JP2017003342A5 - - Google Patents

Claims (20)

1. 半導体集積回路装置は、スイッチングトランジスタと温度検出用ダイオードとを内蔵する電力用半導体装置の温度を予測する温度予測計算回路を備え、
   前記温度予測計算回路は、
   前記スイッチングトランジスタの定常損失とスイッチング損失に基づいて計算した電力値を特定回数分の履歴を残す遅延回路と、
   前記遅延回路の値と温度放熱特性に応じた時間係数に基づいて前記電力用半導体装置
   の予測温度を計算する計算回路と、
   を備える。
2. 請求項１の半導体集積回路装置において、
   前記定常損失は基本制御周期分のＰＷＭ信号幅と前記スイッチングトランジスタの飽和電圧および駆動電流とに基づいて計算し、
   前記スイッチング損失はスイッチング回数とターンオン損失とターンオフ損失とに基づいて計算する。
3. 請求項１の半導体集積回路装置において、
   前記時間係数は時間が経つにつれて減少する。
4. 請求項１の半導体集積回路装置において、
   前記計算回路は、
   前記遅延回路の値と温度放熱特性に応じた前記時間係数をそれぞれ乗算する乗算器と、
   前記乗算器の値を加算する第１の加算器と、
   を備える。
5. 請求項１の半導体集積回路装置において、
   前記温度予測計算回路は前記計算回路の出力を熱容量で補正して予測温度を求める。
6. 請求項５の半導体集積回路装置において、
   前記温度予測計算回路は熱容量レジスタと第２の加算器とを備え、
   前記第２の加算器は前記計算回路の出力から前記熱容量レジスタの値を減算する。
7. 請求項２の半導体集積回路装置において、
   前記温度予測計算回路は、
   前記電力値を計算する電力計算回路と、
   前記予測温度に基づいて前記電力用半導体装置の異常温度を検出する温度判定回路と、
   を備える。
8. 請求項７の半導体集積回路装置において、
   前記電力計算回路は、
   前記基本制御周期分のＰＷＭ信号幅と前記飽和電圧と前記駆動電流と前記スイッチング回数と前記ターンオン損失と前記ターンオフ損失とを格納する電力計算用パラメータレジスタと、
   前記基本制御周期分のＰＷＭ信号幅と前記飽和電圧と前記駆動電流に基づいて１電源周期の定常損失を計算する第１の回路と、
   前記スイッチング回数と前記ターンオン損失と前記ターンオフ損失に基づいて１電源周期のスイッチング損失を計算する第２の回路と、
   前記第１の回路の出力と第２の回路の出力を加算する加算器と、
   前記加算器の出力を格納する電力格納レジスタと、
   を備える。
9. 請求項５の半導体集積回路装置において、
   前記温度予測計算回路は前記予測温度に基づいて前記電力用半導体装置の異常温度を検出する温度判定回路を備え、
   前記温度判定回路は、
   前記予測温度の符号を判断する判断回路と、
   前記予測温度と温度測定値を加算する加算器と、
   前記判断回路の出力に基づいて前記温度測定値と前記加算器の出力とを選択するセレクタと、
   基準温度を格納する基準温度設定レジスタと、
   前記セレクタの出力と前記基準温度設定レジスタの出力を比較する比較器と、
   を備える。
10. 請求項７の半導体集積回路装置において、さらに、
    前記スイッチングトランジスタを駆動するゲート回路と、
    前記温度検出用ダイオードに基づいて温度を検出する温度検出回路と、
    を備える。
11. 請求項１０の半導体集積回路装置において、
    前記温度検出回路は異常温度を検出した場合、前記ゲート回路の出力を抑制または停止する。
12. 請求項２の半導体集積回路装置において、さらに
    ＣＰＵと、
    前記スイッチングトランジスタを駆動するためのＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ回路と、
    を備える。
13. 請求項１２の半導体集積回路装置において、
    前記ＣＰＵは前記電力値を計算し、前記予測温度に基づいて前記電力用半導体装置の異常温度を検出する。
14. 請求項１３の半導体集積回路装置において、さらに、
    ＰＷＭ基底テーブルと前記スイッチングトランジスタの特性データを格納する記憶装置を備え、
    前記ＣＰＵは、電流指令値と駆動電流測定値とモータの角速度および位置とに基づいて前記ＰＷＭ基底テーブルからＰＷＭパターンを生成し、前記ＰＷＭパターンから前記ＰＷＭ信号幅と前記スイッチング回数とを取得し、前記特性データから前記飽和電圧と前記ターンオン損失と前記ターンオフ損失とを取得し、前記電力値を計算する。
15. 請求項１４の半導体集積回路装置において、
    前記ＣＰＵは、温度測定値を取得し、前記温度測定値と前記特性データとに基づいて前記飽和電圧と前記ターンオン損失と前記ターンオフ損失とを補正する。
16. 電子装置は、
    電力用半導体装置と、
    前記電力用半導体装置を駆動する第１の半導体集積回路装置と、
    前記第１の半導体集積回路装置を制御する第２の半導体集積回路装置と、
    を備え、
    前記電力用半導体装置は、
    スイッチングトランジスタと、
    温度検出用ダイオードと、
    を備え、
    前記第１の半導体集積回路装置は、
    前記スイッチングトランジスタを駆動するゲート回路と、
    前記温度検出用ダイオードに基づいて温度を検出する温度検出回路と、
    前記電力用半導体装置の温度を予測する温度予測計算回路と、
    を備え、
    前記第２の半導体集積回路装置は、
    基本制御周期分のＰＷＭ信号幅とスイッチング回数と前記スイッチングトランジスタの飽和電圧、ターンオン損失、ターンオフ損失および駆動電流を含むパラメータを前記温度予測計算回路に出力する制御部と、
    前記スイッチングトランジスタの前記飽和電圧、前記ターンオン損失、前記ターンオフ損失および駆動電流の特性データを格納する記憶部と、
    を備え、
    前記温度予測計算回路は、
    前記パラメータに基づいて電力値を計算する電力計算回路と、
    前記電力値を特定回数分の履歴を残す熱遅延回路と、前記熱遅延回路の値と温度放熱特性に応じた時間係数に基づいて前記電力用半導体装置の予測温度を計算する計算回路と、
    前記予測温度に基づいて異常温度を判定する温度判定回路と、
    を備える。
17. 請求項１６の電子装置において、
    前記温度判定回路が異常温度と判定する場合、前記制御部は前記ゲート回路を抑制し、または停止する。
18. 請求項１６の電子装置において、
    前記制御部は、前記温度検出回路から温度測定値を取得し、前記温度測定値と前記特性データとに基づいて前記飽和電圧と前記ターンオン損失と前記ターンオフ損失とを補正する。
19. 電子装置は、
    電力用半導体装置と、
    前記電力用半導体装置を駆動する第１の半導体集積回路装置と、
    前記第１の半導体集積回路装置を制御する第２の半導体集積回路装置と、
    を備え、
    前記電力用半導体装置は、
    スイッチングトランジスタと、
    温度検出用ダイオードと、
    を備え、
    前記第１の半導体集積回路装置は、
    前記スイッチングトランジスタを駆動するゲート回路と、
    前記温度検出用ダイオードに基づいて温度を検出する温度検出回路と、
    を備え、
    前記第２の半導体集積回路装置は、
    基本制御周期分のＰＷＭ信号幅とスイッチング回数と前記スイッチングトランジスタの飽和電圧、ターンオン損失、ターンオフ損失および駆動電流を含むパラメータに基づいて前記電力用半導体装置の電力値を計算する制御部と、
    前記スイッチングトランジスタの前記飽和電圧、前記ターンオン損失、前記ターンオフ損失および駆動電流の特性データを格納する記憶回路と、
    前記電力用半導体装置の温度を予測する温度予測計算回路と、
    を備え、
    前記温度予測計算回路は、
    前記電力値を特定回数分の履歴を残す熱遅延回路と、
    前記熱遅延回路の値と温度放熱特性に応じた時間係数に基づいて前記電力用半導体装置の予測温度を計算する計算回路と、
    を備え、
    前記制御部は前記予測温度に基づいて異常温度を判定する。
20. 請求項１９の電子装置において、
    前記制御部は、前記温度検出回路から温度測定値を取得し、前記温度測定値と前記特性データとに基づいて前記飽和電圧と前記ターンオン損失と前記ターンオフ損失とを補正する。