4A, 4B, der Temperaturinformation-Übertragungspfade 6A, 6B, der Steuerungs-Übertragungspfade 7A, 7B, der Metallplatten 8A, 8B, der Wärmeabführungsmaterialien 9A, 9B und der Verbindungsmaterialien 10A, 10B sind die gleichen wie in Ausführungsform 1, und daher wird deren Beschreibung weggelassen.
  • Die Steuerungsinformations-Kenndaten (2), die zum Steuern des Halbleiterelements 2A des Halbleitermoduls SMA und des Halbleiterelements 2B des Halbleitermoduls SMB von der Treiberschaltung 5 verwendet werden, sind ebenfalls die gleichen wie in Ausführungsform 1.
  • Unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in 18 wird als nächstes die Steuerung für die Spannungssteilheiten der Schaltsignale beschrieben, die an die Halbleiterelemente 2A, 2B angelegt werden sollen, welche von der Treiberschaltung 5 ausgeführt wird.
  • Dieser Steuerungsprozess ist im Wesentlichen der gleiche wie derjenige in 4 in Ausführungsform 1, aber er unterscheidet sich darin, dass eine Mehrzahl von Halbleiterelementen (in Ausführungsform 9: zwei Halbleiterelemente 2A, 2B) gesteuert werden.
  • 18 zeigt den Steuerungsprozess für die Spannungssteilheiten, die an die Halbleiterelemente 2A, 2B angelegt werden sollen, welcher von der Treiberschaltung 5 ausgeführt wird, gemäß Ausführungsform 9.
  • Der Steuerungsprozess in 18 wird ausgeführt, wenn die Stromrichtereinrichtung 401 gestartet wird oder wenn ein nötiger Wert für die Ausgabe der Stromrichtereinrichtung 401 durch die externe Schaltung separat von der Stromrichtereinrichtung 401 geändert wird.
  • Der Steuerungsprozess in 18 weist Schritt 91 (S91) bis Schritt 95 (S95) auf, die unten beschrieben werden.
  • In einem Vorgabeschritt für einen nötigen Wert in Schritt 91 (S91) werden individuelle nötige Werte für die Spannungssteilheiten vorgegeben, die an die Halbleiterelemente 2A, 2B angelegt werden sollen. Die nötigen Werte für die Spannungssteilheiten, die in Schritt 91 (S91) vorgegeben werden, werden durch die externe Schaltung separat von der Stromrichtereinrichtung 401 bestimmt.
  • In einem Temperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 92 (S92) erfasst die Treiberschaltung 5 die Temperaturinformation, die von den Temperatursensoren 3aA, 3aB gemessen wird.
  • In einem Regelwert-Auswahlschritt in Schritt 93 (S93) wählt die Treiberschaltung 5 die jeweiligen Spannungssteilheiten, bei denen die Spannungs-Scheitelwerte, die an die Halbleiterelemente 2A, 2B angelegt werden sollen, maximale Werte oder Werte annehmen, die in Bezug auf den Entwurf zulässig sind, unter Bezugnahme auf die nötigen Werte für die Spannungssteilheiten aus, die in Schritt 91 (S91) vorgegeben werden, und zwar auf der Basis der erfassten Temperaturinformation und der gespeicherten Steuerungsinformations-Kenndaten.
  • In einem Regelwert-Einstellschritt in Schritt 94 (S94) passt die Treiberschaltung 5 die Spannungssteilheiten, die an die Halbleiterelemente 2A, 2B angelegt werden sollen, an die Spannungssteilheiten an, die in Schritt 93 (S93) ausgewählt werden.
  • In einem Ende-Bestimmungsschritt in Schritt 95 (S95) führt die Treiberschaltung 5 einen Vergleich der Stärkenrelation zwischen jeder Spannungssteilheit, angepasst in Schritt 94 (S94), und dem nötigen Wert für jede Spannungssteilheit, vorgegeben in Schritt 91 (S91), durch, und bestimmt so, ob oder ob nicht der sequenzielle Prozess beendet werden soll.
  • Wenn jede Spannungssteilheit, angepasst in Schritt 94 (S94), kleiner als der nötige Wert für die Spannungssteilheit, vorgeben in Schritt 91 (S91), ist, springt die Treiberschaltung 5 zum Temperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 92 (S92) zurück.
  • Wenn andererseits im Ende-Bestimmungsschritt in Schritt 95 (S95) jede Spannungssteilheit, angepasst in Schritt 94 (S94), gleich oder größer als der nötige Wert für die Spannungssteilheit, vorgegeben in Schritt 91 (S91), ist, beendet die Treiberschaltung 5 den Prozess.
  • Da die Treiberschaltung 5 zwei Halbleiterelemente 2A, 2B steuert, kann es beispielsweise den Fall geben, in dem die Spannungssteilheit des Halbleiterelements 2A den nötigen Wert für die Spannungssteilheit überschreitet und die Spannungssteilheit des Halbleiterelements 2B nicht den nötigen Wert für die Spannungssteilheit überschreitet. In diesem Fall beendet die Treiberschaltung 5 den Prozess, wenn die Spannungssteilheiten beider Halbleiterelemente 2A, 2B die nötigen Werte für die Spannungssteilheiten überschreiten.
  • In der obigen Beschreibung gilt unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in 18 Folgendes: Die individuelle Steuerung für die Spannungssteilheiten der Schaltsignale, die an die Halbleiterelemente 2A, 2B angelegt werden sollen, welche von der Treiberschaltung 5 ausgeführt wird, wurde durch den Prozess von Schritt 91 (S91) bis Schritt 95 (S95) beschrieben.
  • Dieser Prozess entspricht einem Fall, in dem das Ablaufdiagramm in 4 in Ausführungsform 1 auf eine Mehrzahl von Halbleiterelementen angewendet wird und der Prozess für die Spannungssteilheiten durchgeführt wird, die an die Mehrzahl von Halbleiterelementen angelegt werden sollen, und zwar als individuelle Werte, in dem Vorgabeschritt für einen nötigen Wert in Schritt 11 (S11), dem Regelwert-Auswahlschritt in Schritt 13 (S13), dem Regelwert-Einstellschritt in Schritt 14 (S14) und dem Ende-Bestimmungsschritt in Schritt 15 (S15).
  • In Ausführungsform 9 wird die Verzögerung der Ausbildung eines Relaxationsbereichs für das elektrische Feld an den Anschlussbereichen der Halbleiterelemente 2A, 2B unterdrückt, und die erzeugten elektrischen Felder werden verringert, wodurch die Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement 2A und dem Dichtungsmaterial 4A sowie die Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement 2B und dem Dichtungsmaterial 4B verbessert werden können.
  • Wie oben beschrieben, werden in der Stromrichtereinrichtung und dem Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren aus Ausführungsform 9 die Spannungssteilheiten, die an eine Mehrzahl von Halbleiterelementen angelegt werden sollen, durch eine einzige Treiberschaltung gesteuert.
  • Für die Mehrzahl von Halbleiterelementen können daher die Stromrichtereinrichtung und das Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren in Ausführungsform 9 die Stehspannungen an den Grenzflächen zwischen den Halbleiterelementen und den Dichtungsmaterialien verbessern.
  • Ausführungsform 10
  • In der Stromrichtereinrichtung und im Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren aus Ausführungsform 10 ist das Steuerungsziel der Spannungs-Scheitelwert, und zwar anstelle der Spannungssteilheit, die als das Steuerungsziel in Ausführungsform 9 verwendet wird.
  • Die Konfiguration und der Betrieb der Stromrichtereinrichtung und des Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren gemäß Ausführungsform 10 werden unter Bezugnahme auf 19 beschrieben, das ein Ablaufdiagramm ist, das den Steuerungsprozess für die Spannungs-Scheitelwerte zeigt, die an zwei Halbleiterelemente angelegt werden sollen.
  • In Ausführungsform 10 ist die Konfiguration der Stromrichtereinrichtung die gleiche wie in 17 in Ausführungsform 9, und die Steuerungsinformations-Kenndaten (2), die in der Treiberschaltung 5 verwendet werden, sind ebenfalls die gleichen.
  • Daher wird unter Bezugnahme auf 17 in Ausführungsform 9 und 2 in Ausführungsform 1 der Betrieb der Stromrichtereinrichtung aus Ausführungsform 10 unter Fokussierung auf die Unterschiede von Ausführungsform 9 beschrieben, unter Verwendung des Ablaufdiagramms in 19.
  • In Ausführungsform 10 steuert die Treiberschaltung 5 die Spannungs-Scheitelwerte für die Schaltsignale, die an die Halbleiterelemente 2A, 2B angelegt werden sollen.
  • 19 zeigt den Steuerungsprozess für die Spannungs-Scheitelwerte, die an die Halbleiterelemente 2A, 2B angelegt werden sollen, welcher von der Treiberschaltung 5 ausgeführt wird, gemäß Ausführungsform 10.
  • Der Steuerungsprozess in 19 wird ausgeführt, wenn die Stromrichtereinrichtung 401 gestartet wird oder wenn ein nötiger Wert für die Ausgabe der Stromrichtereinrichtung 401 durch die externe Schaltung separat von der Stromrichtereinrichtung 401 geändert wird.
  • In Ausführungsform 10 werden die Spannungssteilheiten für die Schaltsignale, die an die Halbleiterelemente 2A, 2B angelegt werden sollen, für die Treiberschaltung 5 durch die externe Schaltung separat von der Stromrichtereinrichtung 401 im Voraus spezifiziert.
  • Der Steuerungsprozess in 19 weist Schritt 101 (S101) bis Schritt 105 (S105) auf, die später beschrieben werden.
  • In einem Vorgabeschritt für einen nötigen Wert in Schritt 101 (S 101) werden individuelle nötige Werte für die Spannungs-Scheitelwerte vorgegeben, die an die Halbleiterelemente 2A, 2B angelegt werden sollen. Die nötigen Werte für die Spannungs-Scheitelwerte, die in Schritt 101 (S101) vorgegeben werden, werden durch die externe Schaltung separat von der Stromrichtereinrichtung 401 bestimmt.
  • In einem Temperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 102 (S102) erfasst die Treiberschaltung 5 die Temperaturinformation, die von den Temperatursensoren 3aA, 3aB gemessen wird.
  • In einem Regelwert-Auswahlschritt in Schritt 103 (S103) wählt die Treiberschaltung 5 die Spannungs-Scheitelwerte, die Maximalwerte oder Werte sind, die in Bezug auf den Entwurf zulässig sind, für die Spannungs-Scheitelwerte aus, die an die Halbleiterelemente 2A, 2B angelegt werden sollen, unter Bezugnahme auf die nötigen Werte für die Spannungs-Scheitelwerte, die in Schritt 101 (S101) vorgegeben werden, und zwar auf der Basis der erfassten Temperaturinformation und der gespeicherten Steuerungsinformations-Kenndaten.
  • In einem Regelwert-Einstellschritt in Schritt 104 (S104) passt die Treiberschaltung 5 die Spannungs-Scheitelwerte, die an die Halbleiterelemente 2A, 2B angelegt werden sollen, an die Spannungs-Scheitelwerte an, die in Schritt 103 (S103) ausgewählt werden.
  • In einem Ende-Bestimmungsschritt in Schritt 105 (S105) führt die Treiberschaltung 5 einen Vergleich der Stärke-Relation zwischen jedem Spannungs-Scheitelwert, angepasst in Schritt 104 (S 104), und dem nötigen Wert für jeden Spannungs-Scheitelwert, vorgegeben in Schritt 101 (S101), durch und bestimmt so, ob oder ob nicht der sequenzielle Prozess beendet werden soll.
  • Wenn jeder Spannungs-Scheitelwert, angepasst in Schritt 104 (S104), kleiner als der nötige Wert für den Spannungs-Scheitelwert, vorgegeben in Schritt 101 (S101), ist, springt die Treiberschaltung 5 zum Temperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 102 (S 102) zurück.
  • Wenn andererseits im Ende-Bestimmungsschritt in Schritt 105 (S105) jeder Spannungs-Scheitelwert, angepasst in Schritt 104 (S 104), gleich oder größer als der nötige Wert für den Spannungs-Scheitelwert, vorgegeben in Schritt 101 (S101), ist, beendet die Treiberschaltung 5 den Prozess.
  • Da die Treiberschaltung 5 zwei Halbleiterelemente 2A, 2B steuert, kann es beispielsweise einen Fall geben, in dem der Spannungs-Scheitelwert des Halbleiterelements 2A den nötigen Wert für den Spannungs-Scheitelwert überschreitet und der Spannungs-Scheitelwert des Halbleiterelements 2B den nötigen Wert für den Spannungs-Scheitelwert nicht überschreitet. In diesem Fall beendet die Treiberschaltung 5 den Prozess, wenn die Spannungs-Scheitelwerte beider Halbleiterelemente 2A, 2B die nötigen Werte für die Spannungs-Scheitelwerte überschreiten.
  • In der obigen Beschreibung gilt unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in 19 Folgendes: Die individuelle Steuerung für die Spannungs-Scheitelwerte der Schaltsignale, die an die Halbleiterelemente 2A, 2B angelegt werden sollen, welche von der Treiberschaltung 5 ausgeführt wird, wurde durch den Prozess von Schritt 101 (S101) bis Schritt 105 (S105) beschrieben.
  • Dieser Prozess entspricht einem Fall, in dem das Ablaufdiagramm in 5 in Ausführungsform 2 auf eine Mehrzahl von Halbleiterelementen angewendet wird und der Prozess für die Spannungs-Scheitelwerte durchgeführt wird, die an die Mehrzahl von Halbleiterelementen angelegt werden sollen, und zwar als individuelle Werte, in dem Vorgabeschritt für einen nötigen Wert in Schritt 21 (S21), dem Regelwert-Auswahlschritt in Schritt 23 (S23), dem Regelwert-Einstellschritt in Schritt 24 (S24) und dem Ende-Bestimmungsschritt in Schritt 25 (S25).
  • In Ausführungsform 10 wird die Verzögerung der Ausbildung eines Relaxationsbereichs für das elektrische Feld an den Anschlussbereichen der Halbleiterelemente 2A, 2B unterdrückt, und die erzeugten elektrischen Felder werden verringert, wodurch die Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement 2A und dem Dichtungsmaterial 4A sowie die Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement 2B und dem Dichtungsmaterial 4B verbessert werden können.
  • Wie oben beschrieben, werden in der Stromrichtereinrichtung und dem Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren aus Ausführungsform 10 die Spannungs-Scheitelwerte, die an eine Mehrzahl von Halbleiterelementen angelegt werden sollen, durch eine einzige Treiberschaltung gesteuert.
  • Für die Mehrzahl von Halbleiterelementen können daher die Stromrichtereinrichtung und das Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren in Ausführungsform 10 die Stehspannungen an den Grenzflächen zwischen den Halbleiterelementen und den Dichtungsmaterialien verbessern.
  • Ausführungsform 11
  • In einer Stromrichtereinrichtung und einem Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren aus Ausführungsform 11 werden eine Mehrzahl von Halbleiterelementen unter Verwendung eines gemeinsamen Regelwerts gesteuert, und zwar bezogen auf die Steuerung in Ausführungsform 9.
  • Die Konfiguration und der Betrieb der Stromrichtereinrichtung und des Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren gemäß Ausführungsform 11 werden unter Bezugnahme auf 20 beschrieben, das ein Ablaufdiagramm ist, das einen Steuerungsprozess zeigt, bei dem die Spannungssteilheiten, die an zwei Halbleiterelemente angelegt werden sollen, als ein gemeinsamer Wert gesteuert werden.
  • In Ausführungsform 11 ist die Konfiguration der Stromrichtereinrichtung die gleiche wie in 17 in Ausführungsform 9, und die Steuerungsinformations-Kenndaten (2), die in der Treiberschaltung 5 verwendet werden, sind ebenfalls die gleichen.
  • Daher wird unter Bezugnahme auf 17 in Ausführungsform 9 und 2 in Ausführungsform 1 der Betrieb der Stromrichtereinrichtung aus Ausführungsform 11 unter Fokussierung auf die Unterschiede von Ausführungsform 9 unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in 20 beschrieben.
  • In Ausführungsform 11 steuert die Treiberschaltung 5 die Spannungssteilheiten der Schaltsignale, die an die Halbleiterelemente 2A, 2B angelegt werden sollen, unter Verwendung eines gemeinsamen Werts.
  • 20 zeigt den Steuerungsprozess für die Spannungssteilheiten, die an die Halbleiterelemente 2A, 2B angelegt werden sollen, welcher von der Treiberschaltung 5 ausgeführt wird, gemäß Ausführungsform 11.
  • Der Steuerungsprozess in 20 wird ausgeführt, wenn die Stromrichtereinrichtung 401 gestartet wird oder wenn ein nötiger Wert für die Ausgabe der Stromrichtereinrichtung 401 durch die externe Schaltung separat von der Stromrichtereinrichtung 401 geändert wird.
  • Der Steuerungsprozess in 20 weist Schritt 111 (S111) bis Schritt 115 (S115) auf, die unten beschrieben werden.
  • In einem Vorgabeschritt für einen nötigen Wert in Schritt 111 (S111) wird ein gemeinsamer nötiger Wert für die Spannungssteilheiten vorgegeben, die an die Halbleiterelemente 2A, 2B angelegt werden sollen. Der nötige Wert für die Spannungssteilheiten, die in Schritt 111 (S111) vorgegeben werden, werden durch die externe Schaltung separat von der Stromrichtereinrichtung 401 bestimmt.
  • In einem Temperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 112 (S112) erfasst die Treiberschaltung 5 die Temperaturinformation, die von den Temperatursensoren 3aA, 3aB gemessen wird.
  • In einem Regelwert-Auswahlschritt in Schritt 113 (S113) wählt die Treiberschaltung 5 einen gemeinsamen Wert der Spannungssteilheit aus, bei der die Spannungs-Scheitelwerte, die an die Halbleiterelemente 2A, 2B angelegt werden sollen, maximal Werte oder Werte werden, die in Bezug auf den Entwurf zulässig sind, unter Bezugnahme auf den nötigen Wert für die Spannungssteilheiten, die in Schritt 111 (S111) vorgegeben werden, und zwar auf der Basis der erfassten Temperaturinformation und der gespeicherten Steuerungsinformations-Kenndaten.
  • In einem Regelwert-Einstellschritt in Schritt 114 (S114) passt die Treiberschaltung 5 die Spannungssteilheiten, die an die Halbleiterelemente 2A, 2B angelegt werden sollen, an die gemeinsame Spannungssteilheit an, die in Schritt 113 (S113) ausgewählt wird.
  • In einem Ende-Bestimmungsschritt in Schritt 115 (S115) führt die Treiberschaltung 5 einen Vergleich der Stärke-Relation zwischen der Spannungssteilheit, angepasst in Schritt 114 (S114), und dem gemeinsamen nötigen Wert für die Spannungssteilheiten, vorgegeben in Schritt 111 (S111), durch und bestimmt, ob oder ob nicht der sequenzielle Prozess beendet werden soll.
  • Wenn die gemeinsame Spannungssteilheit, angepasst in Schritt 114 (S114), kleiner als der gemeinsame nötige Wert für die Spannungssteilheit, vorgeben in Schritt 111 (S111), ist, springt die Treiberschaltung 5 zum Temperaturinformations-Erfassungsschritt in Schritt 112 (S112) zurück.
  • Wenn andererseits im Ende-Bestimmungsschritt in Schritt 115 (S115) die gemeinsame Spannungssteilheit, angepasst in Schritt 114 (S114), gleich oder größer als der gemeinsame nötige Wert für die Spannungssteilheit, vorgegeben in Schritt 111 (S111), ist, beendet die Treiberschaltung 5 den Prozess.
  • In Ausführungsform 11 wird die Verzögerung der Ausbildung eines Relaxationsbereichs für das elektrische Feld an den Anschlussbereichen der Halbleiterelemente 2A, 2B unterdrückt, und die erzeugten elektrischen Felder werden verringert, wodurch die Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement 2A und dem Dichtungsmaterial 4A sowie die Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement 2B und dem Dichtungsmaterial 4B verbessert werden können.
  • In der obigen Beschreibung gilt unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in 20 Folgendes: Die Steuerung mit gemeinsamem Wert für die Spannungssteilheiten der Schaltsignale, die an die Halbleiterelemente 2A, 2B angelegt werden sollen, welche von der Treiberschaltung 5 ausgeführt wird, wurde durch den Prozess von Schritt 111 (S111) bis Schritt 115 (S115) beschrieben.
  • Dieser Prozess entspricht einem Fall, in dem das Ablaufdiagramm in 4 in Ausführungsform 1 auf eine Mehrzahl von Halbleiterelementen angewendet wird und der Prozess für die Spannungssteilheiten durchgeführt wird, die an die Mehrzahl von Halbleiterelementen angelegt werden sollen, und zwar als ein gemeinsamer Wert, in dem Vorgabeschritt für einen nötigen Wert in Schritt 11 (S11), dem Regelwert-Auswahlschritt in Schritt 13 (S13), dem Regelwert-Einstellschritt in Schritt 14 (S14) und dem Ende-Bestimmungsschritt in Schritt 15 (S15).
  • In Ausführungsform 11 wurde der Fall beschrieben, in dem die Spannungssteilheiten, die an eine Mehrzahl von Halbleiterelementen angelegt werden sollen, unter Verwendung eines gemeinsamen Werts gesteuert werden. Es ist jedoch auch möglich, die Spannungs-Scheitelwerte, die an eine Mehrzahl von Halbleiterelementen angelegt werden sollen, unter Verwendung eines gemeinsamen Werts zu steuern. In diesem Fall können die Zeichnung und die Beschreibung in Ausführungsform 11 auch auf Ausführungsform 10 auf die gleiche Weise angewendet werden, und daher wird deren Beschreibung weggelassen.
  • Wie oben beschrieben, werden in der Stromrichtereinrichtung und dem Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren aus Ausführungsform 11 die Spannungssteilheiten, die an eine Mehrzahl von Halbleiterelementen angelegt werden sollen, durch eine einzige Treiberschaltung unter Verwendung eines gemeinsamen Werts gesteuert.
  • Für die Mehrzahl von Halbleiterelementen können daher die Stromrichtereinrichtung und das Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren in Ausführungsform 11 die Stehspannungen an den Grenzflächen zwischen den Halbleiterelementen und den Dichtungsmaterialien verbessern.
  • Ausführungsform 12
  • In einer Stromrichtereinrichtung und einem Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren aus Ausführungsform 12 werden die Spannungssteilheiten oder die Spannungs-Scheitelwerte, die an eine Mehrzahl von Halbleiterelementen angelegt werden sollen, mittels einer Treiberschaltung gesteuert, und zwar bezogen auf die Stromrichtereinrichtung aus Ausführungsform 1.
  • Die Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 12 wird unter Bezugnahme auf 21 beschrieben, die eine Schnittansicht der Stromrichtereinrichtung ist.
  • Die Stromrichtereinrichtung wird als 501 bezeichnet, zur Unterscheidung von der Stromrichtereinrichtung aus Ausführungsform 1, und beispielsweise werden die Halbleiterelemente als 2A, 2B bezeichnet, und die Temperatursensoren werden als 3aA, 3aB bezeichnet.
  • In Ausführungsform 12 wird zum Erleichtern des Verständnisses der Fall beschrieben, in dem zwei Halbleiterelemente mit einer Treiberschaltung gesteuert werden, aber das gleiche gilt auch für den Fall, in dem drei oder mehr Halbleiterelemente gesteuert werden.
  • Die Konfiguration der Stromrichtereinrichtung 501 aus Ausführungsform 12 wird unter Bezugnahme auf die Schnittansicht in 21 beschrieben.
  • Die Stromrichtereinrichtung 501 weist Folgendes auf: Die Halbleiterelemente 2A, 2B, die Temperatursensoren 3aA, 3aB, das Dichtungsmaterial 4, die Treiberschaltung 5, die Temperaturinformation-Übertragungspfade 6A, 6B, die Steuerungs-Übertragungspfade 7A, 7B, die Metallplatte 8, das Wärmeabführungsmaterial 9 und das Verbindungsmaterial 10.
  • Die Treiberschaltung 5 steuert das Halbleiterelement 2A und das Halbleiterelement 2B. Genauer gesagt: Die Treiberschaltung 5 steuert die Spannungssteilheiten, die Spannungs-Scheitelwerte und die Trägerfrequenzen, die an das Halbleiterelement 2A und das Halbleiterelement 2B angelegt werden sollen.
  • Die Materialien und die Funktionen der Halbleiterelemente 2A, 2B, der Temperatursensoren 3aA, 3aB, des Dichtungsmaterials 4, der Temperaturinformation-Übertragungspfade 6A, 6B, der Steuerungs-Übertragungspfade 7A, 7B, der Metallplatte 8, des Wärmeabführungsmaterials 9 und des Verbindungsmaterials 10 sind die gleichen wie in Ausführungsform 1, und daher wird deren Beschreibung weggelassen.
  • Die Steuerungsinformations-Kenndaten (2), die zum Steuern der Halbleiterelemente 2A, 2B mittels der Treiberschaltung 5 verwendet werden, sind ebenfalls die gleichen wie in Ausführungsform 1.
  • Die Steuerungsverfahren für die Spannungssteilheiten, die Spannungs-Scheitelwerte und die Trägerfrequenzen der Schaltsignale, die an die Halbleiterelemente 2A, 2B angelegt werden sollen, die von der Treiberschaltung 5 ausgeführt werden, sind die gleichen wie in Ausführungsform 9, 10 oder 11.
  • In Ausführungsform 12 wird die Verzögerung der Ausbildung von Relaxationsbereichen für das elektrische Feld an den Anschlussbereichen der Halbleiterelemente 2A, 2B unterdrückt und die erzeugten elektrischen Felder werden verringert, wodurch die Stehspannungen an den Grenzflächen zwischen den Halbleiterelementen 2A, 2B und dem Dichtungsmaterial 4 verbessert werden können.
  • Wie oben beschrieben, werden in der Stromrichtereinrichtung und dem Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren aus Ausführungsform 12 die Spannungssteilheiten oder die Spannungs-Scheitelwerte, die an eine Mehrzahl von Halbleiterelementen angelegt werden sollen, durch eine einzige Treiberschaltung gesteuert.
  • Für die Mehrzahl von Halbleiterelementen können daher die Stromrichtereinrichtung und das Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren in Ausführungsform 12 die Stehspannungen an den Grenzflächen zwischen den Halbleiterelementen und dem Dichtungsmaterial verbessern.
  • Ausführungsform 13
  • Ausführungsform 13 zeigt Modifikationen der Konfiguration der Stromrichtereinrichtung, genauer gesagt: der Anordnungs-Positionen und der Anzahl von Temperatursensoren.
  • Konfigurationen der Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 13 werden unter Bezugnahme auf 22 bis 24 beschrieben, die Schnittansichten der Stromrichtereinrichtung sind.
  • In Ausführungsform 13 sind die Anordnungs-Positionen und die Anzahl von Temperatursensoren in der Stromrichtereinrichtung verschieden von derjenigen in Ausführungsform 12. Die grundlegende Konfiguration ist die gleiche wie in 21 in Ausführungsform 12.
  • In 21 in Ausführungsform 12 ist die Anzahl von Temperatursensoren 3aA, 3aB die gleiche wie die Anzahl von Halbleiterelementen 2A, 2B, und die Temperatursensoren 3aA, 3aB sind in den Halbleiterelementen 2A, 2B angeordnet oder mit den Halbleiterelementen 2A, 2B verbunden. Die Anordnungs-Positionen und die Anzahl von Temperatursensoren wird unter Fokussierung auf die Unterschiede von Ausführungsform 12 beschrieben.
  • Zunächst wird der Fall beschrieben, in dem ein Temperatursensor 3e im Dichtungsmaterial 4 abgedichtet ist, unter Bezugnahme auf 22. In 22 werden die Stromrichtereinrichtung und der Temperatursensor jeweils als 601A und 3e bezeichnet, zur Unterscheidung von Ausführungsform 12.
  • In Ausführungsform 13 wird zum Erleichtern des Verständnisses der Fall beschrieben, in dem die Temperaturen zweier Halbleiterelemente mittels eines einzigen Temperatursensors gemessen werden, aber das gleiche gilt auch für den Fall, in dem die Temperaturen dreier oder mehr Halbleiterelemente gemessen werden.
  • In 22 ist ein einziger Temperatursensor 3e angeordnet, und er ist im Dichtungsmaterial 4 abgedichtet, ohne dass er mit den Halbleiterelementen 2A, 2B verbunden ist. In dieser Konfiguration misst der Temperatursensor 3e die Temperaturen des Dichtungsmaterials 4 oder die Temperaturen der Halbleiterelemente 2A, 2B über das Dichtungsmaterial 4.
  • Als nächstes wird der Fall beschrieben, in dem der Temperatursensor 3f mit der Seite der Halbleiterelemente 2A, 2B der Metallplatte 8 verbunden ist, unter Bezugnahme auf 23. In 23 werden die Stromrichtereinrichtung und der Temperatursensor jeweils als 601B und 3f bezeichnet, zur Unterscheidung von Ausführungsform 12.
  • In 23 ist der Temperatursensor 3f im Dichtungsmaterial 4 in einem Zustand gezeigt, in dem der Temperatursensor 3f nicht mit den Halbleiterelementen 2A, 2B verbunden ist und mit einer Fläche der Metallplatte 8 verbunden ist, an der die Halbleiterelemente 2A, 2B verbunden sind. In dieser Konfiguration misst der Temperatursensor 3f die Temperaturen des Dichtungsmaterials 4 oder die Temperaturen der Halbleiterelemente 2A, 2B über eines von dem Dichtungsmaterial 4 und der Metallplatte 8.
  • Als nächstes wird der Fall, in dem der Temperatursensor 3g mit einer Seite der Metallplatte 8 gegenüber den Halbleiterelementen 2 verbunden ist, unter Bezugnahme auf 24 beschrieben. In 24 werden die Stromrichtereinrichtung und der Temperatursensor jeweils als 601C und 3g bezeichnet, zur Unterscheidung von Ausführungsform 1.
  • In 24 ist der Temperatursensor 3g im Dichtungsmaterial 4 abgedichtet, und zwar in einem Zustand, in dem er mit einer Fläche der Metallplatte 8 auf der Seite gegenüber der Fläche verbunden ist, auf der die Halbleiterelemente 2A, 2B verbunden sind. In dieser Konfiguration misst der Temperatursensor 3g die Temperatur des Dichtungsmaterials 4 oder die Temperatur der Halbleiterelemente 2A, 2B über die Metallplatte 8.
  • Wenn die Modifikationen (22 bis 24) der Konfiguration der Stromrichtereinrichtung gemeinsam beschrieben werden, wird die Konfiguration in 22 stellvertretend beschrieben.
  • Als Modifikationen der Anordnungs-Position des Temperatursensors 3e wurden die Fälle von 22 bis 24 beschrieben. In jedem dieser Fälle ist der Temperatursensor 3e im Dichtungsmaterial 4 abgedichtet oder mit der Metallplatte 8 verbunden, anstatt in den Halbleiterelementen 2A, 2B angeordnet zu sein oder mit den Halbleiterelementen 2A, 2B verbunden zu sein.
  • Das Verwenden der Konfigurationen, die in 22 bis 24 beschrieben ist, vergrößert die Verarbeitungsschritte zum Montieren an der Stromrichtereinrichtung 601A. Der Prozess zum Montieren der Halbleiterelemente 2A, 2B und des Temperatursensors 3e an der Stromrichtereinrichtung 601A kann jedoch in separaten Schritten durchgeführt werden, wodurch der Montageprozess vorteilhaft verbessert werden kann.
  • Wie oben beschrieben, ist in der Stromrichtereinrichtung aus Ausführungsform 13 die Anordnungs-Position des Temperatursensors von den Halbleiterelementen 2A, 2B separiert bzw. getrennt.
  • Folglich kann die Stromrichtereinrichtung aus Ausführungsform 13 die Stehspannungen an den Grenzflächen zwischen den Halbleiterelementen und dem Dichtungsmaterial verbessern. Außerdem kann der Montageprozess für die Stromrichtereinrichtung verbessert werden.
  • Ausführungsform 14
  • Ausführungsform 14 zeigt Modifikationen der Konfiguration der Stromrichtereinrichtung, d. h. der Anordnungs-Positionen und der Anzahl von Wärmequellen.
  • Konfigurationen der Stromrichtereinrichtung gemäß Ausführungsform 14 werden unter Bezugnahme auf 25 bis 27 beschrieben, die Schnittansichten der Stromrichtereinrichtung sind.
  • In Ausführungsform 14 sind die Anordnungs-Positionen und die Anzahl von Wärmequellen in der Stromrichtereinrichtung verschieden von denjenigen in einer simplen Kombination aus den Ausführungsformen 5 und 12. Die grundlegende Konfiguration ist die gleiche wie in 10 in Ausführungsform 5 und 21 in Ausführungsform 12. Das heißt, die Temperatursensoren 3aA, 3aB sind in den Halbleiterelementen 2A, 2B angeordnet oder mit den Halbleiterelementen 2A, 2B verbunden.
  • In 10 in Ausführungsform 5 ist die Wärmequelle 11a in der Halbleiterelement 2 angeordnet oder mit dem Halbleiterelement 2 verbunden. Die Anordnungs-Positionen und die Anzahl von Wärmequellen wird unter Fokussierung auf die Unterschiede von denjenigen in einer simplen Kombination aus den Ausführungsformen 5 und 12 beschrieben. Die Treiberschaltung 5 steuert die Wärmequelle 11e über einen Steuerungs-Übertragungspfad 7C.
  • Zunächst wird der Fall beschrieben, in dem die Wärmequelle 11e im Dichtungsmaterial 4 abgedichtet ist, unter Bezugnahme auf 25. In 25 werden die Stromrichtereinrichtung und die Wärmequelle jeweils als 701A und 11e bezeichnet, zur Unterscheidung von den Ausführungsformen 5 und 12.
  • In Ausführungsform 14 wird zum Erleichtern des Verständnisses der Fall beschrieben, in dem zwei Halbleiterelemente mit einer Wärmequelle erwärmt werden, aber das gleiche gilt auch für den Fall, in dem drei oder mehr Halbleiterelemente erwärmt werden.
  • In 25 ist die Wärmequelle 11e im Dichtungsmaterial 4 abgedichtet, ohne das sie mit den Halbleiterelementen 2A, 2B verbunden ist. In dieser Konfiguration erwärmt die Wärmequelle 11e die Halbleiterelemente 2A, 2B über das Dichtungsmaterial 4.
  • Als nächstes wird der Fall beschrieben, in dem die Wärmequelle 11f außerhalb des Dichtungsmaterials 4 auf der Seite der Halbleiterelemente 2A, 2B der Metallplatte 8 angeordnet ist, und zwar unter Bezugnahme auf 26. In 26 werden die Stromrichtereinrichtung und die Wärmequelle jeweils als 701B und 11f bezeichnet, zur Unterscheidung von den Ausführungsformen 5 und 12.
  • In 26 ist die Wärmequelle 11f außerhalb des Dichtungsmaterials 4 angeordnet, und zwar auf der Oberflächenseite der Metallplatte 8, an der die Halbleiterelemente 2A, 2B verbunden sind. In dieser Konfiguration erwärmt die Wärmequelle 11f die Halbleiterelemente 2A, 2B über das Dichtungsmaterial 4.
  • Als nächstes wird der Fall beschrieben, in dem eine Wärmequelle 11g außerhalb des Wärmeabführungsmaterials 9 auf einer Seite der Metallplatte 8 gegenüber den Halbleiterelementen 2A, 2B angeordnet ist, und zwar unter Bezugnahme auf 27. In 27 werden die Stromrichtereinrichtung und die Wärmequelle jeweils als 701C und 11g bezeichnet, zur Unterscheidung von den Ausführungsformen 5 und 12.
  • In 27 ist die Wärmequelle 11g außerhalb des Wärmeabführungsmaterials 9 angeordnet, und zwar auf der Seite der Metallplatte 8 gegenüber der Fläche, an der die Halbleiterelemente 2A, 2B verbunden sind. In dieser Konfiguration erwärmt die Wärmequelle 11g die Halbleiterelemente 2A, 2B und das Dichtungsmaterial 4 über das Wärmeabführungsmaterial 9, das Verbindungsmaterial 10 und die Metallplatte 8.
  • Wenn die Modifikationen (25 bis 27) der Konfiguration der Stromrichtereinrichtung gemeinsam beschrieben werden, wird die Konfiguration in 25 stellvertretend beschrieben.
  • Als Modifikationen der Anordnungs-Position der Wärmequelle 11a wurden die Fälle von 25 bis 27 beschrieben. In jedem dieser Fälle ist die Wärmequelle 11e im Dichtungsmaterial 4 abgedichtet, außerhalb des Dichtungsmaterials 4 angeordnet oder außerhalb des Wärmeabführungsmaterials 9 angeordnet, anstatt in den Halbleiterelementen 2A, 2B angeordnet zu sein oder mit den Halbleiterelementen 2A, 2B verbunden zu sein.
  • Das Verwenden der Konfigurationen, die in 25 bis 27 beschrieben ist, vergrößert die Verarbeitungsschritte zum Montieren an der Stromrichtereinrichtung 701A. Der Prozess zum Montieren der Halbleiterelemente 2A, 2B und der Wärmequelle 11e an der Stromrichtereinrichtung 701A kann jedoch in separaten Schritten durchgeführt werden, wodurch der Montageprozess vorteilhaft verbessert werden kann.
  • Wie oben beschrieben, ist in der Stromrichtereinrichtung aus Ausführungsform 14 die Anordnungs-Position der Wärmequelle von den Halbleiterelementen 2A, 2B separiert.
  • Folglich kann die Stromrichtereinrichtung aus Ausführungsform 14 die Stehspannungen an den Grenzflächen zwischen den Halbleiterelementen und dem Dichtungsmaterial verbessern. Außerdem kann der Montageprozess für die Stromrichtereinrichtung verbessert werden.
  • 28 zeigt ein Hardware-Beispiel der Treiberschaltung 5 der Stromrichtereinrichtung. Wie in 28 gezeigt, ist die Treiberschaltung 5 aus einem Prozessor 1000 und einer Speichereinrichtung 1001 gebildet. Obwohl nicht dargestellt, ist die Speichereinrichtung mit einer flüchtigen Speichereinrichtung wie z. B. einem Speicher mit wahlweisem Zugriff und einer nichtflüchtigen Hilfs-Speichereinrichtung wie z. B. einem Flash-Speicher versehen.
  • Anstelle des Flash-Speichers kann auch eine Hilfs-Speichereinrichtung aus einer Festplatte verwendet werden. Der Prozessor 1000 führt ein Programm aus, das von der Speichereinrichtung 1001 eingegeben wird. In diesem Fall wird das Programm von der Hilfs-Speichereinrichtung über die flüchtige Speichereinrichtung in den Prozessor 1000 eingegeben. Der Prozessor 1000 kann Daten wie z. B. ein Berechnungsergebnis oder dergleichen an die flüchtige Speichereinrichtung der Speichereinrichtung 1001 ausgeben, oder er kann Daten in der Hilfs-Speichereinrichtung über die flüchtige Speichereinrichtung speichern.
  • Obwohl die Erfindung oben in Form von verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen und Implementierungen beschrieben ist, versteht es sich, dass die verschiedenartigen Merkmale, Aspekte und Funktionalitäten, die in einer oder mehreren individuellen Ausführungsformen beschrieben sind, in deren Anwendbarkeit nicht auf die bestimmte Ausführungsform beschränkt sind, mit der sie beschrieben sind, sondern stattdessen - allein oder in verschiedenen Kombinationen - auf eine oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung angewendet werden können.
  • Es versteht sich daher, dass zahlreiche Modifikationen, die nicht beispielhaft beschrieben wurden, ersonnen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann mindestens eine der Bestandteilskomponenten modifiziert, hinzugefügt oder beseitigt werden. Mindestens eine der Bestandteilskomponenten, die in mindestens einer der bevorzugten Ausführungsformen erwähnt ist, kann ausgewählt und mit den Bestandteilskomponenten kombiniert werden, die in einer anderen bevorzugten Ausführungsform erwähnt sind.
  • Beschreibung der Bezugszeichen
    • 1, 101A, 101B, 101C, 201, 301A, 301B, 301C, 401, 501, 601A, 601B, 601C, 701A, 701B, 701C
    Stromrichtereinrichtung
    2, 2A, 2B
    Halbleiterelement
    3, 3aA, 3aB, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g
    Temperatursensor
    4, 4A, 4B
    Dichtungsmaterial
    5
    Treiberschaltung
    6, 6A, 6B
    Temperaturinformation-Übertragungspfad
    7, 7A, 7B, 7C
    Steuerungs-Übertragungspfad
    8, 8A, 8B
    Metallplatte
    9, 9A, 9B
    Wärmeabführungsmaterial
    10, 10A, 10B
    Verbindungsmaterial
    11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f, 11g
    Wärmequelle
    1000
    Prozessor
    1001
    Speichereinrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 201971730 A [0004]

Claims (17)

  1. Stromrichtereinrichtung, die Folgendes aufweist: ein Halbleiterelement; einen Temperatursensor; ein Dichtungsmaterial, das das Halbleiterelement abdichtet; und eine Treiberschaltung für das Halbleiterelement, wobei der Temperatursensor die Temperatur entweder des Halbleiterelements oder des Dichtungsmaterials oder von beiden misst, und die Treiberschaltung die Spannungssteilheit oder den Spannungs-Scheitelwert, die an das Halbleiterelement angelegt werden sollen, auf der Basis der Temperaturinformation steuert, die vom Temperatursensor gemessen wird.
  2. Stromrichtereinrichtung nach Anspruch 1, die eine Mehrzahl von Halbleitermodulen aufweist, die jeweils das Halbleiterelement, den Temperatursensor und das Dichtungsmaterial aufweisen, wobei die Mehrzahl von Temperatursensoren die Temperaturen entweder der Mehrzahl von Halbleiterelementen oder der Mehrzahl von Dichtungsmaterialien oder der Mehrzahl von Halbleiterelementen sowie der Mehrzahl von Dichtungsmaterialien misst, und auf der Basis der Temperaturinformation über jede Temperatur, die von der Mehrzahl von Temperatursensoren gemessen wird, die Treiberschaltung die Spannungssteilheit oder den Spannungs-Scheitelwert, die/der an jede der Mehrzahl von Halbleiterelementen angelegt werden soll, individuell steuert, oder die Spannungssteilheiten oder die Spannungs-Scheitelwerte, die an die Mehrzahl von Halbleiterelementen angelegt werden sollen, unter Verwendung eines gemeinsamen Werts steuert.
  3. Stromrichtereinrichtung nach Anspruch 1, die ein Halbleitermodul aufweist, das eine Mehrzahl der Halbleiterelemente, einen oder eine Mehrzahl der Temperatursensoren und das Dichtungsmaterial aufweist, das die Mehrzahl von Halbleiterelementen abdichtet, wobei der eine oder die Mehrzahl von Temperatursensoren die Temperaturen entweder der Mehrzahl von Halbleiterelementen oder des Dichtungsmaterials oder der Mehrzahl von Halbleiterelementen sowie des Dichtungsmaterials misst bzw. messen, und auf der Basis der Temperaturinformation über jede Temperatur, die von der Mehrzahl von Temperatursensoren gemessen wird, die Treiberschaltung die Spannungssteilheit oder den Spannungs-Scheitelwert, die/der an jede der Mehrzahl von Halbleiterelementen angelegt werden soll, individuell steuert, oder die Spannungssteilheiten oder die Spannungs-Scheitelwerte, die an die Mehrzahl von Halbleiterelementen angelegt werden sollen, unter Verwendung eines gemeinsamen Werts steuert.
  4. Stromrichtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei wenn die Temperatur, die vom Temperatursensor gemessen wird, abgenommen hat, die Treiberschaltung die Spannungssteilheit oder den Spannungs-Scheitelwert senkt, die bzw. der an das Halbleiterelement angelegt werden soll, und wenn die Temperatur, die vom Temperatursensor gemessen wird, zugenommen hat, die Treiberschaltung die Spannungssteilheit oder den Spannungs-Scheitelwert erhöht, die bzw. der an das Halbleiterelement angelegt werden soll.
  5. Stromrichtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Treiberschaltung Steuerungsinformations-Kenndaten speichert, die die Relation zwischen der Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement und dem Dichtungsmaterial, der Spannungssteilheit und der Temperatur entweder des Halbleiterelements oder des Dichtungsmaterials oder des Halbleiterelements sowie des Dichtungsmaterials darstellt, und die Treiberschaltung die Spannungssteilheit oder den Spannungs-Scheitelwert, die bzw. der an das Halbleiterelement angelegt werden soll, auf der Basis der Steuerungsinformations-Kenndaten auswählt.
  6. Stromrichtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Temperatursensor im Halbleiterelement angeordnet ist oder im Dichtungsmaterial abgedichtet ist.
  7. Stromrichtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die ferner eine Metallplatte aufweist, wobei das Halbleiterelement mit einer Fläche der Metallplatte verbunden ist, wobei der Temperatursensor im Dichtungsmaterial abgedichtet ist und mit der Fläche der Metallplatte verbunden ist, an der das Halbleiterelement verbunden ist, oder mit einer Fläche der Metallplatte gegenüber der Fläche, an der das Halbleiterelement verbunden ist.
  8. Stromrichtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die ferner eine Wärmequelle aufweist, wobei wenn die Temperatur, die vom Temperatursensor gemessen wird, niedriger ist als eine stabile Temperatur während des Betriebs des Halbleiterelements, die Treiberschaltung das Halbleiterelement und das Dichtungsmaterial unter Verwendung der Wärmequelle erwärmt.
  9. Stromrichtereinrichtung nach Anspruch 7, die ferner eine Wärmequelle aufweist, wobei wenn die Temperatur, die vom Temperatursensor gemessen wird, niedriger ist als eine stabile Temperatur während des Betriebs des Halbleiterelements, die Treiberschaltung das Halbleiterelement und das Dichtungsmaterial unter Verwendung der Wärmequelle erwärmt.
  10. Stromrichtereinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Wärmequelle im Halbleiterelement angeordnet ist oder im Dichtungsmaterial abgedichtet ist oder außerhalb des Halbleiterelements und des Dichtungsmaterials angeordnet ist.
  11. Stromrichtereinrichtung nach Anspruch 9, wobei ein Wärmeabführungsmaterial mit der Metallplatte über ein Verbindungsmaterial verbunden ist, und die Wärmequelle außerhalb des Wärmeabführungsmaterials und des Dichtungsmaterials angeordnet ist und das Halbleiterelement und das Dichtungsmaterial über die Metallplatte, das Wärmeabführungsmaterial und das Verbindungsmaterial erwärmt.
  12. Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren, das unter Verwendung einer Stromrichtereinrichtung durchgeführt wird, die ein Halbleiterelement, einen Temperatursensor, ein Dichtungsmaterial, das das Halbleiterelement abdichtet, und eine Treiberschaltung für das Halbleiterelement aufweist, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: einen Temperatur-Messschritt, in dem die Temperatur entweder des Halbleiterelements oder des Dichtungsmaterials oder des Halbleiterelements und des Dichtungsmaterials mit dem Temperatursensor gemessen wird; einen Regelwert-Auswahlschritt, in dem die Spannungssteilheit oder der Spannungs-Scheitelwert, die an das Halbleiterelement angelegt werden sollen, auf der Basis der Temperaturinformation ausgewählt werden, die vom Temperatursensor gemessen wird; und einen Regelwert-Einstellschritt, in dem die Spannungssteilheit oder der Spannungs-Scheitelwert, die an das Halbleiterelement angelegt werden sollen, auf die gewählte Spannungssteilheit oder den gewählten Spannungs-Scheitelwert eingestellt werden.
  13. Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren nach Anspruch 12, wobei die Treiberschaltung Steuerungsinformations-Kenndaten speichert, die die Relation zwischen der Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement und dem Dichtungsmaterial, der Spannungssteilheit und der Temperatur entweder des Halbleiterelements oder des Dichtungsmaterials oder des Halbleiterelements sowie des Dichtungsmaterials darstellt, das Verfahren ferner Folgendes aufweist: vor dem Temperatur-Messschritt: einen Vorgabeschritt für einen nötigen Wert, in dem ein nötiger Wert für die Spannungssteilheit oder den Spannungs-Scheitelwert vorgegeben wird, die bzw. der an das Halbleiterelement angelegt werden soll, und nach dem Regelwert-Einstellschritt: einen Ende-Bestimmungsschritt, in dem der nötige Wert für die Spannungssteilheit oder den Spannungs-Scheitelwert, vorgegeben im Vorgabeschritt für einen nötigen Wert, mit der Spannungssteilheit oder dem Spannungs-Scheitelwert verglichen wird, der in Regelwert-Einstellschritt angepasst wird, so dass bestimmt wird, ob oder ob nicht der Prozess beendet wird, im Regelwert-Auswahlschritt die Spannungssteilheit oder der Spannungs-Scheitelwert, die bzw. der an das Halbleiterelement angelegt werden soll, bei der bzw. dem die Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement und dem Dichtungsmaterial einen Maximalwert oder einen Wert annimmt, der bezogen auf den Entwurf zulässig ist, auf der Basis der Temperaturinformation, die vom Temperatursensor gemessen wird,und den Steuerungsinformations-Kenndaten ausgewählt wird, wenn die angepasste Spannungssteilheit oder der angepasste Spannungs-Scheitelwert gleich groß wie oder größer als der nötige Wert im Ende-Bestimmungsschritt ist, der Prozess beendet wird, und wenn die angepasste Spannungssteilheit oder der angepasste Spannungs-Scheitelwert kleiner als der nötige Wert im Ende-Bestimmungsschritt ist, der Prozess zum Temperatur-Messschritt zurückspringt.
  14. Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren nach Anspruch 13, wobei die Stromrichtereinrichtung eine Mehrzahl von Halbleitermodulen aufweist, die jeweils das Halbleiterelement, den Temperatursensor und das Dichtungsmaterial aufweisen, und in dem Vorgabeschritt für einen nötigen Wert, dem Regelwert-Auswahlschritt, dem Regelwert-Einstellschritt und dem Ende-Bestimmungsschritt der Prozess durchgeführt wird für die Spannungssteilheit oder den Spannungs-Scheitelwert, die bzw. der an jedes der Mehrzahl von Halbleiterelementen angelegt werden soll, und zwar als individueller Wert, oder der Prozess durchgeführt wird für die Spannungssteilheiten oder die Spannungs-Scheitelwerte, die an die Mehrzahl von Halbleiterelementen angelegt werden sollen, und zwar als gemeinsamer Wert.
  15. Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren nach Anspruch 12, wobei die Stromrichtereinrichtung eine Wärmequelle aufweist, das Verfahren ferner einen Erwärmungsschritt nach dem Regelwert-Einstellschritt aufweist, im Regelwert-Auswahlschritt, wenn die Temperaturinformation von einer vorherigen Temperatur aus zugenommen hat, die Spannungssteilheit oder der Spannungs-Scheitelwert erhöht wird, wenn die Temperaturinformation von einer vorherigen Temperatur aus abgenommen hat, die Spannungssteilheit oder der Spannungs-Scheitelwert verringert wird, und wenn sich die Temperaturinformation von einer vorherigen Temperatur aus nicht verändert hat, die Spannungssteilheit oder der Spannungs-Scheitelwert beibehalten wird, ohne geändert zu werden, und im Erwärmungsschritt, auf der Basis der Temperaturinformation, die vom Temperatursensor gemessen wird, wenn die Temperatur, die vom Temperatursensor niedriger als eine stabile Temperatur während des Betriebs des Halbleiterelements ist, das Halbleiterelement und das Dichtungsmaterial erwärmt werden.
  16. Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren nach Anspruch 12, wobei die Stromrichtereinrichtung eine Wärmequelle aufweist, die Treiberschaltung Steuerungsinformations-Kenndaten speichert, die die Relation zwischen der Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement und dem Dichtungsmaterial, der Spannungssteilheit und der Temperatur entweder des Halbleiterelements oder des Dichtungsmaterials oder des Halbleiterelements sowie des Dichtungsmaterials darstellt, das Verfahren ferner Folgendes aufweist: vor dem Temperatur-Messschritt: einen Vorgabeschritt für einen nötigen Wert, in dem ein nötiger Wert für die Spannungssteilheit oder den Spannungs-Scheitelwert vorgegeben wird, die bzw. der an das Halbleiterelement angelegt werden soll, nach dem Vorgabeschritt für einen nötigen Wert: einen Erwärmungstemperaturinformations-Erfassungsschritt, in dem die Treiberschaltung die Temperaturinformation erfasst, die vom Temperatursensor gemessen wird, einen Erwärmungs-Bestimmungsschritt, in dem die Treiberschaltung einen Vergleich der Stärkenrelation zwischen der Temperatur, die vom Temperatursensor gemessen wird, und einer stabilen Temperatur während des Betriebs des Halbleiterelements durchführt, und einen Erwärmungsschritt, in dem die Treiberschaltung das Halbleiterelement und das Dichtungsmaterial erwärmt, wenn die Temperatur, die vom Temperatursensor gemessen wird, niedriger als die stabile Temperatur während des Betriebs des Halbleiterelements ist, und nach dem Regelwert-Einstellschritt: einen Ende-Bestimmungsschritt, in dem der nötige Wert für die Spannungssteilheit oder den Spannungs-Scheitelwert, vorgegeben im Vorgabeschritt für einen nötigen Wert, mit der Spannungssteilheit oder dem Spannungs-Scheitelwert verglichen wird, der in Regelwert-Einstellschritt angepasst wird, so dass bestimmt wird, ob oder ob nicht der Prozess beendet wird, im Regelwert-Auswahlschritt die Spannungssteilheit oder der Spannungs-Scheitelwert, die bzw. der an das Halbleiterelement angelegt werden soll, bei der bzw. dem die Stehspannung an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterelement und dem Dichtungsmaterial einen Maximalwert oder einen Wert annimmt, der bezogen auf den Entwurf zulässig ist, auf der Basis der Temperaturinformation, die vom Temperatursensor gemessen wird,und den Steuerungsinformations-Kenndaten ausgewählt wird, wenn die angepasste Spannungssteilheit oder der angepasste Spannungs-Scheitelwert gleich groß wie oder größer als der nötige Wert im Ende-Bestimmungsschritt ist, der Prozess beendet wird, und wenn die angepasste Spannungssteilheit oder der angepasste Spannungs-Scheitelwert kleiner als der nötige Wert im Ende-Bestimmungsschritt ist, der Prozess zum Erwärmungsschritt zurückspringt.
  17. Stromrichtereinrichtungs-Steuerungsverfahren nach Anspruch 16, das ferner Folgendes aufweist: nach dem Vorgabeschritt für einen nötigen Wert und vor dem Erwärmungstemperaturinformations-Erfassungsschritt: einen vorläufigen Temperaturinformations-Erfassungsschritt, in dem die Treiberschaltung die Temperaturinformation erfasst, die vom Temperatursensor gemessen wird, einen vorläufigen Regelwert-Auswahlschritt, in dem die Treiberschaltung die Spannungssteilheit oder den Spannungs-Scheitelwert, die bzw. der ein Maximalwert oder ein Wert ist, der in Bezug auf den Entwurf zulässig ist, für die Spannungssteilheit oder den Spannungs-Scheitelwert auswählt, die bzw. der an das Halbleiterelement angelegt werden soll, unter Bezugnahme auf den nötigen Wert für die Spannungssteilheit oder den Spannungs-Scheitelwert, vorgegeben im Vorgabeschritt für einen nötigen Wert, auf der Basis der erfassten Temperaturinformation und der gespeicherten Steuerungsinformations-Kenndaten, und einen vorläufigen Regelwert-Einstellschritt, in dem die Treiberschaltung die Spannungssteilheit oder den Spannungs-Scheitelwert, die bzw. der an das Halbleiterelement angelegt werden soll, auf die Spannungssteilheit oder den Spannungs-Scheitelwert einstellt, die bzw. der im vorläufigen Regelwert-Auswahlschritt ausgewählt wird.
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