JP2017028811A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この半導体装置は、制御電極に印加する制御信号を出力してスイッチング素子のオンオフを駆動する駆動部と、制御信号を生成するための基準となる指令信号を生成する指令信号生成部と、指令信号に基づいて駆動部を制御する制御部と、を備える。制御部は、第1電極に出力する制御信号としての第1制御信号を指令信号に同期させるとともに、第2電極に出力する制御信号としての第2制御信号のオンタイミングを、指令信号に対して所定時間遅延させ、さらに、第2制御信号のオフタイミングを、指令信号における過去のパルス幅に基づいて推定して決定する。
【選択図】図1
Description
最初に、図1および図2を参照して、本実施形態に係る半導体装置の概略構成について説明する。
推定された過去のパルス幅Tpreは過去の各パルス幅Tiから複数あるいは単一のパルス幅を選んで統計値として計算される値であって、その計算方法は数式4によるものに限定されるものではない。例えば、数式5に示すように、パルス幅Tpreを算出しても良い。数式5は、1周期前のパルス幅T1を基準にして、隣り合う1周期のパルス幅の差分の平均値を摂動として加算し、補正するような計算方法である。
第1実施形態およびその変形例における半導体装置100では、第2制御信号のオンタイミングにおける第1制御信号からの遅相量Td1と、オフタイミングにおける進相量Td2とが一定とされる場合の例を説明した。これに対して、本実施形態では、進相量Td2を可変とする構成について説明する。
第1実施形態および第2実施形態では、IGBT200という単一のスイッチング素子に2つのゲート電極210、すなわち第1電極211と第2電極212が形成される例について説明した。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
Claims (11)
- スイッチング素子(200)のオンオフを制御する制御電極(210)として、少なくとも第1電極(211)および第2電極(212)とを並列に駆動する半導体装置であって、
前記制御電極に印加する制御信号を出力して前記スイッチング素子のオンオフを駆動する駆動部(10)と、
前記制御信号を生成するための基準となる指令信号を生成する指令信号生成部(30)と、
前記指令信号に基づいて前記駆動部を制御する制御部(20)と、を備え、
前記制御部は、
前記第1電極に出力する制御信号としての第1制御信号を前記指令信号に同期させるとともに、
前記第2電極に出力する制御信号としての第2制御信号のオンタイミングを、前記指令信号に対して所定時間遅延させ、
さらに、前記第2制御信号のオフタイミングを、前記指令信号における過去のパルス幅に基づいて推定して決定することを特徴とする半導体装置。 - 前記制御部は、
前記指令信号におけるオンタイミングを遅延させる遅延部(21)と、
前記指令信号における過去のパルス幅を測定して前記指令信号におけるオフタイミングを推定するパルス幅推定部(22)と、前記指令信号の論理積を演算する演算部(23)と、を有し、
前記第2制御信号は、前記演算部が
前記指令信号のうち、オンタイミングおよびオフタイミングを変更しない第1指令信号と、
前記指令信号のうち、前記遅延部および前記パルス幅推定部を介してオンタイミングおよびオフタイミングが変更された第2指令信号と、の論理積を演算した結果が前記駆動部に入力されることにより生成されることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 - 前記スイッチング素子の状態を検出する状態検出部(40)をさらに備え、
前記第2制御信号のオンタイミングおよびオフタイミングは、前記指令信号における過去のパルス幅に加えて、前記状態検出部により検出された前記スイッチング素子の状態に基づいて決定されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体装置。 - 前記スイッチング素子の状態とは、少なくとも前記スイッチング素子の温度を含み、
前記制御部は、前記状態検出部が検出する前記スイッチング素子の温度が低いほど、前記第2制御信号のオフタイミングの進相量を相対的に小さくすることを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。 - 前記スイッチング素子の状態とは、少なくとも前記スイッチング素子が出力する出力電流を含み、
前記制御部は、前記状態検出部が検出する前記出力電流が小さいほど、前記第2制御信号のオフタイミングの進相量を相対的に小さくすることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の半導体装置。 - 前記第2制御信号のオンタイミングにおける、前記指令信号からの遅相量Td1と、
前記第2制御信号のオンタイミングにおける、前記指令信号からの進相量Td2と、が予め設定され、
前記第2制御信号のパルス幅は、前記指令信号の推定された過去のパルス幅Tpreを用いて、Tpre−(Td1+Td2)に設定されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記制御部は、前記指令信号の推定された過去のパルス幅Tpreを、過去における個々のパルス幅の統計値として算出することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記スイッチング素子は、単一の素子に前記第1電極と前記第2電極とが形成されていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記スイッチング素子は、前記第1電極を制御電極とする第1素子(300)と、前記第2電極を制御電極とする第2素子(400)とを含み、
前記第1素子と前記第2素子とが前記駆動部に対して並列に接続されていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の半導体装置。
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