JP2016163512A - インテリジェントパワーモジュールおよびインテリジェントパワーモジュールの評価方法 - Google Patents
インテリジェントパワーモジュールおよびインテリジェントパワーモジュールの評価方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】本発明によるインテリジェントパワーモジュール1は、IGBTチップ10の温度であるチップ温度を検出するチップ温度検出回路8と、インテリジェントパワーモジュール1を内包するケースの温度であるケース温度を検出するケース温度検出回路9と、チップ温度検出回路8で検出されたチップ温度と、ケース温度検出回路9で検出されたケース温度とを記録するメモリ回路6とを備え、メモリ回路6は、IGBTチップ10が駆動する第1のタイミングにおけるチップ温度およびケース温度と、第1のタイミング後であってIGBTチップ10が駆動する第2のタイミングにおけるチップ温度およびケース温度とを記録することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の実施の形態1によるインテリジェントパワーモジュール1の構成の一例を示すブロック図である。
図8は、本発明の実施の形態2によるインテリジェントパワーモジュール1の構成の他の一例を示すブロック図である。
図12は、本発明の実施の形態3によるインテリジェントパワーモジュール1の構成の他の一例を示すブロック図である。
図2のステップS107にてチップ温度Tjおよびケース温度Tcをメモリ回路6に記録する時と、図2のステップS108にてチップ温度Tjおよびケース温度Tcをメモリ回路6に記録する時とにおいて、チップ温度Tjおよびケース温度Tcを検出する環境、例えばヒートシンクの温度であるヒートシンク温度Ts(例えば、図3参照)が異なる場合、チップ温度Tjおよびケース温度Tcの変化を正しく判定することができない。
図2のステップS107にてチップ温度Tjおよびケース温度Tcをメモリ回路6に記録する時と、図2のステップS108にてチップ温度Tjおよびケース温度Tcをメモリ回路6に記録する時とにおいて、IGBTチップ10を駆動する環境、例えばコレクタ電流Icおよび通電時間が異なる場合、チップ温度Tjおよびケース温度Tcの変化を正しく判定することができない。
ユーザーがインテリジェントパワーモジュール1を備える装置を設計する段階において、チップ温度Tjを確認するためには、サーモビューアー等でチップ温度を直接測定するための特殊なサンプルを準備し、その他の周辺回路も測定用に加工する必要があり、容易に確認することができない。また、誤動作による上下短絡が発生していないか否かを確認する場合も、上下短絡時の短絡電流を全動作領域で容易に確認することができない。
図17は、本実施の形態7によるインテリジェントパワーモジュール1の評価を説明するためのフローチャートである。なお、本実施の形態7によるインテリジェントパワーモジュール1は、実施の形態6によるインテリジェントパワーモジュール1(図16)と同様である。また、図17のステップS201、ステップS203、ステップS204、およびステップS206は、図2のステップS101、ステップS103、ステップS104、およびステップS106対応しているため、ここでは説明を省略する。
図19は、本発明の実施の形態7によるインテリジェントパワーモジュールの構成の一例を示すブロック図である。
Claims (19)
- 電力用半導体チップを有するインテリジェントパワーモジュールであって、
前記電力用半導体チップの温度であるチップ温度を検出するチップ温度検出部と、
前記インテリジェントパワーモジュールを内包するケースの温度であるケース温度を検出するケース温度検出部と、
前記チップ温度検出部で検出された前記チップ温度と、前記ケース温度検出部で検出された前記ケース温度とを記録するメモリ部と、
を備え、
前記メモリ部は、前記電力用半導体チップが駆動する第1のタイミングにおける前記チップ温度および前記ケース温度と、前記第1のタイミング後であって前記電力用半導体チップが駆動する第2のタイミングにおける前記チップ温度および前記ケース温度とを記録することを特徴とする、インテリジェントパワーモジュール。 - 前記メモリ部は、前記第1のタイミングより前であって前記電力用半導体チップが駆動していない第3のタイミングにおける前記チップ温度および前記ケース温度と、前記第2のタイミングより前かつ前記第1のタイミングより後であって前記電力用半導体チップが駆動していない第4のタイミングにおける前記チップ温度および前記ケース温度とをさらに記録することを特徴とする、請求項1に記載のインテリジェントパワーモジュール。
- 予め定められた駆動条件で前記電力用半導体チップを駆動させる駆動信号を生成する駆動信号生成部をさらに備え、
前記電力用半導体チップは、前記駆動信号生成部で生成された前記駆動信号に基づいて駆動することを特徴とする、請求項1に記載のインテリジェントパワーモジュール。 - 前記電力用半導体チップのコレクタ電流値を検出するコレクタ電流検出部をさらに備え、
前記メモリ部は、前記第1のタイミングにおいて前記コレクタ電流部で検出された前記コレクタ電流値を記録することを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載のインテリジェントパワーモジュール。 - 前記メモリ部は、予め定められた条件における前記チップ温度、前記ケース温度、および前記コレクタ電流値を前記第1のタイミングおよび前記第2のタイミングで記録し、
前記第2のタイミングで前記記録された前記チップ温度、前記ケース温度、および前記コレクタ電流値が、前記第1のタイミングで前記記録された前記チップ温度、前記ケース温度、および前記コレクタ電流値を超えたか否かを判定する判定部をさらに備える、請求項4に記載のインテリジェントパワーモジュール。 - 前記電力用半導体チップを駆動する駆動部は、前記インテリジェントパワーモジュールの外部に設けられることを特徴とする、請求項1から5のいずれか1項に記載のインテリジェントパワーモジュール。
- 前記チップ温度、前記ケース温度、および前記コレクタ電流値の最大値を検出するピークホールド部をさらに備え、
前記メモリ部は、前記ピークホールド部で検出された前記最大値を記録することを特徴とする、請求項4または5に記載のインテリジェントパワーモジュール。 - 電力用半導体チップを有するインテリジェントパワーモジュールであって、
前記インテリジェントパワーモジュールを内包するケースの温度であるケース温度を検出するケース温度検出部と、
前記ケース温度検出部で検出された前記ケース温度を記録するメモリ部と、
を備え、
前記メモリ部は、前記電力用半導体チップが駆動する第1のタイミングにおける前記ケース温度と、前記第1のタイミング後であって前記電力用半導体チップが駆動する第2のタイミングにおける前記ケース温度とを記録することを特徴とする、インテリジェントパワーモジュール。 - 電力用半導体チップを有するインテリジェントパワーモジュールであって、
前記電力用半導体チップの温度であるチップ温度を検出するチップ温度検出部と、
前記チップ温度検出部で検出された前記チップ温度を記録するメモリ部と、
を備え、
前記メモリ部は、前記電力用半導体チップが駆動する第1のタイミングにおける前記チップ温度と、前記第1のタイミング後であって前記電力用半導体チップが駆動する第2のタイミングにおける前記チップ温度とを記録することを特徴とする、インテリジェントパワーモジュール。 - 電力用半導体チップを有するインテリジェントパワーモジュールの評価方法であって、
(a)前記電力用半導体チップの温度であるチップ温度を検出する工程と、
(b)前記インテリジェントパワーモジュールを内包するケースの温度であるケース温度を検出する工程と、
(c)前記工程(a)で検出された前記チップ温度と、前記工程(b)で検出された前記ケース温度とを記録する工程と、
を備え、
前記工程(c)は、前記電力用半導体チップが駆動する第1のタイミングにおける前記チップ温度および前記ケース温度と、前記第1のタイミング後であって前記電力用半導体チップが駆動する第2のタイミングにおける前記チップ温度および前記ケース温度とを記録することを特徴とする、インテリジェントパワーモジュールの評価方法。 - (d)前記第1のタイミングで前記記録された前記チップ温度および前記ケース温度と、前記第2のタイミングで前記記録された前記チップ温度および前記ケース温度とを比較する工程をさらに備える、請求項10に記載のインテリジェントパワーモジュールの評価方法。
- 前記工程(c)は、前記第1のタイミングより前であって前記電力用半導体チップが駆動していない第3のタイミングにおける前記チップ温度および前記ケース温度と、前記第2のタイミングより前かつ前記第1のタイミングより後であって前記電力用半導体チップが駆動していない第4のタイミングにおける前記チップ温度および前記ケース温度とをさらに記録し、
前記工程(d)は、前記第3のタイミングで前記記録された前記チップ温度および前記ケース温度と、前記第4のタイミングで前記記録された前記チップ温度および前記ケース温度とを比較することを特徴とする、請求項11に記載のインテリジェントパワーモジュールの評価方法。 - 前記電力用半導体チップは、予め定められた駆動条件で駆動することを特徴とする、請求項10または11に記載のインテリジェントパワーモジュールの評価方法。
- (e)前記電力用半導体チップのコレクタ電流値を検出する工程と、
(f)前記第1のタイミングで前記記録された前記チップ温度、前記ケース温度、および前記コレクタ電流値を評価する工程と、
をさらに備え、
前記工程(c)は、前記第1のタイミングにおいて前記工程(e)で検出された前記コレクタ電流値をさらに記録することを特徴とする、請求項10から13のいずれか1項に記載のインテリジェントパワーモジュールの評価方法。 - 前記工程(c)は、予め定められた条件における前記チップ温度、前記ケース温度、および前記コレクタ電流値を前記第1のタイミングおよび前記第2のタイミングで記録し、
(g)前記第2のタイミングで前記記録された前記チップ温度、前記ケース温度、および前記コレクタ電流値が、前記第1のタイミングで前記記録された前記チップ温度、前記ケース温度、および前記コレクタ電流値を超えたか否かを判定する工程をさらに備えることを特徴とする、請求項14に記載のインテリジェントパワーモジュールの評価方法。 - (h)前記工程(g)において、前記第2のタイミングで前記記録された前記チップ温度、前記ケース温度、および前記コレクタ電流値が、前記第1のタイミングで前記記録された前記チップ温度、前記ケース温度、および前記コレクタ電流値を超えたと判定されたときに外部にアラームを出力する工程をさらに備えることを特徴とする、請求項15に記載のインテリジェントパワーモジュールの評価方法。
- (i)前記チップ温度、前記ケース温度、および前記コレクタ電流値の最大値を検出する工程をさらに備え、
前記工程(c)は、前記工程(i)で検出された前記最大値を記録することを特徴とする、請求項14から16のいずれか1項に記載のインテリジェントパワーモジュールの評価方法。 - 電力用半導体チップを有するインテリジェントパワーモジュールの評価方法であって、
(a)前記インテリジェントパワーモジュールを内包するケースの温度であるケース温度を検出する工程と、
(b)前記工程(a)で検出された前記ケース温度を記録する工程と、
を備え、
前記工程(b)は、前記電力用半導体チップが駆動する第1のタイミングにおける前記ケース温度と、前記第1のタイミング後であって前記電力用半導体チップが駆動する第2のタイミングにおける前記ケース温度とを記録することを特徴とする、インテリジェントパワーモジュールの評価方法。 - 電力用半導体チップを有するインテリジェントパワーモジュールの評価方法であって、
(a)前記電力用半導体チップの温度であるチップ温度を検出する工程と、
(b)前記工程(a)で検出された前記チップ温度を記録する工程と、
を備え、
前記工程(b)は、前記電力用半導体チップが駆動する第1のタイミングにおける前記チップ温度と、前記第1のタイミング後であって前記電力用半導体チップが駆動する第2のタイミングにおける前記チップ温度とを記録することを特徴とする、インテリジェントパワーモジュールの評価方法。
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