JP2022109141A - 設計支援装置、設計支援システム、電気装置、設計支援方法、プログラム、及び記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に示すように、設計支援システム1は、設計支援装置10、駆動回路20、半導体素子30、及び検出回路40を含む。
設計支援装置10は、設定部11、特性値算出部12、スコア算出部13、関数算出部14、記憶部15、入力部18、及び出力部19を含む。
例えば、設計支援装置10は、図2に示す設計支援方法DM0を実行する。設定部11は、制御値群を設定する(ステップS1)。特性値算出部12は、半導体素子30の出力結果から、特性値を算出する(ステップS2)。スコア算出部13は、特性値に基づいてスコアを算出する(ステップS3)。関数算出部14は、履歴データから第1関数を算出する(ステップS4)。設計支援装置10は、ステップS1~S4を繰り返す。ステップS1~S4は、第1処理に対応する。
例えば、設計支援システム1は、図3に示す設計支援方法DM1を実行する。初期サンプリングが実行される(ステップS11)。初期サンプリングでは、設定部11が、制御値群をランダムに設定する。特性値算出部12は、出力結果から特性値を算出する。スコア算出部13は、特性値に基づいてスコアを算出する。初期サンプリングでは、制御値群の設定、特性値の算出、及びスコアの算出が繰り返される。例えば、初期サンプリングは、2回~5回繰り返される。初期サンプリングの繰り返しにより、制御値群とスコアのデータセットが記憶部15に繰り返し保存される。
例えば、図4~図10に示す半導体素子100及び100a~100fのいずれかを、半導体素子30として用いることができる。
実施形態に係る設計支援装置10は、図11に示すハードウェア構成により実現可能である。図11に示す処理装置90は、CPU91、ROM92、RAM93、記憶装置94、入力インタフェース95、出力インタフェース96、及び通信インタフェース97を含む。
複数のゲートを含む半導体素子について、ゲートへ電圧を印加するタイミングを、ゲート同士の間でずらす方法がある。これにより、半導体素子の特性を改善できる。例えば、電力損失を低減できる。特性を効果的に改善させるためには、ゲート同士の間での電圧印加の時間差を、半導体素子の構造に応じて設定することが望ましい。従来、人が時間差を変化させながら半導体素子の特性を確認し、時間差が探索される。
図12は、実施形態の第1変形例に係る設計支援方法を示すフローチャートである。
設計支援装置10は、第1サブ処理の実行中に、第2サブ処理を実行しても良い。第1サブ処理は、ステップS12を含む。第2サブ処理は、図3に示すフローチャートのステップS13~S17を含む。すなわち、1つの第1処理において、第1サブ処理及び第2サブ処理が実行される。
図13は、実施形態の第2変形例に係る設計支援システムの機能構成を示すブロック図である。
図13に示すように、第2変形例に係る設計支援システム1bは、電気装置2、設計支援装置10、及び検出回路40を含む。電気装置2は、制御回路10a、駆動回路20、及び半導体素子30を含む。
図14は、実施形態の第3変形例に係る電気装置の機能構成を示すブロック図である。
図14に示すように、第3変形例に係る電気装置2aは、制御回路10b、駆動回路20、半導体素子30、及び検出回路40を含む。
電気装置2aは、図15に示す設計支援方法DM2を実行しても良い。設計支援方法DM2では、初期サンプリングが実行される(ステップS11)。関数算出部14は、第1関数を算出する(ステップS12)。設定部11は、算出された第1関数に基づいて制御値群を設定する(ステップS13)。電気装置2aは、設定された制御値群を用いてサンプリングを実行する(ステップS31)。サンプリングでは、半導体素子30への入力、検出、特性値の算出、及びスコアの算出が繰り返される。制御値群とスコアのデータセットが記憶部15に繰り返し保存される。
(第4変形例)
図16は、実施形態の第4変形例に係る電気装置の機能構成を示すブロック図である。
第4変形例に係る電気装置2bは、電気部品31を含む点で、電気装置2aと異なる。電気部品31は、半導体素子30を含む。電気部品31は、例えばモータである。
Claims (20)
- 第1ゲート及び第2ゲートを含む複数のゲートが設けられた半導体素子について、前記第1ゲートへ電圧を印加する第1タイミングと前記第2ゲートへ電圧を印加する第2タイミングとの第1時間差を含む制御値群を設定し、
前記制御値群に対応した電気信号が前記半導体素子へ入力されたときの出力結果から、前記半導体素子の特性を示す特性値を算出し、
前記特性値に基づくスコアと前記制御値群とのデータセットを1つ以上含む履歴データから第1関数を算出する、
第1処理を実行し、新たな前記制御値群を前記第1関数を用いて設定する、設計支援装置。 - 前記第1処理を繰り返し実行する、請求項1記載の設計支援装置。
- 1つの前記第1処理は、
前記第1関数の算出を含む第1サブ処理と、
前記制御値群の設定及び前記特性値の算出を含む第2サブ処理と、
を含み、
前記第1サブ処理の実行中に、前記第2サブ処理を実行する、請求項2記載の設計支援装置。 - 前記1つの第1処理において、前記第1サブ処理の実行中に前記第2サブ処理を繰り返し、前記第1サブ処理の完了に応じて前記第2サブ処理の繰り返しを停止する、請求項3記載の設計支援装置。
- 前記スコアは、前記特性値の目的関数への入力によって算出され、
前記第1関数は、前記履歴データに基づくベイズ推定によって算出され、
前記新たな制御値群は、前記第1関数に基づいて設定される、請求項1~4のいずれか1つに記載の設計支援装置。 - 前記制御値群は、前記第1ゲートへ印加される第1電圧値、前記第2ゲートへ印加される第2電圧値、前記第1ゲートの第1電気抵抗、及び前記第2ゲートの第2電気抵抗からなる群より選択される少なくとも1つをさらに含む、請求項1~5のいずれか1つに記載の設計支援装置。
- 前記出力結果は、時間に対する電流の変化及び時間に対する電圧の変化を含み、
前記特性値は、電力損失を含む、請求項1~6のいずれか1つに記載の設計支援装置。 - 前記複数のゲートは、第3ゲートをさらに含み、
前記制御値群は、前記第1タイミングと前記第3ゲートへ電圧を印加する第3タイミングとの第2時間差をさらに含む、請求項1~7のいずれか1つに記載の設計支援装置。 - 前記半導体素子は、IGBTを含む、請求項1~8のいずれか1つに記載の設計支援装置。
- 請求項1~9のいずれか1つに記載の設計支援装置と、
前記半導体素子へ前記電気信号を入力する駆動回路と、
前記半導体素子からの出力を検出し、前記出力結果を生成する検出回路と、
を備えた設計支援システム。 - 第1ゲート及び第2ゲートを含む複数のゲートが設けられた半導体素子と、
前記複数のゲートと電気的に接続された制御回路であって、
前記第1ゲートへ電圧を印加する第1タイミングと前記第2ゲートへ電圧を印加する第2タイミングとの第1時間差を含む制御値群を設定し、
前記制御値群に対応した電気信号が前記半導体素子へ入力されたときの出力結果から、前記半導体素子を含む電気部品の特性を示す特性値を算出し、
前記特性値に基づくスコアと前記制御値群とのデータセットを1つ以上含む履歴データから第1関数を算出し、新たな前記制御値群は前記第1関数を用いて設定される、
前記制御回路と、
を備えた電気装置。 - 第1ゲート及び第2ゲートを含む複数のゲートが設けられた半導体素子について、前記第1ゲートへ電圧を印加する第1タイミングと前記第2ゲートへ電圧を印加する第2タイミングとの第1時間差を含む制御値群を設定し、
前記制御値群に対応した電気信号が前記半導体素子へ入力されたときの出力結果から、前記半導体素子の特性を示す特性値を算出し、
前記特性値に基づくスコアと前記制御値群とのデータセットを1つ以上含む履歴データから第1関数を算出する、
第1処理を実行し、新たな前記制御値群を前記第1関数を用いて設定する、設計支援方法。 - 前記第1処理を繰り返し実行する、請求項12記載の設計支援方法。
- 1つの前記第1処理は、
前記第1関数の算出を含む第1サブ処理と、
前記制御値群の設定及び前記特性値の算出を含む第2サブ処理と、
を含み、
前記第1サブ処理の実行中に、前記第2サブ処理を実行する、請求項13記載の設計支援方法。 - 前記1つの第1処理において、前記第1サブ処理の実行中に前記第2サブ処理を繰り返し、前記第1サブ処理の完了に応じて前記第2サブ処理の繰り返しを停止する、請求項14記載の設計支援方法。
- 処理装置に、
第1ゲート及び第2ゲートを含む複数のゲートが設けられた半導体素子について、前記第1ゲートへ電圧を印加する第1タイミングと前記第2ゲートへ電圧を印加する第2タイミングとの第1時間差を含む制御値群を設定させ、
前記制御値群に対応した電気信号が前記半導体素子へ入力されたときの出力結果から、前記半導体素子の特性を示す特性値を算出させ、
前記特性値に基づくスコアと前記制御値群とのデータセットを1つ以上含む履歴データから第1関数を算出させる、
第1処理を実行させ、新たな前記制御値群を前記第1関数を用いて設定させる、プログラム。 - 前記処理装置に、前記第1処理を繰り返し実行させる、請求項16記載のプログラム。
- 1つの前記第1処理は、
前記第1関数の算出を含む第1サブ処理と、
前記制御値群の設定及び前記特性値の算出を含む第2サブ処理と、
を含み、
前記処理装置に、前記第1サブ処理の実行中において、前記第2サブ処理を実行させる、請求項17記載のプログラム。 - 前記処理装置に、前記1つの第1処理において、前記第1サブ処理の実行中に前記第2サブ処理を繰り返させ、前記第1サブ処理の完了に応じて前記第2サブ処理の繰り返しを停止させる、請求項18記載のプログラム。
- 請求項16~19のいずれか1つに記載のプログラムを記憶した記憶媒体。
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