JP2009232513A - Protection circuit, semiconductor device, and electric apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a protection circuit having both proper functions of overcurrent protection and overtemperature protection. <P>SOLUTION: The protection circuit includes: a first resistor for detecting a current applied to a circuit to be protected as a voltage; a reference voltage generating circuit for generating a reference voltage; an overcurrent detection circuit having an output to become high impedance when the voltage does not exceed the reference voltage and an output to become a predetermined voltage when the voltage exceeds the reference voltage; an overtemperature detection circuit including a temperature detection element having a resistance value varying in accordance with a temperature, a second resistor connected in series to the temperature detection circuit, a transistor having a control electrode connected in common to the output of the overcurrent detection circuit and to a connection point between the temperature detection element and the second resistor, operating in response to the voltage of the connection point when the output of the overcurrent detection circuit becomes high impedance, and operating in response to the predetermined voltage when the output of the overcurrent detection circuit becomes the predetermined voltage; and a control circuit for controlling so as to protect the circuit to be protected in response to the output of the transistor. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、保護回路、半導体装置、電気機器に関する。   The present invention relates to a protection circuit, a semiconductor device, and an electric device.

半導体デバイスは、動作することで内部損失により発熱を引き起こし、その結果として、駆動能力の低下や各種特性の悪化、最悪の場合には破壊に至るケースも発生する。このように、発熱は、半導体デバイスの性能、安全性、信頼性の低下を招く要因である為、熱を外部に放出させて、許容動作温度の範囲内で半導体デバイスを動作させる必要がある。そこで、絶縁金属基板技術と呼ばれる実装技術が提案されている(例えば、以下に示す特許文献1を参照)。  When a semiconductor device operates, it generates heat due to internal loss, and as a result, there are cases in which drive capability is deteriorated, various characteristics are deteriorated, and in the worst case, destruction occurs. As described above, heat generation is a factor that causes a decrease in performance, safety, and reliability of the semiconductor device. Therefore, it is necessary to release the heat to the outside and operate the semiconductor device within the allowable operating temperature range. Therefore, a mounting technique called an insulating metal substrate technique has been proposed (for example, see Patent Document 1 shown below).

絶縁金属基板技術は、表面を絶縁樹脂等で被覆した熱伝導率の高い金属基板(例えば、アルミ板)上に半導体デバイス等の回路部品を実装することで、回路部品の発する熱を金属基板を介して放熱させるという実装技術のことである。尚、金属基板の表面上には導電パターンが形成されており、所望の機能を実現する上で必要となる回路部品が上記の導電パターンに則して電気的に接続される。即ち、絶縁金属基板技術によって、金属基板上に回路部品を高密度に実装して所望の機能を実現した回路モジュール(半導体装置)を実現できる。  Insulating metal substrate technology mounts circuit components such as semiconductor devices on a metal substrate with high thermal conductivity (for example, an aluminum plate) whose surface is coated with insulating resin, etc., so that the heat generated by the circuit components can be reduced. It is a mounting technology that dissipates heat through the board. A conductive pattern is formed on the surface of the metal substrate, and circuit components necessary for realizing a desired function are electrically connected in accordance with the conductive pattern. That is, a circuit module (semiconductor device) that realizes a desired function by mounting circuit components on a metal substrate with high density can be realized by the insulated metal substrate technology.

絶縁金属基板技術は、上記のとおり高放熱性と高密度実装等の特徴があり、金属基板上に高密度に回路部品を実装したことにより集中した熱を、金属基板を介して効率良く放熱することができる。このため、絶縁金属基板技術は、例えば、空気調和機(エアコン)、洗濯機、冷蔵庫等で用いられるインバータ回路のように、大電流・大電力を扱うパワーエレクトロニクス機器向けの実装技術として好適である。
特開2003−319546号公報
Insulated metal substrate technology has features such as high heat dissipation and high-density mounting as described above, and efficiently dissipates the heat concentrated by mounting circuit components at high density on the metal substrate via the metal substrate. be able to. For this reason, the insulated metal substrate technology is suitable as a mounting technology for power electronics devices that handle large currents and large powers, such as inverter circuits used in air conditioners (air conditioners), washing machines, refrigerators, and the like. .
JP 2003-319546 A

ところで、インバータ回路では、3相モータのインバータ負荷を駆動するためのスイッチング素子として、パワーMOSFETやIGBT等のパワー半導体デバイスが一般的に用いられる。パワー半導体デバイスは、バイポーラトランジスタ等といった通常の半導体デバイスに比して、高耐圧化、大電流化、高速スイッチング化といった優れた特徴がある一方で許容短絡時間が短いという欠点がある。  Incidentally, in an inverter circuit, a power semiconductor device such as a power MOSFET or IGBT is generally used as a switching element for driving an inverter load of a three-phase motor. A power semiconductor device has excellent features such as a high breakdown voltage, a large current, and a high-speed switching as compared with a normal semiconductor device such as a bipolar transistor, but has a drawback that an allowable short-circuit time is short.

このため、3相モータのロック等といった異常が発生した場合、パワー半導体デバイスは極めて短時間で破壊に至る恐れがある。そこで、パワー半導体デバイスを流れる電流が所定電流を超える過電流となる場合には、インバータ回路の動作を停止させる過電流保護機能を適切に設ける必要がある。  For this reason, when an abnormality such as a three-phase motor lock occurs, the power semiconductor device may be destroyed in a very short time. Therefore, when the current flowing through the power semiconductor device becomes an overcurrent exceeding a predetermined current, it is necessary to appropriately provide an overcurrent protection function for stopping the operation of the inverter circuit.

また、インバータ回路の温度が所定温度を超えて過熱されたとき、パワー半導体デバイス等のインバータ回路を構成する回路部品が破壊される恐れがある。このため、インバータ回路の温度が所定温度を超える過温度となる場合に、インバータ回路の動作を停止させる過温度保護機能を適切に設ける必要がある。  Further, when the temperature of the inverter circuit exceeds the predetermined temperature and is overheated, there is a risk that circuit components constituting the inverter circuit such as a power semiconductor device are destroyed. For this reason, when the temperature of the inverter circuit becomes an overtemperature exceeding a predetermined temperature, it is necessary to appropriately provide an overtemperature protection function for stopping the operation of the inverter circuit.

尚、絶縁金属基板技術を用いた回路モジュールの場合には、限られた基板スペースを有効活用したところで、主要な機能回路の実装密度が元々高い場合には、金属基板のサイズを変更する必要がありコストアップとなってしまう。また、限界設計をしている場合、主要な機能回路のオプション機能向けの回路部品の追加が困難である。従って、回路モジュールの場合、過電流保護機能と過温度保護機能の両方を設けることが困難であった。   In the case of circuit modules using insulated metal substrate technology, it is necessary to change the size of the metal substrate when the mounting density of the main functional circuits is originally high when the limited board space is effectively utilized. There will be a cost increase. In addition, in the case of limit design, it is difficult to add circuit components for optional functions of main functional circuits. Therefore, in the case of a circuit module, it is difficult to provide both an overcurrent protection function and an overtemperature protection function.

前記課題を解決するための主たる発明は、被保護回路を流れる電流を電圧として検出する第1抵抗と、基準電圧を発生する基準電圧生成回路と、前記電圧を前記基準電圧と比較し、前記電圧が基準電圧を超えない場合は出力がハイインピーダンスになり、前記電圧が基準電圧を超えた場合は出力が所定電圧になる過電流検出回路と、抵抗値が温度に応じて変化する温度検出素子と、前記温度検出素子に直列接続される第2抵抗と、制御電極が前記過電流検出回路の出力と前記温度検出素子及び前記第2抵抗の接続点とに共通に接続され、前記過電流検出回路の出力がハイインピーダンスになる場合は前記過電流検出回路の出力に関わらず前記接続点の電圧に応じて動作し、前記過電流検出回路の出力が前記所定電圧になる場合は前記接続点の電圧に関わらず前記所定電圧に応じて動作するトランジスタと、を含む過温度検出回路と、前記トランジスタの出力に応じて、前記被保護回路を保護するべく制御する制御回路と、を備える保護回路である。   A main invention for solving the above problem is that a first resistor that detects a current flowing through a protected circuit as a voltage, a reference voltage generation circuit that generates a reference voltage, the voltage is compared with the reference voltage, and the voltage When the voltage does not exceed the reference voltage, the output becomes high impedance, and when the voltage exceeds the reference voltage, the output becomes a predetermined voltage, and the temperature detection element whose resistance value changes according to the temperature, A second resistor connected in series to the temperature detection element, and a control electrode connected in common to an output of the overcurrent detection circuit and a connection point of the temperature detection element and the second resistance, the overcurrent detection circuit When the output of the overcurrent detection circuit becomes a high impedance, the circuit operates according to the voltage at the connection point regardless of the output of the overcurrent detection circuit. A protection circuit comprising: an overtemperature detection circuit including a transistor that operates in accordance with the predetermined voltage regardless of a pressure; and a control circuit that controls to protect the protected circuit in accordance with an output of the transistor. is there.

本発明によれば、過電流保護機能と過温度保護機能の両方を適切に設けた保護回路、半導体装置、電気機器を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a protection circuit, a semiconductor device, and an electrical device that are appropriately provided with both an overcurrent protection function and an overtemperature protection function.

<<<過電流・過温度保護機能を持つ回路を用いた装置>>>
===インバータ回路===
図1では、過電流保護機能と過温度保護機能の両方を併せ持つインバータ回路120を用いたインバータ装置100の場合を示している。
本実施形態の過電流保護機能とは、3相モータ130のロック等によって検出対象の電流が所定電流を超える過電流が流れる場合に、3相モータ130を停止させて、スイッチング回路121の過電流破壊や3相モータ130の故障を防止する機能である。
本実施形態の過温度保護機能とは、検出対象の温度が所定温度を超える過温度となる場合に、過電流保護機能と同様に、3相モータ130を停止させて、スイッチング回路121の破壊や3相モータ130の故障を防止する機能である。
<<< Devices using circuits with overcurrent and overtemperature protection functions >>>
=== Inverter circuit ===
FIG. 1 shows a case of an inverter device 100 using an inverter circuit 120 having both an overcurrent protection function and an overtemperature protection function.
The overcurrent protection function of the present embodiment is to stop the three-phase motor 130 when the current to be detected exceeds a predetermined current due to the lock of the three-phase motor 130 or the like, and the overcurrent of the switching circuit 121 This function prevents destruction and failure of the three-phase motor 130.
The over-temperature protection function of the present embodiment is the same as the over-current protection function when the temperature to be detected exceeds the predetermined temperature. This function prevents a failure of the three-phase motor 130.

本実施形態のインバータ装置100とは、空気調和機、洗濯機、冷蔵庫等のパワーエレクトロニクス機器に用いられ、交流電力をインバータ負荷に応じて別の大きさ、周波数、位相の交流電力に変換するための装置のことである。具体的には、インバータ装置100は、R相コイル、S相コイル、T相コイルを具備した3相交流電源105の交流電圧をコンバータ回路110によって直流電圧に一旦変換した後、インバータ回路120によって、U相コイル、V相コイル、W相コイルを具備した3相モータ130(インバータ負荷)をインバータ駆動するための交流電圧を、当該直流電圧に基づいて作るものである。   The inverter device 100 of this embodiment is used for power electronics devices such as an air conditioner, a washing machine, and a refrigerator, and converts AC power into AC power of another magnitude, frequency, and phase according to the inverter load. It is a device. Specifically, the inverter device 100 converts the AC voltage of the three-phase AC power source 105 including the R-phase coil, the S-phase coil, and the T-phase coil into a DC voltage by the converter circuit 110, and then converts the AC voltage by the inverter circuit 120. An AC voltage for driving an inverter of a three-phase motor 130 (inverter load) having a U-phase coil, a V-phase coil, and a W-phase coil is generated based on the DC voltage.

インバータ回路120は、V+端子、V−端子、U端子、V端子、W端子を少なくとも具備した集積回路(第1集積回路)として提供される。
V+端子とV−端子の間には、コンバータ回路110によって変化された直流電圧が印加される。尚、V+端子とV−端子とコンバータ回路110の間には平滑用コンデンサCXが接続され、コンバータ回路110からV+端子とV−端子の間に印加される直流電圧が平滑用コンデンサCXによって安定化する。
U端子、V端子、W端子は、3相モータ130のU相コイル、V相コイル、W相コイルとそれぞれ接続される。
The inverter circuit 120 is provided as an integrated circuit (first integrated circuit) including at least a V + terminal, a V− terminal, a U terminal, a V terminal, and a W terminal.
A DC voltage changed by the converter circuit 110 is applied between the V + terminal and the V− terminal. A smoothing capacitor CX is connected between the V + terminal, the V− terminal, and the converter circuit 110, and a DC voltage applied from the converter circuit 110 between the V + terminal and the V− terminal is stabilized by the smoothing capacitor CX. To do.
The U terminal, V terminal, and W terminal are connected to the U phase coil, V phase coil, and W phase coil of the three-phase motor 130, respectively.

インバータ回路120は、スイッチング回路121(被保護回路)と、シャント抵抗Ru、Rv、Rw(第1抵抗)と、RCフィルタ122a、122b、122cと、過電流/過温度検出回路123と、ドライバ回路125(制御回路)と、によって構成される。尚、スイッチング回路121以外のインバータ回路120の構成が本願請求項に係る保護回路の一実施形態である。   The inverter circuit 120 includes a switching circuit 121 (protected circuit), shunt resistors Ru, Rv, Rw (first resistor), RC filters 122a, 122b, 122c, an overcurrent / overtemperature detection circuit 123, and a driver circuit. 125 (control circuit). The configuration of the inverter circuit 120 other than the switching circuit 121 is an embodiment of the protection circuit according to the claims of the present application.

スイッチング回路121は、スイッチング素子Q1〜Q6と、スイッチング素子Q1〜Q6と逆並列に接続される回生ダイオードD1〜D6とにより構成され、V+端子とV−端子を介して印加された直流電圧を電源電圧として動作する。スイッチング素子Q1〜Q6は、パワーMOSFETやIGBT等のパワー半導体デバイスが採用される。   The switching circuit 121 includes switching elements Q1 to Q6 and regenerative diodes D1 to D6 connected in reverse parallel to the switching elements Q1 to Q6, and supplies a DC voltage applied via the V + terminal and the V− terminal as a power source. Operates as a voltage. As the switching elements Q1 to Q6, power semiconductor devices such as power MOSFETs and IGBTs are employed.

スイッチング素子Q1、Q2、Q3は、電流吐出側(V+端子側)に設けられ、ソーストランジスタと呼ばれる。スイッチング素子Q4、Q5、Q6は、電流吸込側(V−端子側)に設けられ、シンクトランジスタと呼ばれる。スイッチング素子Q1、Q4は直列接続され、スイッチング素子Q1、Q4の接続点はU端子と接続される。また、スイッチング素子Q2、Q5は直列接続され、スイッチング素子Q2、Q5の接続点はV端子と接続される。また、スイッチング素子Q3、Q6は直列接続され、スイッチング素子Q3、Q6の接続点はW端子と接続される。   The switching elements Q1, Q2, and Q3 are provided on the current discharge side (V + terminal side) and are called source transistors. The switching elements Q4, Q5, Q6 are provided on the current suction side (V-terminal side) and are called sink transistors. Switching elements Q1 and Q4 are connected in series, and the connection point of switching elements Q1 and Q4 is connected to the U terminal. The switching elements Q2 and Q5 are connected in series, and the connection point of the switching elements Q2 and Q5 is connected to the V terminal. The switching elements Q3 and Q6 are connected in series, and the connection point of the switching elements Q3 and Q6 is connected to the W terminal.

シャント抵抗Ru、Rv、Rwは、スイッチング素子Q4、Q5、Q6のエミッタとV−端子との間にそれぞれ設けられ、過電流/過温度検出回路123において過電流検出に用いられる過電流検出抵抗である。尚、過電流検出抵抗は、大電流が流れた場合にも実負荷に対して正確な電流を検出する必要があるため、電圧降下及び損失の少ないシャント抵抗Ru、Rv、Rwを採用している。   The shunt resistors Ru, Rv, and Rw are overcurrent detection resistors that are provided between the emitters of the switching elements Q4, Q5, and Q6 and the V-terminal, respectively, and are used for overcurrent detection in the overcurrent / overtemperature detection circuit 123. is there. Since the overcurrent detection resistor needs to detect an accurate current with respect to the actual load even when a large current flows, the shunt resistors Ru, Rv, and Rw having a small voltage drop and loss are employed. .

本実施形態における過電流検出方式としては、図2(a)に示されるように、スイッチング素子Q4、Q5、Q6のV−端子側の検出ノードに共通に設けた1つのシャント抵抗Rsを用いた方式(以下、「1シャント方式」と呼ぶ。)ではなく、図2(b)に示されるように、スイッチング素子Q4、Q5、Q6のV−端子側の検出ノードにそれぞれ設けた3つのシャント抵抗Ru、Rv、Rwを用いた方式(以下、「3シャント方式」と呼ぶ。)を採用している。   As the overcurrent detection method in this embodiment, as shown in FIG. 2A, one shunt resistor Rs provided in common at the detection node on the V-terminal side of the switching elements Q4, Q5, Q6 is used. Instead of the method (hereinafter referred to as “one shunt method”), as shown in FIG. 2B, three shunt resistors provided at the detection nodes on the V-terminal side of the switching elements Q4, Q5, and Q6, respectively. A system using Ru, Rv, and Rw (hereinafter referred to as “3-shunt system”) is employed.

図3には、1シャント方式と3シャント方式それぞれの場合における検出された電流波形の一例が示されている。1シャント方式の場合、スイッチング素子Q4、Q5、Q6それぞれに流れる電流の合成電流を一つのシャント抵抗Rsで検出することになり、当該合成電流が所定電流を超える過電流となる場合に過電流保護が行われる。尚、シャント抵抗Rsで検出される合成電流は、3相モータの各相コイルに流れるモータ電流の正弦波形とは異なる矩形状の波形となる。   FIG. 3 shows an example of a detected current waveform in each of the 1-shunt method and the 3-shunt method. In the case of the single shunt method, the combined current of the currents flowing through the switching elements Q4, Q5, and Q6 is detected by one shunt resistor Rs, and overcurrent protection is performed when the combined current exceeds the predetermined current. Is done. The combined current detected by the shunt resistor Rs has a rectangular waveform different from the sine waveform of the motor current flowing in each phase coil of the three-phase motor.

一方、3シャント方式の場合、スイッチング素子Q4、Q5、Q6の各電流を3つのシャント抵抗Ru、Rv、Rwで個々に検出することになり、検出された各電流のうちいずれかが所定電流量を超える過電流となる場合に、過電流保護が行われる。尚、3つのシャント抵抗Ru、Rv、Rwそれぞれで検出される電流は、各相コイルに流れるモータ電流の正弦波形と似た波形となる。従って、3シャント方式の場合、1シャント方式の場合と比して、3相モータ130に流れるモータ電流をより正確に検出することができ、過電流保護の精度を向上させることができる。   On the other hand, in the case of the three shunt method, each current of the switching elements Q4, Q5, and Q6 is individually detected by the three shunt resistors Ru, Rv, and Rw, and any one of the detected currents is a predetermined current amount. Overcurrent protection is performed when the overcurrent exceeds. The current detected by each of the three shunt resistors Ru, Rv, Rw has a waveform similar to the sine waveform of the motor current flowing in each phase coil. Therefore, in the case of the three-shunt method, the motor current flowing through the three-phase motor 130 can be detected more accurately than in the case of the one-shunt method, and the accuracy of overcurrent protection can be improved.

RCフィルタ122aは、シャント抵抗Ruに電流が流れることで生じた電圧が印加され、この電圧を平滑化した電圧Vuを過電流/過温度検出回路123に出力するフィルタであり、RCフィルタ122bは、シャント抵抗Rvに電流が流れることで生じた電圧が印加され、この電圧を平滑化した電圧Vvを過電流/過温度検出回路123に出力するフィルタであり、RCフィルタ122cは、シャント抵抗Rwに電流が流れることで生じた電圧が印加され、この電圧を平滑化した電圧Vwを平滑化して過電流/過温度検出回路123に出力するフィルタである。   The RC filter 122a is a filter to which a voltage generated by a current flowing through the shunt resistor Ru is applied, and a voltage Vu obtained by smoothing the voltage is output to the overcurrent / overtemperature detection circuit 123. The RC filter 122b A voltage generated by the current flowing through the shunt resistor Rv is applied and a voltage Vv obtained by smoothing the voltage is output to the overcurrent / overtemperature detection circuit 123. The RC filter 122c is connected to the shunt resistor Rw. Is applied to the voltage, and the voltage Vw obtained by smoothing this voltage is smoothed and output to the overcurrent / overtemperature detection circuit 123.

過電流/過温度検出回路123は、RCフィルタ122a〜122cを通過した電圧Vu、Vv、Vwに基づいて、過電流保護機能向けの過電流検出と、過温度保護機能向けの過温度検出と、を一体的に実施する回路である。過電流/過温度検出回路123は、インバータ回路120内の過電流又は過温度を検出した場合、Highレベルの検出信号DETを出力する。言い換えると、検出信号DETがLowレベルの場合、過電流と過温度のいずれも検出されなかった場合を表す。尚、過電流/過温度検出回路123の詳細構成例については後述する。   Based on the voltages Vu, Vv, and Vw that have passed through the RC filters 122a to 122c, the overcurrent / overtemperature detection circuit 123 detects overcurrent for the overcurrent protection function, overtemperature detection for the overtemperature protection function, Is a circuit that integrally implements. The overcurrent / overtemperature detection circuit 123 outputs a high level detection signal DET when detecting an overcurrent or overtemperature in the inverter circuit 120. In other words, when the detection signal DET is at a low level, it represents a case where neither overcurrent nor overtemperature is detected. A detailed configuration example of the overcurrent / overtemperature detection circuit 123 will be described later.

ドライバ回路125は、スイッチング回路121に対し、インバータ回路120外部のマイクロコンピュータ等からの指示に応じて、3相モータ130の回転速度を制御するための制御信号を出力する。ドライバ回路125が過電流検出回路123からLowレベルの検出信号DETを受信したとき、ドライバ回路125は、例えば、それぞれ120度の位相差を有しておりスイッチング素子Q1〜Q3のオン・オフを制御する3つのパルス幅変調された第1の矩形波と、第1の矩形波に対して一般的に180度位相が遅れておりスイッチング素子Q4〜Q6のオン・オフを制御する3つのパルス幅変調された第2の矩形波と、からなる制御信号(スイッチング素子Q1〜Q6の各ベース信号)を出力する。   The driver circuit 125 outputs a control signal for controlling the rotational speed of the three-phase motor 130 to the switching circuit 121 in accordance with an instruction from a microcomputer or the like outside the inverter circuit 120. When the driver circuit 125 receives the low level detection signal DET from the overcurrent detection circuit 123, the driver circuit 125 has, for example, a phase difference of 120 degrees, and controls on / off of the switching elements Q1 to Q3. Three pulse width modulated first rectangular waves, and three pulse width modulations that are generally 180 degrees out of phase with respect to the first rectangular waves and control on / off of the switching elements Q4 to Q6 The control signal (each base signal of switching element Q1-Q6) which consists of the 2nd rectangular wave which was made is output.

また、ドライバ回路125は、過電流/過温度検出回路123からHighレベルの検出信号DETを受信したとき、スイッチング素子Q1〜Q6全てをオフさせるための制御信号を出力する。これにより、スイッチング回路121に対する過電流保護機能が実行される。尚、過電流/過温度検出回路123からHighレベルの検出信号DETが出力されるときの制御信号としては、スイッチング素子Q1〜Q6全てをオフさせることに限らず、スイッチング素子Q1〜Q6を過電流による破壊から保護できる程度の制御を指示する信号であればよい。   When the driver circuit 125 receives the high level detection signal DET from the overcurrent / overtemperature detection circuit 123, the driver circuit 125 outputs a control signal for turning off all the switching elements Q1 to Q6. Thereby, the overcurrent protection function for the switching circuit 121 is executed. Note that the control signal when the high-level detection signal DET is output from the overcurrent / overtemperature detection circuit 123 is not limited to turning off all the switching elements Q1 to Q6, and the switching elements Q1 to Q6 are overcurrent. Any signal may be used as long as it can be controlled to the extent that it can be protected from destruction.

尚、図4には、3相120度通電方式の場合におけるスイッチング素子Q1〜Q6の各ゲート信号の波形を示している。   FIG. 4 shows the waveforms of the gate signals of the switching elements Q1 to Q6 in the case of the three-phase 120 degree energization method.

===過電流/過温度検出回路===
過電流/過温度検出回路123の詳細構成例が図5に示されている。過電流/過温度検出回路123は、基準電圧生成回路1231と、過電流検出回路1232と、過温度検出回路1234と、を備える。
=== Overcurrent / Overtemperature detection circuit ===
A detailed configuration example of the overcurrent / overtemperature detection circuit 123 is shown in FIG. The overcurrent / overtemperature detection circuit 123 includes a reference voltage generation circuit 1231, an overcurrent detection circuit 1232, and an overtemperature detection circuit 1234.

基準電圧生成回路1231は、RCフィルタ122a〜122cから供給された電圧Vu、Vv、Vwそれぞれの比較対象となる基準電圧Vrefを生成して、過電流検出回路1232に供給するものである。基準電圧生成回路1231は、電源電圧VCCとGNDとの間に直列接続した抵抗R0、R1と、抵抗R0、R1の接続点に接続されるコンデンサC0と、により構成される。尚、抵抗R0の電源電圧VCC側の端子と接続された第1の電源ライン1235より電源電圧VCCが取り出される。また、抵抗R0の抵抗R1側の端子と接続された第2の電源ライン1236より基準電圧Vrefが取り出される。コンデンサC0は、抵抗R0、R1の接続点の基準電圧Vrefのレベルを維持するものである。電源電圧VCCは、第1の電源ライン1235を介して過電流検出回路1232と過温度検出回路1234の両方に供給される。基準電圧Vrefは、第2の電源ライン1236を介して過電流検出回路1232に供給される。  The reference voltage generation circuit 1231 generates a reference voltage Vref to be compared with each of the voltages Vu, Vv, and Vw supplied from the RC filters 122a to 122c and supplies the reference voltage Vref to the overcurrent detection circuit 1232. The reference voltage generation circuit 1231 includes resistors R0 and R1 connected in series between the power supply voltage VCC and GND, and a capacitor C0 connected to a connection point of the resistors R0 and R1. The power supply voltage VCC is taken out from the first power supply line 1235 connected to the terminal of the resistor R0 on the power supply voltage VCC side. Further, the reference voltage Vref is taken out from the second power supply line 1236 connected to the terminal on the resistor R1 side of the resistor R0. The capacitor C0 maintains the level of the reference voltage Vref at the connection point of the resistors R0 and R1. The power supply voltage VCC is supplied to both the overcurrent detection circuit 1232 and the overtemperature detection circuit 1234 via the first power supply line 1235. The reference voltage Vref is supplied to the overcurrent detection circuit 1232 via the second power supply line 1236.

過電流検出回路1232は、電圧Vu、Vv、Vwを、基準電圧生成回路1231から供給される基準電圧Vrefとそれぞれ比較することにより、シャント抵抗Ru、Rv、Rwのいずれかに過電流が流れたか否かを検出する回路である。スイッチング素子Q4〜Q6それぞれの過電流を論理和として検出するものである。過電流検出回路1232は、3つのオープンコレクタ出力コンパレータ1233a、1233b、1233cと、第1の電源ライン1235に接続されたコンデンサC1と、により構成される。  The overcurrent detection circuit 1232 compares the voltages Vu, Vv, and Vw with the reference voltage Vref supplied from the reference voltage generation circuit 1231, respectively, so that an overcurrent has flowed in any of the shunt resistors Ru, Rv, and Rw. This is a circuit for detecting whether or not. The overcurrent of each of the switching elements Q4 to Q6 is detected as a logical sum. The overcurrent detection circuit 1232 includes three open collector output comparators 1233a, 1233b, and 1233c, and a capacitor C1 connected to the first power supply line 1235.

オープンコレクタ出力コンパレータ1233aは、+端子に基準電圧生成回路1231から第2の電源ライン1236を介して基準電圧Vrefが印加され、−端子にRCフィルタ122aより出力される電圧Vuが印加される。オープンコレクタ出力コンパレータ1233aは、基準電圧生成回路1231から供給された電源電圧VCCによって動作する。電圧Vuが基準電圧Vrefよりも低い場合、オープンコレクタ出力コンパレータ1233aの出力UOはハイインピーダンスとなり、電圧Vuが基準電圧Vrefよりも高い場合にはオープンコレクタ出力コンパレータ1233aの出力UOはLowレベルとなる。  In the open collector output comparator 1233a, the reference voltage Vref is applied to the + terminal from the reference voltage generation circuit 1231 via the second power supply line 1236, and the voltage Vu output from the RC filter 122a is applied to the − terminal. The open collector output comparator 1233a operates with the power supply voltage VCC supplied from the reference voltage generation circuit 1231. When the voltage Vu is lower than the reference voltage Vref, the output UO of the open collector output comparator 1233a becomes high impedance, and when the voltage Vu is higher than the reference voltage Vref, the output UO of the open collector output comparator 1233a becomes Low level.

オープンコレクタ出力コンパレータ1233b、1233cについても、−端子に電圧Vv、電圧Vwが印加される点以外は、オープンコレクタ出力コンパレータ1233aと同様の構成である。尚、オープンコレクタ出力コンパレータ1233a、1233b、1233cの各比較信号UO、VO、WOは、ワイヤードORによって接続点Xに接続される。接続点Xから各比較信号UO、VO、WOを合成して得られる合成出力SOが取り出されて、過温度検出回路1234におけるPNPバイポーラトランジスタB10のベースに供給される。  The open collector output comparators 1233b and 1233c have the same configuration as the open collector output comparator 1233a except that the voltages Vv and Vw are applied to the negative terminal. The comparison signals UO, VO, WO of the open collector output comparators 1233a, 1233b, 1233c are connected to the connection point X by wired OR. A synthesized output SO obtained by synthesizing the comparison signals UO, VO, WO from the connection point X is taken out and supplied to the base of the PNP bipolar transistor B10 in the overtemperature detection circuit 1234.

オープンコレクタ出力コンパレータ1233(1233a、1233b、1233c)の回路構成例を図6に示す。オープンコレクタ出力コンパレータ1233は、電流源I0〜I2と、バイポーラトランジスタB0〜B5で構成された差動増幅回路1238と、電流源I3と、バイポーラトランジスタB6、B7で構成された出力回路1239と、から成る。   FIG. 6 shows a circuit configuration example of the open collector output comparator 1233 (1233a, 1233b, 1233c). The open collector output comparator 1233 includes current sources I0 to I2, a differential amplifier circuit 1238 composed of bipolar transistors B0 to B5, a current source I3, and an output circuit 1239 composed of bipolar transistors B6 and B7. Become.

差動増幅回路1238の入力+IN、入力−INは基準電圧Vru、Vrv、Vrw、電圧Vu、Vv、Vwがそれぞれ印加される端子である。差動増幅回路1238では、入力+INと入力−INそれぞれの電圧の大きさに応じて電流源I1がバイポーラトランジスタB1、B2に分配される。入力+INの電圧が入力−INの電圧よりも大きい場合にはバイポーラトランジスB2に分配される電流が大きくなり、入力+INの電圧が入力−INの電圧よりも小さい場合にはバイポーラトランジスタB2に分配される電流が小さくなる。  Input + IN and input −IN of the differential amplifier circuit 1238 are terminals to which reference voltages Vru, Vrv, Vrw and voltages Vu, Vv, Vw are applied, respectively. In the differential amplifier circuit 1238, the current source I1 is distributed to the bipolar transistors B1 and B2 according to the voltage levels of the input + IN and the input −IN. When the voltage of the input + IN is larger than the voltage of the input −IN, the current distributed to the bipolar transistor B2 becomes large. When the voltage of the input + IN is smaller than the voltage of the input −IN, the current is distributed to the bipolar transistor B2. Current is smaller.

出力回路1239では、バイポーラトランジスタB2、B4の接続点Oと接続されたバイポーラトランジスタB6のベースに入力される電圧は、入力+INの電圧が入力−INの電圧よりも大きい場合には大きくなり、入力+INの電圧が入力−INの電圧よりも小さい場合には小さくなる。従って、出力バイポーラトランジスタB6のベースに入力される電圧が大きい場合(「入力+INの電圧>入力−INの電圧」の場合)には、バイポーラトランジスタB7はオフする方向に駆動されて出力OUTはハイインピーダンスとなる。一方、バイポーラトランジスタB6のベースに入力される電圧が小さい場合(「入力+INの電圧<入力−INの電圧」の場合)には、バイポーラトランジスタB7はオンする方向に駆動されて出力OUTは略電圧VEEのレベルになる。  In the output circuit 1239, the voltage input to the base of the bipolar transistor B6 connected to the connection point O of the bipolar transistors B2 and B4 increases when the voltage of the input + IN is larger than the voltage of the input −IN. When the voltage at + IN is smaller than the voltage at input -IN, the voltage becomes smaller. Therefore, when the voltage input to the base of the output bipolar transistor B6 is large (when “input + IN voltage> input−IN voltage”), the bipolar transistor B7 is driven to turn off and the output OUT is high. Impedance. On the other hand, when the voltage input to the base of the bipolar transistor B6 is small (in the case of “input + IN voltage <input−IN voltage”), the bipolar transistor B7 is driven in the ON direction and the output OUT is substantially the voltage. It becomes VEE level.

コンデンサC1は、基準電圧生成回路1231から供給された電源電圧VCCのレベルを維持して過温度検出回路1234に供給するものである。  The capacitor C1 maintains the level of the power supply voltage VCC supplied from the reference voltage generation circuit 1231 and supplies it to the overtemperature detection circuit 1234.

過温度検出回路1234は、インバータ回路120の過温度を検出するものである。過温度検出回路1234は、第1の電源ライン1235から供給される電源電圧VCCとGNDとの間に直列接続した温度検出素子R2並びに抵抗R3と、温度検出素子R2と抵抗R3の接続点Yに対してベースが接続されるPNPバイポーラトランジスタB10(トランジスタ)と、温度検出素子R2と並列に設けられた温度検出素子R2の発振防止用のコンデンサC2と、PNPバイポーラトランジスタB10のコレクタと接続されたコンデンサC3と、PNPバイポーラトランジスタB10とコンデンサC3の接続点Zに接続された抵抗R4と、により構成される。  The over temperature detection circuit 1234 detects an over temperature of the inverter circuit 120. The over-temperature detection circuit 1234 has a temperature detection element R2 and a resistor R3 connected in series between the power supply voltage VCC and GND supplied from the first power supply line 1235, and a connection point Y between the temperature detection element R2 and the resistance R3. On the other hand, a PNP bipolar transistor B10 (transistor) having a base connected thereto, a capacitor C2 for preventing oscillation of the temperature detection element R2 provided in parallel with the temperature detection element R2, and a capacitor connected to the collector of the PNP bipolar transistor B10 C3 and a resistor R4 connected to a connection point Z between the PNP bipolar transistor B10 and the capacitor C3.

尚、温度検出素子R2は、例えば、温度が上昇するに従って抵抗値が大きくなる正の温度特性を具備したポジスタ又はサーミスタ等である。また、抵抗R4の接続点Zとは反対側の端子より検出信号DETが取り出される。さらに、コンデンサC3と抵抗R4は、検出信号DETを出力する出力端子側から見て積分回路を構成しており、当該出力端子から混入するスパイク状のノイズ等を抑制する役割を果たしている。  The temperature detecting element R2 is, for example, a posistor or thermistor having a positive temperature characteristic in which the resistance value increases as the temperature rises. Further, the detection signal DET is taken out from the terminal opposite to the connection point Z of the resistor R4. Further, the capacitor C3 and the resistor R4 constitute an integration circuit when viewed from the output terminal side that outputs the detection signal DET, and play a role of suppressing spike-like noise or the like mixed from the output terminal.

過温度検出回路1234では、検出対象の温度が過温度の指標となる所定温度以下の場合、温度検出素子R2と抵抗R3の抵抗比(=R3/(R2+R3))で求まる接続点Yの電圧は、PNPバイポーラトランジスタB10をオンさせない電圧レベルに設定されている。即ち、PNPバイポーラトランジスタB10は、過温度のときの温度検出素子R2の第1の抵抗値と抵抗R3の第2の抵抗値の抵抗比によって定まる接続点Yの電圧レベルに従ってオフからオンに切り替わる。   In the over temperature detection circuit 1234, when the temperature to be detected is equal to or lower than a predetermined temperature that is an index of over temperature, the voltage at the connection point Y determined by the resistance ratio of the temperature detection element R2 and the resistor R3 (= R3 / (R2 + R3)) is The PNP bipolar transistor B10 is set to a voltage level that does not turn on. In other words, the PNP bipolar transistor B10 switches from off to on according to the voltage level at the connection point Y determined by the resistance ratio between the first resistance value of the temperature detection element R2 and the second resistance value of the resistor R3 when the temperature is excessive.

従って、温度が所定温度以下の場合には、接続点Zから抵抗R4を介して取り出される検出信号DETは、PNPバイポーラトランジスタB10がオフしているため、GNDレベルに応じたLowレベルである。  Therefore, when the temperature is equal to or lower than the predetermined temperature, the detection signal DET extracted from the connection point Z via the resistor R4 is at a low level corresponding to the GND level because the PNP bipolar transistor B10 is off.

一方、検出対象の温度が所定温度を超える過温度となる場合には、温度検出素子R2の抵抗値が上がり、温度検出素子R2と抵抗R3の抵抗比で求まる接続点Yの電圧は下がる。この結果、PNPバイポーラトランジスタB10のベース入力は低下し、PNPバイポーラトランジスタB10はオンする方向に駆動され、コンデンサC3が電源電圧VCCによって充電される。この場合、検出信号DETは、電源電圧VCCに応じたHighレベルとなる。  On the other hand, when the temperature to be detected is an overtemperature exceeding a predetermined temperature, the resistance value of the temperature detection element R2 increases, and the voltage at the connection point Y determined by the resistance ratio between the temperature detection element R2 and the resistance R3 decreases. As a result, the base input of the PNP bipolar transistor B10 decreases, the PNP bipolar transistor B10 is driven in the ON direction, and the capacitor C3 is charged by the power supply voltage VCC. In this case, the detection signal DET becomes a high level corresponding to the power supply voltage VCC.

ところで、過電流検出回路1232の接続点Xと過温度検出回路1234の接続点Yの間が、信号ライン1237によって接続される。この結果、検出信号DETは、過電流検出回路1232の検出結果(合成出力SO)と、過温度検出回路1234の検出結果(接続点Yの電圧)の論理和(ワイヤードOR)となる。以下では、この論理和について説明する。  Incidentally, the connection point X of the overcurrent detection circuit 1232 and the connection point Y of the overtemperature detection circuit 1234 are connected by a signal line 1237. As a result, the detection signal DET becomes a logical sum (wired OR) of the detection result (synthesized output SO) of the overcurrent detection circuit 1232 and the detection result (voltage of the connection point Y) of the overtemperature detection circuit 1234. Hereinafter, this logical sum will be described.

過電流検出回路1232では、過電流を検出しない場合、合成出力SOはハイインピーダンスとなる。このとき、過温度検出回路1234では、PNPバイポーラトランジスタB10は、信号ライン1237を介して供給される合成出力S0を受けてオン・オフすることはない。従って、検出信号DETは、過電流検出回路1232からの合成出力SOに関わらず、温度検出素子R2によって検出される温度に基づいて、過温度が検出されたか否かのみを示す。  In the overcurrent detection circuit 1232, when the overcurrent is not detected, the composite output SO becomes high impedance. At this time, in the overtemperature detection circuit 1234, the PNP bipolar transistor B10 does not turn on / off in response to the combined output S0 supplied via the signal line 1237. Therefore, the detection signal DET indicates only whether or not an overtemperature is detected based on the temperature detected by the temperature detection element R2, regardless of the combined output SO from the overcurrent detection circuit 1232.

一方、過電流検出回路1232において過電流が検出された場合、合成出力SOはLowレベルとなる。このとき、過温度検出回路1234では、PNPバイポーラトランジスタB10は、接続点Yの電圧に関わらず、信号ライン1237を介して供給される合成出力SOによってオンする方向に駆動する。従って、検出信号DETは、温度検出素子R2によって検出される温度に基づいて過温度が検出されたか否かを示すとともに、過電流検出回路1232からの合成出力SOに基づいて過電流が検出されたか否かを示すことにもなる。  On the other hand, when an overcurrent is detected by the overcurrent detection circuit 1232, the combined output SO is at a low level. At this time, in the overtemperature detection circuit 1234, the PNP bipolar transistor B10 is driven to turn on by the composite output SO supplied via the signal line 1237 regardless of the voltage at the connection point Y. Therefore, the detection signal DET indicates whether or not an overtemperature is detected based on the temperature detected by the temperature detection element R2, and whether or not an overcurrent is detected based on the combined output SO from the overcurrent detection circuit 1232. It will also indicate whether or not.

以上のように、過電流保護機能と過温度保護機能の両方を搭載するにあたって、過電流検出回路1232の出力と過温度検出回路1234の出力の論理和を生成する回路を追加するのではなく、過電流検出回路1232の接続点Xと過温度検出回路1234の接続点Yを信号ライン1237を介してワイヤードOR接続した。この結果、インバータ回路120の回路規模を抑えつつ、過電流保護機能と過温度保護機能の両方を搭載することが可能となった。  As described above, when both the overcurrent protection function and the overtemperature protection function are mounted, a circuit for generating a logical sum of the output of the overcurrent detection circuit 1232 and the output of the overtemperature detection circuit 1234 is not added. The connection point X of the overcurrent detection circuit 1232 and the connection point Y of the overtemperature detection circuit 1234 are wired OR connected via the signal line 1237. As a result, it is possible to mount both the overcurrent protection function and the overtemperature protection function while suppressing the circuit scale of the inverter circuit 120.

また、制御回路124は、過電流/過温度検出回路123からの検出信号DETに対応した入力ポート(入力端子)を設けるだけで、過電流保護機能と過温度保護機能の両方を行うことが可能となる。このため、制御回路124のポート数を節約することができ、制御回路124の回路規模を抑えることができる。  The control circuit 124 can perform both the overcurrent protection function and the overtemperature protection function only by providing an input port (input terminal) corresponding to the detection signal DET from the overcurrent / overtemperature detection circuit 123. It becomes. For this reason, the number of ports of the control circuit 124 can be saved, and the circuit scale of the control circuit 124 can be suppressed.

また、3シャント方式を採用するにあたり、ハイインピーダンス出力に好適なオープンコレクタ出力コンパレータ1233a〜1233cの各比較信号UO、VO、WOを接続点XにワイヤードOR接続することで、インバータ回路120の回路規模を抑えつつ、シャント抵抗Ru、Rv、Rwそれぞれの過電流を1つの合成出力SOに基づいて容易に検出することが可能となる。  In addition, when the three-shunt method is adopted, the circuit scale of the inverter circuit 120 is obtained by connecting the comparison signals UO, VO, and WO of the open collector output comparators 1233a to 1233c suitable for high impedance output to the connection point X by wired OR connection. It is possible to easily detect the overcurrents of the shunt resistors Ru, Rv, and Rw based on one combined output SO.

<<<絶縁金属基板技術を用いた半導体装置>>>
===半導体装置===
図7は、絶縁金属基板技術を用いた半導体装置10の構造を示した図である。尚、図7(a)は半導体装置10の断面図であり、図7(b)は半導体装置10の表面図である。また、図8は、図7に示した半導体装置10の斜視図である。
<<< Semiconductor device using insulated metal substrate technology >>>
=== Semiconductor Device ===
FIG. 7 is a diagram showing the structure of the semiconductor device 10 using the insulated metal substrate technology. 7A is a cross-sectional view of the semiconductor device 10, and FIG. 7B is a surface view of the semiconductor device 10. FIG. 8 is a perspective view of the semiconductor device 10 shown in FIG.

ケース材3は、4枚の側壁3A、3B、3C、3Dで取り囲まれた四角い筒が形成され、下側(紙面C−C’軸のC’に向かう方向)の開口部20と上側(紙面C−C’軸のCに向かう方向)の開口部21が設けられる。
ケース材3の側壁3C、3Dの内側において、開口部20から若干上がった位置に、ケース材3の内側に向かった凸部22が設けられる。また、ケース材3の側壁3C、3Dの内側において、開口部21から若干下がった位置に、第2の基板2の側面側の裏面(紙面C−C’軸のC’に向かう方向の面)と当接する当接部23が設けられる。
一方、ケース材3の側壁3A、3Bの内側において、ねじ止め孔24を確保するため、第2の基板2の裏面(紙面C−C’軸のC’に向かう方向の面)と当接させる当接部25と、第2の基板2と紙面B−B’軸の方向に向けて離間させる離間部26が設けられる。離間部26を介して、第2の基板2と第1の基板1Aの間の空間に発生する熱が外部に放出される。尚、循環作用を得るために、離間部26は少なくとも2つ形成されることが好ましい。
The case material 3 is formed with a square cylinder surrounded by four side walls 3A, 3B, 3C, 3D, and has an opening 20 on the lower side (in the direction toward C ′ of the paper surface CC ′ axis) and an upper side (paper surface). An opening 21 in the direction of C-C ′ axis toward C) is provided.
On the inside of the side walls 3 </ b> C and 3 </ b> D of the case material 3, a convex portion 22 facing the inside of the case material 3 is provided at a position slightly elevated from the opening 20. Further, on the inner side of the side walls 3C, 3D of the case material 3, the back surface on the side surface side of the second substrate 2 (surface in the direction toward the C ′ of the paper surface CC ′ axis) at a position slightly lowered from the opening 21. The contact part 23 which contacts is provided.
On the other hand, in order to secure the screw holes 24 inside the side walls 3A and 3B of the case material 3, they are brought into contact with the back surface of the second substrate 2 (the surface in the direction toward the C ′ of the paper surface CC ′ axis). A contact portion 25 and a separation portion 26 that separates from the second substrate 2 in the direction of the paper plane BB ′ axis are provided. Heat generated in the space between the second substrate 2 and the first substrate 1A is released to the outside through the separation portion 26. In order to obtain a circulating action, it is preferable that at least two spacing portions 26 are formed.

ベース基板1B、第1の基板1Aは、導電材料、例えばCu、AlまたはFeを主材料とするもの、またはそれらの合金により構成される。また、熱伝導性の優れた材料より成り、窒化アルミニウム、窒化ボロン等の絶縁材料でも良い。一般にはコストの観点によりCu、Alが採用され、両者ともに、導電性があるため、絶縁処理が必要になる。尚、以下では、ベース基板1B、第1の基板1Aは、Alを採用したものとして説明する。  The base substrate 1B and the first substrate 1A are made of a conductive material such as a material mainly composed of Cu, Al, or Fe, or an alloy thereof. Further, it is made of a material having excellent thermal conductivity, and may be an insulating material such as aluminum nitride or boron nitride. In general, Cu and Al are adopted from the viewpoint of cost, and both are conductive, and therefore, an insulation treatment is required. In the following description, it is assumed that the base substrate 1B and the first substrate 1A employ Al.

ベース基板1Bの表面(紙面C−C’軸のCに向かう方向の面)には、ベース基板1Bよりもサイズの小さい第1の基板1Aが絶縁性接着剤27により固定される。尚、ベース基板1B、第1の基板1Aの表裏両面は、傷防止のために陽極酸化膜が施されている。  A first substrate 1A having a size smaller than that of the base substrate 1B is fixed to the surface of the base substrate 1B (surface in the direction toward the C of the paper surface C-C ′ axis) by an insulating adhesive 27. The base substrate 1B and the front and back surfaces of the first substrate 1A are provided with an anodized film for preventing scratches.

第1の基板1Aは、表面の陽極酸化膜の上に絶縁被膜28が被覆され、この上にCuから成る第1の導電パターン7が形成される。第1の導電パターン7は、アイランド、配線、電極パッド等から成る。例えば、第1の導電パターン7のアイランドには、パワー半導体デバイス4としてのスイッチング素子Q1〜Q6を含むインバータ回路120が電気的に接続される。他には、ダイオード、抵抗、コンデンサ等が、第1の基板1Aに実装される。  In the first substrate 1A, an insulating film 28 is coated on an anodized film on the surface, and a first conductive pattern 7 made of Cu is formed thereon. The first conductive pattern 7 includes an island, a wiring, an electrode pad, and the like. For example, an inverter circuit 120 including switching elements Q <b> 1 to Q <b> 6 as the power semiconductor device 4 is electrically connected to the island of the first conductive pattern 7. In addition, a diode, a resistor, a capacitor, and the like are mounted on the first substrate 1A.

第1の基板1Aの(紙面A−A’軸のA、A’側にある面)の側にはリード固着用のパッドが設けられ、外部リード29をロウ材によって固着させる。外部リード29は、ケース材3の頭部から飛び出すような長さで、不図示の実装基板のスルーホールに挿入される。  A lead fixing pad is provided on the side of the first substrate 1A (the surface on the A, A 'side of the paper surface A-A' axis), and the external lead 29 is fixed by a brazing material. The external lead 29 has such a length that it protrudes from the head of the case material 3 and is inserted into a through hole of a mounting board (not shown).

ベース基板1Bの表面に固定された第1の基板1Aは、ケース材3の下側(紙面C−C’軸のC’に向かう方向)の開口部20に嵌合される。ケース材3の側壁3A、3B、3C、3Dの内壁にはL字型の段差が設けられ、ベース基板1Bの側面(紙面A−A’軸のA、A’側にある面と、紙面B−B’軸のB、B’側にある面)並びに表面(紙面C−C’軸のCに向かう方向の面)が当接して固着される。よって、ケース材3と嵌合された第1の基板1Aによって、開口部20は封止される。上記のとおり、第2の基板2は、ケース材3の側壁3C、3Dに保持されるので、第1の基板1Aと第2の基板2は平行に並列配置される。  The first substrate 1A fixed to the surface of the base substrate 1B is fitted into the opening 20 on the lower side of the case material 3 (the direction toward the C ′ of the paper surface C-C ′ axis). The inner walls of the side walls 3A, 3B, 3C, and 3D of the case material 3 are provided with L-shaped steps, and the side surfaces of the base substrate 1B (the surfaces on the A and A 'sides of the paper surface AA' axis and the paper surface B) -The surface on the B, B 'side of the B' axis) and the surface (the surface in the direction toward the C on the paper surface CC 'axis) come into contact with each other and are fixed. Therefore, the opening 20 is sealed by the first substrate 1A fitted to the case material 3. As described above, since the second substrate 2 is held by the side walls 3C and 3D of the case material 3, the first substrate 1A and the second substrate 2 are arranged in parallel in parallel.

第2の基板2は、樹脂性の基板より成り、例えばプリント基板と呼ばれるガラスエポキシ基板が好ましい。第2の基板2の表面(紙面C−C’軸のCに向かう方向の面)には、少なくとも一層以上の第2の導電パターン30が形成されている。第2の導電パターン30は、第1の導電パターン7と同様に、アイランド、配線、電極パッド等から成る。例えば、第2の導電パターン30の一つのアイランドには、インバータ回路120の動作を制御するためのマイクロコンピュータやDSP(Digital Signal Processor)等の集積回路(第2集積回路)31が電気的に接続される。マイクロコンピュータやDSP等の集積回路31は、熱の影響を避けることが望ましいため、インバータ回路120を配置する基板とは異なる基板に配置することにより、正確な動作を行うことが可能となる。他には、トランジスタ、ダイオード、抵抗、コンデンサが第2の基板2に実装される。  The second substrate 2 is made of a resinous substrate, and for example, a glass epoxy substrate called a printed substrate is preferable. At least one or more second conductive patterns 30 are formed on the surface of the second substrate 2 (the surface in the direction toward the C of the paper surface C-C ′ axis). Similar to the first conductive pattern 7, the second conductive pattern 30 includes islands, wirings, electrode pads, and the like. For example, an integrated circuit (second integrated circuit) 31 such as a microcomputer or a DSP (Digital Signal Processor) for controlling the operation of the inverter circuit 120 is electrically connected to one island of the second conductive pattern 30. Is done. Since it is desirable to avoid the influence of heat, the integrated circuit 31 such as a microcomputer or a DSP can be operated accurately by being disposed on a substrate different from the substrate on which the inverter circuit 120 is disposed. In addition, a transistor, a diode, a resistor, and a capacitor are mounted on the second substrate 2.

尚、第2の基板2がケース材3に設けられる前に、第1の基板1Aに実装された回路部品を完全に封止する樹脂がポッティング等で設けられる。また、必要に応じて、第2の基板2に実装された回路部品を完全に封止する樹脂が設けられる。第2の基板2の側辺近傍には、外部リード29を挿入するスルーホール32が設けられる。スルーホール32によって、第1の基板1Aに実装された回路と、第2の基板2に実装された回路が電気的に接続される。  Before the second substrate 2 is provided on the case material 3, a resin that completely seals the circuit components mounted on the first substrate 1A is provided by potting or the like. Moreover, resin which completely seals the circuit components mounted on the second substrate 2 is provided as necessary. A through hole 32 for inserting the external lead 29 is provided in the vicinity of the side of the second substrate 2. Through the through hole 32, the circuit mounted on the first substrate 1A and the circuit mounted on the second substrate 2 are electrically connected.

図1に示したインバータ回路120は、図7、図8に示した絶縁金属基板技術を用いた半導体装置10として実現できる。図9は、半導体装置10の主要な回路部品の実装例を示した図である。尚、図9(a)は、第1の基板1Aの実装例を示した図であり、図9(b)は、第2の基板2の実装例を示した図である。尚、本実装例では、第1の基板1Aが金属基板であり、第2の基板2がプリント基板の場合とする。   The inverter circuit 120 shown in FIG. 1 can be realized as the semiconductor device 10 using the insulated metal substrate technology shown in FIGS. FIG. 9 is a diagram illustrating a mounting example of main circuit components of the semiconductor device 10. 9A is a diagram showing an example of mounting the first substrate 1A, and FIG. 9B is a diagram showing an example of mounting the second substrate 2. As shown in FIG. In this mounting example, it is assumed that the first board 1A is a metal board and the second board 2 is a printed board.

図9(a)に示すように、第1の基板1A上では、インバータ回路120が少なくとも実装されている。尚、第1の基板1Aは熱伝導性の良い金属基板であるため、シャント抵抗Ru、Rv、Rwの温度特性のばらつきを考慮する必要性が少なくなり、過電流保護を適切に行えることになる。また、温度検出素子R2は、動作時に温度上昇することになるスイッチング回路121及びドライバ回路125に出来るだけ近接して配置することが望ましいが、第1の基板1Aは熱伝導性の良い金属基板であるため、その実装位置にあまり影響することなく、半導体装置10の温度を正確に検出できる。   As shown in FIG. 9A, at least an inverter circuit 120 is mounted on the first substrate 1A. Since the first substrate 1A is a metal substrate with good thermal conductivity, it is less necessary to consider variations in the temperature characteristics of the shunt resistors Ru, Rv, and Rw, and overcurrent protection can be performed appropriately. . The temperature detection element R2 is preferably arranged as close as possible to the switching circuit 121 and the driver circuit 125 that increase in temperature during operation. However, the first substrate 1A is a metal substrate having good thermal conductivity. Therefore, the temperature of the semiconductor device 10 can be accurately detected without significantly affecting the mounting position.

また、図9(b)に示すように、第2の基板2上では、図7、図8に示されるマイコンやDSP等の集積回路31としての制御回路124が実装される。このように、制御回路124に関しては、半導体装置10の全体的な制御を司る一番重要な回路部品であるため、第1の基板1Aに実装された回路部品とは別の第2の基板2の方に実装することが好ましい。この結果、制御回路124は、第1の基板1Aに実装されたスイッチング回路121及びドライバ回路125の温度上昇の影響を受けずに済む。尚、ケース材3は必ずしも制御回路124を配置した第2の基板2を第1の基板1Aとともに保持しなくてもよい。制御回路124をケース材3とは異なるケース材(不図示)で保持しても良い。   Further, as shown in FIG. 9B, a control circuit 124 as an integrated circuit 31 such as a microcomputer or a DSP shown in FIGS. 7 and 8 is mounted on the second substrate 2. As described above, the control circuit 124 is the most important circuit component that controls the overall control of the semiconductor device 10, and therefore the second substrate 2 different from the circuit component mounted on the first substrate 1 </ b> A. It is preferable to mount on the side. As a result, the control circuit 124 is not affected by the temperature rise of the switching circuit 121 and the driver circuit 125 mounted on the first substrate 1A. The case material 3 does not necessarily have to hold the second substrate 2 on which the control circuit 124 is arranged together with the first substrate 1A. The control circuit 124 may be held by a case material (not shown) different from the case material 3.

また、第1の基板1Aの熱膨張によるケース材3の変形や、第1の基板1Aに実装された回路部品より発する熱による第2の基板2の変形を考量して、第1の基板1A、第2の基板2において一番湾曲する中心位置からずらして回路部品を実装することが好ましい。   Further, considering the deformation of the case material 3 due to the thermal expansion of the first substrate 1A and the deformation of the second substrate 2 due to the heat generated from the circuit components mounted on the first substrate 1A, the first substrate 1A is considered. It is preferable to mount the circuit components by shifting from the center position where the second substrate 2 is most curved.

上記のとおり、インバータ回路120の回路規模を抑えて過電流保護機能と過温度保護機能の両方を併せ持つようにしたため、絶縁金属基板技術を適用することが容易となる。さらに、絶縁金属基板技術のその他の特徴である高放熱性を利用して、過温度保護機能の稼働率を抑え、インバータ回路120の信頼性をより向上できる。  As described above, since the circuit scale of the inverter circuit 120 is suppressed to have both the overcurrent protection function and the overtemperature protection function, it is easy to apply the insulated metal substrate technology. Furthermore, by utilizing high heat dissipation, which is another feature of the insulated metal substrate technology, the operation rate of the overtemperature protection function can be suppressed and the reliability of the inverter circuit 120 can be further improved.

===半導体装置の適用例===
半導体装置(以下、インバータ回路モジュール60と呼ぶ。)は、例えば、図10に示すエアコン室外機50に取り付けられる。尚、図10は、インバータ回路モジュール60を用いたエアコン室外機50の内部構造を示した図である。
エアコン室外機50は、ファン51、フレーム52、コンプレッサ53、放熱フィン55、そしてインバータ回路モジュール60を備えている。
=== Application Example of Semiconductor Device ===
A semiconductor device (hereinafter referred to as an inverter circuit module 60) is attached to, for example, an air conditioner outdoor unit 50 shown in FIG. FIG. 10 is a diagram showing the internal structure of the air conditioner outdoor unit 50 using the inverter circuit module 60.
The air conditioner outdoor unit 50 includes a fan 51, a frame 52, a compressor 53, a heat radiation fin 55, and an inverter circuit module 60.

ファン51は、空気循環を行うものであり、裏側(紙面Y軸の負方向)には熱交換器がある。フレーム52は、ファン51と隣接して紙面X軸の正方向に並列に配置される。フレーム52の中敷板52Aの下側(紙面Z軸の負方向)にはコンプレッサ53が設けられ、フレーム52の中敷板52Aの上側(紙面Z軸の正方向)には、回路部品が実装されたプリント基板等が取り付けられる。  The fan 51 circulates air and has a heat exchanger on the back side (negative direction of the paper surface Y axis). The frame 52 is arranged adjacent to the fan 51 in parallel in the positive direction of the paper surface X axis. A compressor 53 is provided below the insole plate 52A of the frame 52 (the negative direction of the paper surface Z axis), and circuit components are mounted above the insole plate 52A of the frame 52 (the positive direction of the paper surface Z axis). A printed circuit board or the like is attached.

さらに、フレーム52の紙面X軸の負方向側の側壁板54には、インバータ回路モジュール60が実装される。尚、インバータ回路モジュール60は、第2の基板2側がフレーム52の側壁板54と向かい合うように取り付けられる。また、インバータ回路モジュール60のベース基板1B側には、放熱フィン55が取り付けられる。  Furthermore, the inverter circuit module 60 is mounted on the side wall plate 54 on the negative direction side of the X axis of the frame 52. The inverter circuit module 60 is attached so that the second substrate 2 side faces the side wall plate 54 of the frame 52. In addition, the radiation fins 55 are attached to the base circuit board 1B side of the inverter circuit module 60.

図10に示す符号56は、空気が暖められて上昇するために発生する気流路A〜Bを示している。放熱フィン55の溝は、気流路A〜Bに沿った方向(紙面Z軸の方向)に設けられる。従って、インバータ回路モジュール60の方にも、図10に示す気流路A〜Bに沿った切欠部が設けられていれば、更に放熱性が向上することになる。尚、図8に示される符号70〜73は、図10に示す気流路A〜Bに沿った切欠部の一例を示している。  The code | symbol 56 shown in FIG. 10 has shown air flow path AB produced | generated because air warms and raises. The grooves of the radiating fins 55 are provided in the direction along the air flow paths A to B (the direction of the Z axis on the paper surface). Therefore, if the notch portions along the air flow paths A to B shown in FIG. 10 are also provided on the inverter circuit module 60, the heat dissipation is further improved. In addition, the codes | symbols 70-73 shown by FIG. 8 have shown an example of the notch part along the air flow paths AB shown in FIG.

エアコン室外機50は、コンプレッサ53、ファン51のモータ、そして回路部品が熱源となって、しかも本体自体が屋外に設置される。よって、エアコン室外機50の内部は高温になりやすい。よって、インバータ回路モジュール60自体も高温にさらされるため、本実施形態のように過電流保護機能のみならず過温度保護機能を適切に設けることが重要となる。  In the air conditioner outdoor unit 50, the compressor 53, the motor of the fan 51, and circuit components serve as heat sources, and the main body itself is installed outdoors. Therefore, the inside of the air conditioner outdoor unit 50 tends to be hot. Therefore, since the inverter circuit module 60 itself is also exposed to a high temperature, it is important to appropriately provide not only the overcurrent protection function but also the overtemperature protection function as in the present embodiment.

以上、本発明に係る一実施形態について説明したが、前述の実施形態の説明は、本発明の理解を容易とする為のものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。  As mentioned above, although one embodiment concerning the present invention was described, explanation of the above-mentioned embodiment is for making an understanding of the present invention easy, and does not limit the present invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes the equivalents.

例えば、上記実施形態では、過電流保護機能と過温度保護機能の両方を併せ持つ回路として、インバータ回路120の場合を例に挙げたが、その他に、モータドライバ、オーディオ機器向けの信号処理回路、プラズマディスプレイ向けの表示駆動回路等、過電流保護機能と過温度保護機能の両方を併せ持つ必要がある回路であればよい。  For example, in the above embodiment, the case of the inverter circuit 120 is given as an example of a circuit having both an overcurrent protection function and an overtemperature protection function, but in addition, a signal processing circuit for a motor driver, audio equipment, plasma, etc. Any circuit that needs to have both an overcurrent protection function and an overtemperature protection function, such as a display drive circuit for a display, may be used.

また、インバータ回路モジュール60の適用例として、エアコン室外機50を例に挙げたが、洗濯機、冷蔵庫、自動車、ロボット、FA(Factory Automation)、NC(Numerical Control)工作機等、各産業界においてインバータ制御が必要な機器に適用することができる。  In addition, as an application example of the inverter circuit module 60, the air conditioner outdoor unit 50 is given as an example, but in various industries such as washing machines, refrigerators, automobiles, robots, FA (Factory Automation), NC (Numerical Control) machine tools, etc. It can be applied to devices that require inverter control.

過電流保護機能と過温度保護機能の両方を併せ持つインバータ回路を用いたインバータ装置の構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the inverter apparatus using the inverter circuit which has both an overcurrent protection function and an overtemperature protection function. (a)は1シャント方式を説明する回路図であり、(b)は3シャント方式を説明する回路図である。(A) is a circuit diagram explaining a 1 shunt system, (b) is a circuit diagram explaining a 3 shunt system. 1シャント方式と3シャント方式それぞれの場合における検出電流波形の一例を示した波形図である。It is a wave form chart showing an example of a detection current waveform in each case of 1 shunt system and 3 shunt system. 3相120度通電方式の場合のスイッチング素子Q1〜Q6の各ゲート信号の波形を示した図である。It is the figure which showed the waveform of each gate signal of the switching elements Q1-Q6 in the case of a 3 phase 120 degree | times energization system. 過電流/過温度検出回路の詳細構成例を示した図である。It is the figure which showed the detailed structural example of the overcurrent / overtemperature detection circuit. オープンコレクタ出力コンパレータの回路構成例を示した図である。It is the figure which showed the circuit structural example of the open collector output comparator. (a)は半導体装置の断面図であり、(b)は半導体装置の表面図である。(A) is sectional drawing of a semiconductor device, (b) is a surface view of a semiconductor device. 半導体装置の斜視図である。It is a perspective view of a semiconductor device. (a)は半導体装置の第1の基板の実装例を示した図であり、(b)は、半導体装置の第2の基板の実装例を示した図である。(A) is the figure which showed the example of mounting of the 1st board | substrate of a semiconductor device, (b) is the figure which showed the example of mounting of the 2nd board | substrate of a semiconductor device. インバータ回路モジュールを用いたエアコン室外機の内部構造を示した図である。It is the figure which showed the internal structure of the air-conditioner outdoor unit using an inverter circuit module.

符号の説明Explanation of symbols

120 インバータ回路
121 スイッチング回路
Q1〜Q6 スイッチング素子
Ru、Rv、Rw シャント抵抗
123 過電流/過温度検出回路
124 制御回路
125 ドライバ回路
1232 過電流検出回路
1234 過温度検出回路
1233a〜1233c オープンコレクタ出力コンパレータ
R2 温度検出素子
R3 抵抗
B10 PNPバイポーラトランジスタ
1237 信号ライン
1A 第1の基板
2 第2の基板
3 ケース材
10 半導体装置
31 集積回路
60 インバータ回路モジュール
50 エアコン室外機
120 Inverter circuit 121 Switching circuit Q1 to Q6 Switching element Ru, Rv, Rw Shunt resistor 123 Overcurrent / overtemperature detection circuit 124 Control circuit 125 Driver circuit 1232 Overcurrent detection circuit 1234 Overtemperature detection circuit 1233a to 1233c Open collector output comparator R2 Temperature detection element R3 Resistance B10 PNP bipolar transistor 1237 Signal line 1A First substrate 2 Second substrate 3 Case material 10 Semiconductor device 31 Integrated circuit 60 Inverter circuit module 50 Air conditioner outdoor unit

Claims (6)

被保護回路を流れる電流を電圧として検出する第1抵抗と、
基準電圧を発生する基準電圧生成回路と、
前記電圧を前記基準電圧と比較し、前記電圧が基準電圧を超えない場合は出力がハイインピーダンスになり、前記電圧が基準電圧を超えた場合は出力が所定電圧になる過電流検出回路と、
抵抗値が温度に応じて変化する温度検出素子と、前記温度検出素子に直列接続される第2抵抗と、制御電極が前記過電流検出回路の出力と前記温度検出素子及び前記第2抵抗の接続点とに共通に接続され、前記過電流検出回路の出力がハイインピーダンスになる場合は前記過電流検出回路の出力に関わらず前記接続点の電圧に応じて動作し、前記過電流検出回路の出力が前記所定電圧になる場合は前記接続点の電圧に関わらず前記所定電圧に応じて動作するトランジスタと、を含む過温度検出回路と、
前記トランジスタの出力に応じて、前記被保護回路を保護するべく制御する制御回路と、
を備えたことを特徴とする保護回路。
A first resistor that detects a current flowing through the protected circuit as a voltage;
A reference voltage generation circuit for generating a reference voltage;
An overcurrent detection circuit that compares the voltage with the reference voltage, the output becomes high impedance when the voltage does not exceed the reference voltage, and the output becomes a predetermined voltage when the voltage exceeds the reference voltage;
A temperature detection element whose resistance value changes according to temperature, a second resistor connected in series to the temperature detection element, and a control electrode connected to the output of the overcurrent detection circuit, the temperature detection element, and the second resistance When the output of the overcurrent detection circuit is in a high impedance state, it operates according to the voltage at the connection point regardless of the output of the overcurrent detection circuit, and the output of the overcurrent detection circuit An overtemperature detection circuit including a transistor that operates according to the predetermined voltage regardless of the voltage at the connection point when
A control circuit that controls to protect the protected circuit according to the output of the transistor;
A protection circuit comprising:
前記過電流検出回路は、
前記電圧を前記基準電圧と比較し、前記電圧が基準電圧を超えない場合は出力がハイインピーダンスになり、前記電圧が基準電圧を超えた場合は出力が所定電圧になるコンパレータ、を含むことを特徴とする請求項1に記載の保護回路。
The overcurrent detection circuit includes:
A comparator that compares the voltage with the reference voltage, and that outputs a high impedance when the voltage does not exceed the reference voltage, and that outputs a predetermined voltage when the voltage exceeds the reference voltage. The protection circuit according to claim 1.
前記第1抵抗は、シャント抵抗である、
ことを特徴とする請求項1に記載の保護回路。
The first resistor is a shunt resistor.
The protection circuit according to claim 1.
表面に導電パターンを有する基板と、
前記導電パターンに電気的に接続され前記基板上に配置される集積回路と、を備え、
前記集積回路は、
被保護回路と、
前記被保護回路を流れる電流を電圧として検出する第1抵抗と、
基準電圧を発生する基準電圧生成回路と、
前記電圧を前記基準電圧と比較し、前記電圧が基準電圧を超えない場合は出力がハイインピーダンスになり、前記電圧が基準電圧を超えた場合は出力が所定電圧になる過電流検出回路と、
抵抗値が温度に応じて変化する温度検出素子と、前記温度検出素子に直列接続される第2抵抗と、制御電極が前記過電流検出回路の出力と前記温度検出素子及び前記第2抵抗の接続点とに共通に接続され、前記過電流検出回路の出力がハイインピーダンスになる場合は前記過電流検出回路の出力に関わらず前記接続点の電圧に応じて動作し、前記過電流検出回路の出力が前記所定電圧になる場合は前記接続点の電圧に関わらず前記所定電圧に応じて動作するトランジスタと、を含む過温度検出回路と、
前記トランジスタの出力に応じて、前記被保護回路を保護するべく制御する制御回路と、
を含むことを特徴とする半導体装置。
A substrate having a conductive pattern on the surface;
An integrated circuit electrically connected to the conductive pattern and disposed on the substrate,
The integrated circuit comprises:
A protected circuit;
A first resistor that detects a current flowing through the protected circuit as a voltage;
A reference voltage generation circuit for generating a reference voltage;
An overcurrent detection circuit that compares the voltage with the reference voltage, the output becomes high impedance when the voltage does not exceed the reference voltage, and the output becomes a predetermined voltage when the voltage exceeds the reference voltage;
A temperature detection element whose resistance value changes according to temperature, a second resistor connected in series to the temperature detection element, and a control electrode connected to the output of the overcurrent detection circuit, the temperature detection element, and the second resistance When the output of the overcurrent detection circuit is in a high impedance state, it operates according to the voltage at the connection point regardless of the output of the overcurrent detection circuit, and the output of the overcurrent detection circuit An overtemperature detection circuit including a transistor that operates according to the predetermined voltage regardless of the voltage at the connection point when
A control circuit that controls to protect the protected circuit according to the output of the transistor;
A semiconductor device comprising:
表面に第1導電パターンを有する第1基板と、
表面に第2導電パターンを有する第2基板と、
前記第1導電パターンに電気的に接続され前記第1基板上に配置される第1集積回路と、
前記第2導電パターンに電気的に接続され前記第2基板上に配置される、前記第1集積回路の動作を制御する第2集積回路と、
前記第1基板及び前記第2基板を略平行に並列保持するケースと、を備え、
前記第1集積回路は、
被保護回路と、
前記被保護回路を流れる電流を電圧として検出する第1抵抗と、
基準電圧を発生する基準電圧生成回路と、
前記電圧を前記基準電圧と比較し、前記電圧が基準電圧を超えない場合は出力がハイインピーダンスになり、前記電圧が基準電圧を超えた場合は出力が所定電圧になる過電流検出回路と、
抵抗値が温度に応じて変化する温度検出素子と、前記温度検出素子に直列接続される第2抵抗と、制御電極が前記過電流検出回路の出力と前記温度検出素子及び前記第2抵抗の接続点とに共通に接続され、前記過電流検出回路の出力がハイインピーダンスになる場合は前記過電流検出回路の出力に関わらず前記接続点の電圧に応じて動作し、前記過電流検出回路の出力が前記所定電圧になる場合は前記接続点の電圧に関わらず前記所定電圧に応じて動作するトランジスタと、を含む過温度検出回路と、
前記トランジスタの出力に応じて、前記被保護回路を保護するべく制御する制御回路と、
を含むことを特徴とする半導体装置。
A first substrate having a first conductive pattern on a surface;
A second substrate having a second conductive pattern on the surface;
A first integrated circuit electrically connected to the first conductive pattern and disposed on the first substrate;
A second integrated circuit for controlling the operation of the first integrated circuit, which is electrically connected to the second conductive pattern and disposed on the second substrate;
A case for holding the first substrate and the second substrate in parallel substantially in parallel,
The first integrated circuit includes:
A protected circuit;
A first resistor that detects a current flowing through the protected circuit as a voltage;
A reference voltage generation circuit for generating a reference voltage;
An overcurrent detection circuit that compares the voltage with the reference voltage, the output becomes high impedance when the voltage does not exceed the reference voltage, and the output becomes a predetermined voltage when the voltage exceeds the reference voltage;
A temperature detection element whose resistance value changes according to temperature, a second resistor connected in series to the temperature detection element, and a control electrode connected to the output of the overcurrent detection circuit, the temperature detection element, and the second resistance When the output of the overcurrent detection circuit is in a high impedance state, it operates according to the voltage at the connection point regardless of the output of the overcurrent detection circuit, and the output of the overcurrent detection circuit An overtemperature detection circuit including a transistor that operates according to the predetermined voltage regardless of the voltage at the connection point when
A control circuit that controls to protect the protected circuit according to the output of the transistor;
A semiconductor device comprising:
表面に導電パターンを有する基板と、
前記導電パターンに電気的に接続され前記基板上に配置される集積回路と、
前記基板を保持するケースと、
前記ケースが内部に配置される筐体と、を備え、
前記集積回路は、
被保護回路と、
前記被保護回路を流れる電流を電圧として検出する第1抵抗と、
基準電圧を発生する基準電圧生成回路と、
前記電圧を前記基準電圧と比較し、前記電圧が基準電圧を超えない場合は出力がハイインピーダンスになり、前記電圧が基準電圧を超えた場合は出力が所定電圧になる過電流検出回路と、
抵抗値が温度に応じて変化する温度検出素子と、前記温度検出素子に直列接続される第2抵抗と、制御電極が前記過電流検出回路の出力と前記温度検出素子及び前記第2抵抗の接続点とに共通に接続され、前記過電流検出回路の出力がハイインピーダンスになる場合は前記過電流検出回路の出力に関わらず前記接続点の電圧に応じて動作し、前記過電流検出回路の出力が前記所定電圧になる場合は前記接続点の電圧に関わらず前記所定電圧に応じて動作するトランジスタと、を含む過温度検出回路と、
前記トランジスタの出力に応じて、前記被保護回路を保護するべく制御する制御回路と、
を含むことを特徴とする電気機器。
A substrate having a conductive pattern on the surface;
An integrated circuit electrically connected to the conductive pattern and disposed on the substrate;
A case for holding the substrate;
A case in which the case is disposed, and
The integrated circuit comprises:
A protected circuit;
A first resistor that detects a current flowing through the protected circuit as a voltage;
A reference voltage generation circuit for generating a reference voltage;
An overcurrent detection circuit that compares the voltage with the reference voltage, the output becomes high impedance when the voltage does not exceed the reference voltage, and the output becomes a predetermined voltage when the voltage exceeds the reference voltage;
A temperature detection element whose resistance value changes according to temperature, a second resistor connected in series to the temperature detection element, and a control electrode connected to the output of the overcurrent detection circuit, the temperature detection element, and the second resistance When the output of the overcurrent detection circuit is in a high impedance state, it operates according to the voltage at the connection point regardless of the output of the overcurrent detection circuit, and the output of the overcurrent detection circuit An overtemperature detection circuit including a transistor that operates according to the predetermined voltage regardless of the voltage at the connection point when
A control circuit that controls to protect the protected circuit according to the output of the transistor;
Electrical equipment characterized by including.
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