JP3666263B2 - パワー半導体モジュール - Google Patents
パワー半導体モジュール Download PDFInfo
- Publication number
- JP3666263B2 JP3666263B2 JP24240898A JP24240898A JP3666263B2 JP 3666263 B2 JP3666263 B2 JP 3666263B2 JP 24240898 A JP24240898 A JP 24240898A JP 24240898 A JP24240898 A JP 24240898A JP 3666263 B2 JP3666263 B2 JP 3666263B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power conversion
- unit
- conversion unit
- current
- control signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パワー半導体モジュールに関し、特に、制御信号が入力され、その制御信号に応じて電力変換を行うパワー半導体モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、エアコンディショナなどでは、商用電源である１００Ｖの単相交流を３相交流に変換してモータに供給することにより、冷媒を循環させるためのコンプレッサを回転させる構成とされている。
【０００３】
このようなエアコンディショナにおいては、例えば、スムーズな温度調節を行うためには、モータの回転数は自由に調節可能であることが望ましい。
そこで、そのような要求に応じるために、設定温度等に応じた制御信号（例えば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号）を入力し、その信号に応じて直流電力（商用電源を整流して得た電力）を３相交流に変換する、いわゆる、インテリジェントパワーモジュールが提供されている。
【０００４】
図１０は、従来のインテリジェントパワーモジュールおよびその付随回路の構成例を示す回路図である。
この図において、破線によって囲繞されている部分がインテリジェントパワーモジュールであり、その他の部分は、このインテリジェントパワーモジュールに対して制御信号を供給するための付随回路である。
【０００５】
端子１−１〜１−１２には、前述の制御信号が入力される。フォトカプラ２−１〜２−６は、入力された信号を後段に伝達するとともに、制御信号を生成する図示せぬ装置と、インテリジェントパワーモジュールとを絶縁する。
【０００６】
抵抗４−１〜４−６は、フォトカプラ２−１〜２−６に流れる電流を制限する。直流電源５−１〜５−４は、フォトカプラ２−１〜２−６およびプリドライバ６−１〜６−６に対して電力を供給する。
【０００７】
インテリジェントパワーモジュール３０は、同一パッケージに封入されており、回路各部に接続されている端子（図中白丸で示す）が、例えば、パッケージの側面に設けられている。
【０００８】
なお、インテリジェントパワーモジュール３０では、前述の付随回路から入力される制御信号に応じて、Ｐ端子とＮ端子に印加されている直流を３相交流に電力変換して、端子Ｕ，Ｖ，Ｗから負荷側へ出力する。
【０００９】
インテリジェントパワーモジュールのプリドライバ６−１〜６−６は、フォトカプラ２−１〜２−６から供給された制御信号に応じて、後段の回路を制御する。
【００１０】
出力トランジスタ７−１〜７−６は、プリドライバ６−１〜６−６の制御に応じて、スイッチング動作を行い、入力された電流を断続する。
ダイオード８−１〜８−６は、負荷が誘導性である場合において、スイッチングの際の回生エネルギーを環流させる。
【００１１】
過電流保護回路１１は、電流検出用抵抗１３の両端の電圧を検出し、出力トランジスタ７−１〜７−６に流入する電流が所定のレベルを超過した場合には、出力トランジスタ７−１〜７−６を保護するために、プリドライバ６−４〜６−６の動作を停止させるとともに、フォトカプラ１０を介して外部に警告信号を出力する。
【００１２】
加熱保護回路１２は、温度検出用抵抗１４の両端の電圧を検出し、インテリジェントパワーモジュール３０の温度が所定のレベルを超過した場合には、出力トランジスタ７−１〜７−６を保護するために、プリドライバ６−４〜６−６の動作を停止させるとともに、フォトカプラ１０を介して外部に警告信号を出力する。
【００１３】
以上のようなインテリジェントパワーモジュール３０を用いれば、制御信号に応じて、負荷側に出力される電力を制御し、異常時には自己保護することができる。
【００１４】
図１１は、従来のインテリジェントパワーモジュールおよびその付随回路の他の構成例を示す回路図である。
この図において、図１０の場合と対応する部分には、対応する符号を付してあるので、その説明は省略する。
【００１５】
この例では、出力トランジスタ７−１〜７−６に電流検出用抵抗２０−１〜２０−６が接続されており、出力電流を検出する。また、プリドライバ６−１〜６−６が、電流検出用抵抗２０−１〜２０−６によって検出された電圧が所定のレベルを超過した場合には、出力トランジスタ７−１〜７−６を保護するために、その動作を停止するとともに、フォトカプラ１０を介して外部に警告信号を出力する。
【００１６】
また、加熱保護回路１２は、温度検出用抵抗１４の両端の電圧を検出し、インテリジェントパワーモジュール３０の温度が所定のレベルを超過した場合には、出力トランジスタ７−１〜７−６を保護するために、プリドライバ６−４〜６−６の動作を停止させるとともに、フォトカプラ１０を介して外部に警告信号を出力する。
【００１７】
なお、その他の構成は、図１０の場合と同様である。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のような従来例においては、電流検出用抵抗１３は、インテリジェントパワーモジュール３０の内部に封入されているため、過電流保護回路１１が動作する電流レベルを変更することができないという問題点があった。
【００１９】
また、インテリジェントパワーモジュール３０に内蔵されている過電流保護回路１１以外の過電流保護回路を設けようとすると、電流を検出するための抵抗を外部に新たに追加する必要が生じ、その結果、追加された新たな抵抗において電力の損失が生ずるという問題点があった。
【００２０】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、保護回路が動作する電流レベルを自由に変更可能なパワー半導体モジュールを提供することを目的とする。
【００２１】
また、本発明は、電力の損失を増加させることなく、新たな過電流保護回路を追加可能なパワー半導体モジュールを提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、制御信号が入力され、その制御信号に応じて電力変換を行うパワー半導体モジュールにおいて、電力変換を行う電力変換部と、前記制御信号に応じて前記電力変換部を制御する制御部と、前記電力変換部に具備された電流検出用の抵抗の両端に発生する電圧を検出し、前記電力変換部に過大な電流が流れた場合には、前記制御部を制御して前記電力変換部を保護する過電流保護部と、が同一のパッケージに封入され、前記電流検出用の抵抗の両端電圧が前記制御部に入力されかつ前記電流検出用の抵抗の両端がパッケージの外部へ直接導出されていることを特徴とするパワー半導体モジュールが提供される。
【００２３】
ここで、電力変換部は、電力変換を行い、制御部は、制御信号に応じて電力変換部を制御し、過電流保護部は、電力変換部に具備された電流検出用の抵抗の両端に発生する電圧を検出し、電力変換部に過大な電流が流れた場合には、制御部を制御して電力変換部を保護する。そして、これらの機能部は、同一のパッケージに封入されており、電流検出用の抵抗の両端がパッケージの外部に設けられている端子に接続されている。
【００２４】
また、制御信号が入力され、その制御信号に応じて電力変換を行うパワー半導体モジュールにおいて、電力変換を行う電力変換部と、前記制御信号に応じて前記電力変換部を制御する制御部と、前記電力変換部に過大な電流が流れた場合には、前記制御部を制御して前記電力変換部を保護する過電流保護部と、が同一のパッケージに封入され、前記過電流保護部は、前記電力変換部に流れる電流を前記パッケージの外部へ直接導出する端子を有し、前記端子に接続された電流検出用の抵抗の両端に発生する電圧を監視することにより、前記電力変換部に流れる過大な電流を検出することを特徴とするパワー半導体モジュールが提供される。
【００２５】
ここで、電力変換部は電力変換を行う。制御部は、制御信号に応じて電力変換部を制御する。過電流保護部は、電力変換部に過大な電流が流れた場合には、制御部を制御して電力変換部を保護する。そして、これらの機能は同一のパッケージに封入され、過電流保護部は、パッケージの外部に接続された電流検出用の抵抗の両端に発生する電圧を監視することにより、電力変換部に流れる過大な電流を検出する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の原理を説明する原理図である。
【００２７】
この図において、パワー半導体モジュールは、１パッケージのモジュールとして構成されており、入力された直流を、制御信号に応じて３相交流に電力変換して出力する。
【００２８】
電力変換部３０ｂは、端子ｔ２，ｔ３を介して入力された直流電流を、制御部３０ａの制御に応じて、３相交流に変換して端子ｔ４，ｔ５，ｔ６から出力する。
【００２９】
制御部３０ａは、端子ｔ１を介して入力された、例えば、ＰＷＭ信号などに応じて、電力変換部３０ｂを制御する。
過電流保護部３０ｄは、電力変換部３０ｂの所定の位置に具備されている電流検出用抵抗３０ｃの両端の電圧を検出し、電力変換部３０ｂを流れる電流が、あるレベルを超過した場合には、制御部３０ａに信号を送る。その結果、制御部３０ａは、電力変換部３０ｂを制御し、電力変換部３０ｂに過大な電流が流れることを防止する。
【００３０】
端子ｔ７，ｔ８は、電流検出用抵抗３０ｃの両端に接続されており、抵抗の両端に生じている電圧を外部に取り出すことができる。
このような構成によれば、電流検出用抵抗３０ｃに接続されている端子ｔ７，ｔ８に新たな抵抗を接続することにより、過電流保護部３０ｄの動作する電流のレベルを適宜変更することが可能となる。
【００３１】
また、電流検出用抵抗３０ｃには、電力変換部３０ｂから出力される電流に略比例した電圧が加わっているので、この電圧に基づいて動作する新たな過電流保護回路を外部に設けたり、また、この電圧に応じて、制御部３０ａが出力する制御信号を適宜変更することにより、更に正確な電力を負荷に供給することが可能となる。
【００３２】
図２は、本発明の実施の形態の構成例を示す図である。
この図において、入力部４０は、例えば、エアコンディショナ等のコントロールパネルなどから入力された設定値（例えば、設定温度）などを入力して、対応する制御信号を出力する。制御信号発生部４１は、入力部４０からの入力信号と、負荷部４３からの検出信号（または、図示せぬ検出部からの検出信号（例えば、現在の室温等））とに応じて、インテリジェントパワーモジュール３０を制御する。
【００３３】
整流部４２は、商用電源（交流）を入力してこれを整流することにより、直流電圧を生成し、インテリジェントパワーモジュール３０に供給する。
インテリジェントパワーモジュール３０は、図１に示すパワー半導体モジュールに対応しており、制御信号発生部４１から供給された制御信号に応じて、整流部４２から供給される直流を電力変換することにより、３相交流を発生して、負荷部４３に供給する。
【００３４】
負荷部４３は、例えば、コンプレッサ等を駆動するための３相交流モータなどである。
図３は、図２に示すインテリジェントパワーモジュール３０の第１の構成例を示す回路図である。
【００３５】
この図において、破線によって囲繞されている部分がインテリジェントパワーモジュール３０であり、その他の部分は、このインテリジェントパワーモジュールに対して制御信号を供給するための付随回路である。
【００３６】
端子１−１〜１−１２には、前述の制御信号が入力される。フォトカプラ２−１〜２−６は、入力された信号を後段に伝達するとともに、制御信号発生部４１と、インテリジェントパワーモジュール３０とを電気的に絶縁する。
【００３７】
抵抗４−１〜４−６は、フォトカプラ２−１〜２−６に流れる電流を制限する。直流電源５−１〜５−４は、フォトカプラ２−１〜２−６およびプリドライバ６−１〜６−６に対して電力を供給する。
【００３８】
なお、インテリジェントパワーモジュール３０は、１つのパッケージに封入されており、回路各部に接続されている端子（図中白丸で示す）が、例えば、パッケージの側面に設けられている。
【００３９】
このインテリジェントパワーモジュール３０は、前述の付随回路から入力される制御信号に応じて、Ｐ端子とＮ端子に印加されている直流を３相交流に電力変換して、端子Ｕ，Ｖ，Ｗから負荷部４３へ出力する。
【００４０】
インテリジェントパワーモジュール３０のプリドライバ６−１〜６−６は、フォトカプラ２−１〜２−６から出力される制御信号に応じて、後段の回路を制御する。
【００４１】
出力トランジスタ７−１〜７−６は、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor ）などによって構成されており、プリドライバ６−１〜６−６の制御に応じて、スイッチング動作を行い、入力された電流を断続する。
【００４２】
ダイオード８−１〜８−６は、負荷が誘導性である場合において、出力トランジスタ７−１〜７−６がスイッチングする際に、自己誘導（または、相互誘導）によって生ずる回生エネルギーを環流させる。
【００４３】
過電流保護回路１１は、電流検出用抵抗１３の両端の電圧を検出し、出力トランジスタ７−１〜７−６に流入する電流が所定のレベルを超過した場合には、出力トランジスタ７−１〜７−６を保護するために、プリドライバ６−４〜６−６の動作を停止させるとともに、フォトカプラ１０を介して外部に警告信号を出力する。
【００４４】
電流検出用抵抗１３の両端は、端子Ｎおよび端子Ｓに接続されているので、インテリジェントパワーモジュール３０の外部から、電流検出用抵抗１３に生ずる電圧を検出することが可能となる。
【００４５】
加熱保護回路１２は、温度検出用抵抗１４の両端の電圧を検出し、インテリジェントパワーモジュール３０の温度が所定のレベルを超過した場合には、出力トランジスタ７−１〜７−６を保護するために、プリドライバ６−４〜６−６の動作を停止させるとともに、フォトカプラ１０を介して外部に警告信号を出力する。
【００４６】
次に、以上の実施の形態の動作を簡単に説明する。
端子１−１〜１−１２から入力された制御信号は、フォトカプラ２−１〜２−６を介して、プリドライバ６−１〜６−６に入力する。
【００４７】
プリドライバ６−１〜６−６は、制御信号に応じて出力トランジスタ７−１〜７−６を制御する。出力トランジスタ７−１〜７−６は、端子Ｐと端子Ｎとに供給されている直流を適宜スイッチングすることにより、３相交流を生成して、端子Ｕ，Ｖ，Ｗから出力する。
【００４８】
即ち、出力トランジスタ７−１〜７−３からなるグループと、出力トランジスタ７−４〜７−６からなるグループのそれぞれから、１対の出力トランジスタが選択されて、それらが共にＯＮの状態とされることにより、端子Ｕ，Ｖ，Ｗのうちの２組の端子の間で所定の方向に電流が流れることになる。このような動作が繰り返されることにより、直流が３相交流に変換される。
【００４９】
このとき、電流検出用抵抗１３には、直流電源から流入する電流に応じた起電力が生じており、過電流保護回路１１は、その起電力が所定のレベルを超過した場合に、プリドライバ６−４〜６−６の動作を停止させるので、出力トランジスタ７−１〜７−６が破損することを防止することができる。
【００５０】
本実施の形態では、電流検出用抵抗１３の両端が端子Ｓ，Ｎに接続されているので、この端子Ｓ，Ｎに対して新たな抵抗を接続することにより、過電流保護回路１１が動作する電流のレベルを適宜変更することが可能となる。
【００５１】
例えば、いま、過電流保護回路１１の動作電圧をＶ0 とし、電流検出用抵抗１３の抵抗値をＲ、過電流保護回路１１が動作する電流値をＩ０とすると、これらの間には、以下の関係が成り立つ。
【００５２】
Ｉ0 ＝Ｖ０／Ｒ ・・・（１）
いま、端子Ｓ，Ｎに対して、抵抗値がｒの抵抗を新たに接続すると、過電流保護回路１１が動作する電流値Ｉ１は、以下のようになる。
【００５３】
Ｉ1 ＝Ｖ0 ／（Ｒ・ｒ／（Ｒ＋ｒ）） ・・・（２）
ここで、Ｒ・ｒ／（Ｒ＋ｒ）＜Ｒであるので、Ｉ1 ＞Ｉ0 となる。従って、過電流保護回路１１が動作する電流のレベルを高く設定することが可能となる。
【００５４】
なお、電流検出用抵抗１３の抵抗値をやや大きめに設定しておき、外部に接続される抵抗によって、過電流保護回路１１が動作する電流値を用途に応じて、適宜設定するようにしてもよい。
【００５５】
次に、図４を参照して、図２に示すインテリジェントパワーモジュールの第２の構成例について説明する。
図４は、図２に示すインテリジェントパワーモジュールの第２の構成例を示す回路図である。この図において、図３に示す場合と対応する部分には、同一の符号を付してあるので、その説明は適宜省略する。
【００５６】
この実施の形態においては、出力トランジスタ７−１〜７−６の電流センス部に接続されている電流検出用抵抗２０−１〜２０−６の出力トランジスタ側が、端子Ｓ１〜Ｓ６に接続されている。また、過電流保護回路１１が除外され、その代わりに、プリドライバ６−１〜６−６が、電流検出用抵抗２０−１〜２０−６の両端の電圧を検出して、出力トランジスタから過大な電流が出力された場合には、その駆動動作を停止する構成とされている。なお、それ以外は、図３に示す場合と同様の構成とされている。
【００５７】
この構成例では、出力トランジスタ７−１〜７−３から出力される電流は、端子Ｓ１とＵ、端子Ｓ２とＶ、端子Ｓ３とＷ、の間に出力される電圧をそれぞれ参照することにより検出することができる。また、出力トランジスタ７−４〜７−６から出力される電流は、端子Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６と端子Ｎとの間に出力される電圧をそれぞれ参照することにより検出することができる。
【００５８】
このような実施の形態によれば、各出力トランジスタから出力される電流を直接監視することができるので、図３に示す実施の形態に比較して、より細かな制御を行うことが可能となる。
【００５９】
なお、以上の実施の形態においては、全ての出力トランジスタ７−１〜７−６に接続されている電流検出用抵抗２０−１〜２０−６を接続端子Ｓ１〜Ｓ６にそれぞれ接続するようにしたが、一部のみを接続するようにしてもよい。
【００６０】
ところで、図３および図４に示す実施の形態に具備された電流検出用抵抗には、出力トランジスタから出力される電流に応じた電圧が発生することになるので、この電圧を検出して動作する過電流保護回路をパッケージの外部に新たに設けることも可能である。
【００６１】
即ち、図３および図４に示すインテリジェントパワーモジュール３０の電流検出用抵抗１３または電流検出用抵抗２０−１〜２０−６の両端の電圧が出力される端子ＳとＮ、または、端子Ｓ１とＵ、端子Ｓ２とＶ、端子Ｓ３とＷ、端子Ｓ４とＮ、端子Ｓ５とＮ、端子Ｓ６とＮ、に対して、図５に示す電流検出回路を接続する。そして、この回路から出力される信号を、図２に示す制御信号発生部４１に供給し、その出力が“Ｈ”の状態である場合には、制御信号の出力を停止するように構成することにより、出力トランジスタに過大な電流が流入して破損することを防止することができる。
【００６２】
なお、図５に示す電流検出回路は、入力抵抗５２、基準電源５３、および、コンパレータ５４から構成されており、端子５０，５１間に入力される電圧が所定のレベル（基準電源５３の電圧レベル）を超過した場合には、その出力が“Ｈ”の状態となるように構成されている。
【００６３】
なお、入力電圧が基準レベルとほぼ等しい場合に、チャタリングが発生することを防止するために、コンパレータ５４の入出力特性がヒステリシスを有するように構成することも可能である。
【００６４】
以上のような構成とすることにより、インテリジェントパワーモジュール３０の内部の過電流保護回路１１だけでなく、外部の過電流保護回路によっても、出力トランジスタに対して過大な電流が流入することを監視することができるので、例えば、環境温度などに応じて、過電流保護回路が動作する電流値を外部の過電流保護回路によって適宜変更することも可能となる。
【００６５】
図６は、本発明の他の実施の形態の構成例を示すブロック図である。この図において、図２の場合と対応する部分には、同一の符号を付してあるのでその説明は省略する。
【００６６】
この実施の形態においては、増幅部７０が追加されている。その他の構成は、図２に示す場合と同様である。
増幅部７０は、インテリジェントパワーモジュール３０の電流検出用抵抗に接続されている端子からの出力電圧（検出信号）を増幅して出力する。
【００６７】
次に、以上の実施の形態の動作について簡単に説明する。
入力部４０に対して所定の設定値が入力されると、入力部４０は、その設定値に対応する入力信号を出力する。
【００６８】
制御信号発生部４１は、入力部４０から供給される入力信号と、増幅部７０から出力される増幅信号（検出信号が増幅された信号）とを参照し、対応する制御信号を発生して、インテリジェントパワーモジュール３０に対して供給する。
整流部４２は、商用電源の交流を整流して直流に変換し、インテリジェントパワーモジュール３０に対して供給する。
【００６９】
インテリジェントパワーモジュール３０は、制御信号発生部４１から供給された制御信号に応じて、整流部４２から供給される直流を３相交流に電力変換して出力する。
【００７０】
負荷部４３は、インテリジェントパワーモジュール３０から供給される３相交流に応じて、コンプレッサなどを駆動する。
増幅部７０は、インテリジェントパワーモジュール３０の電流検出用抵抗に接続されている端子に出力されている電圧を増幅して、制御信号発生部４１に供給する。
【００７１】
ここで、インテリジェントパワーモジュール３０の電流検出用抵抗の両端に発生する電圧は、出力電流に略比例することから、この電圧に応じた制御信号を発生して、インテリジェントパワーモジュール３０に供給するようにすれば、負荷部４３に供給される電流を正確に制御することが可能となる。
【００７２】
以上の実施の形態によれば、インテリジェントパワーモジュール３０の内部の電流検出用抵抗に接続されている端子から出力される電圧に応じて、制御信号発生部４１が発生する信号を変化させるようにしたので、負荷部４３に供給される電力を正確に制御することが可能となる。
【００７３】
次に、図７を参照して、本発明の他の原理図について説明する。なお、図７において、図１の場合と対応する部分には同一の符号を付してあるのでその説明は省略する。
【００７４】
図７に示す原理図では、図１の場合と比較して、電流検出用抵抗３０ｃがパワー半導体モジュール内から除外され、パッケージの外部に設けられた端子ｔ７，ｔ８に接続されている。その他の構成は、図１の場合と同様である。
【００７５】
図１の構成では、抵抗値は、電流検出用抵抗３０ｃの抵抗値と端子ｔ７，ｔ８に接続される抵抗の抵抗値とから計算により求める必要があるが、図７の例では、端子ｔ７，ｔ８に接続される電流検出用抵抗３０ｃの抵抗値がそのまま求めるべき抵抗値となるので、設計を簡便化することが可能となる。
【００７６】
また、図１の場合に比較して、抵抗値を広範囲に設定することが可能となるので、ユーザの用途に応じて最適な設定を行うことが可能となる。
図８は、図２に示すインテリジェントパワーモジュールの第３の構成例を示す回路図である。なお、この図において、図３の場合と対応する部分には同一の符号を付してあるので、その説明は省略する。
【００７７】
図８に示す実施の形態では、図３の場合と比較して、電流検出用抵抗１３がインテリジェントパワーモジュール３０のパッケージの外部に設けられた端子Ｓ，Ｎに接続されている。その他の構成は、図３の場合と同様である。
【００７８】
このような構成によれば、図７に示す原理図を参照して説明したように、設計を簡便化することが可能となるとともに、ユーザの用途に応じて最適な設定を行うことが可能となる。
【００７９】
図９は、図２に示すインテリジェントパワーモジュールの第４の構成例を示す回路図である。なお、この図において、図４の場合と対応する部分には同一の符号を付してあるので、その説明は省略する。
【００８０】
図９に示す実施の形態では、図４の場合と比較して、電流検出用抵抗２０−１〜２０−６がインテリジェントパワーモジュール３０のパッケージの外部に設けられた端子Ｓ１，Ｕ、端子Ｓ２，Ｖ、端子Ｓ３，Ｗ、端子Ｓ４，Ｎ、端子Ｓ５，Ｎ、および、端子Ｓ６，Ｎにそれぞれ接続されている。その他の構成は、図４の場合と同様である。
【００８１】
このような構成によれば、前述の場合と同様に、設計を簡便化することが可能となるとともに、ユーザの用途に応じて最適な設定を行うことが可能となる。
なお、図８および図９に示すインテリジェントパワーモジュールを、図５および図６に示す実施の形態とそれぞれ組み合わせて用いることも可能であることはいうまでもない。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、電力変換を行う電力変換部と、制御信号に応じて電力変換部を制御する制御部と、電力変換部に具備された電流検出用の抵抗の両端に発生する電圧を検出し、電力変換部に過大な電流が流れた場合には、制御部を制御して電力変換部を保護する過電流保護部と、が同一のパッケージに封入されたパワー半導体モジュールにおいて、前述の電流検出用の抵抗の両端をパッケージの外部に設けられている端子に接続するようにしたので、過電流保護部が動作する電流のレベルを、外部の抵抗によって容易に変更することが可能となる。
【００８３】
また、本発明では、電力変換を行う電力変換部と、制御信号に応じて電力変換部を制御する制御部と、電力変換部に過大な電流が流れた場合には、制御部を制御して電力変換部を保護する過電流保護部と、が同一のパッケージに封入されたパワー半導体モジュールにおいて、過電流保護部が、パッケージの外部に接続された電流検出用の抵抗の両端に発生する電圧を監視することにより、電力変換部に流れる過大な電流を検出するようにしたので、過電流保護部が動作する電流のレベルを、外部の抵抗によって容易に変更することが可能となる。また、回路設計を簡便化するとともに、設計の自由度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を示す原理図である。
【図２】本発明の実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図３】図２に示すインテリジェントパワーモジュールの第１の構成例を示す回路図である。
【図４】図２に示すインテリジェントパワーモジュールの第２の構成例を示す回路図である。
【図５】電流検出回路の構成例を示す回路図である。
【図６】本発明の他の実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の他の原理を示す原理図である。
【図８】図２に示すインテリジェントパワーモジュールの第３の構成例を示す回路図である。
【図９】図２に示すインテリジェントパワーモジュールの第４の構成例を示す回路図である。
【図１０】従来のインテリジェントパワーモジュールの構成例を示す回路図である。
【図１１】従来のインテリジェントパワーモジュールの他の構成例を示す回路図である。
【符号の説明】
３０ インテリジェントパワーモジュール
３０ａ 制御部
３０ｂ 電力変換部
３０ｃ 電流検出用抵抗
３０ｄ 過電流保護部
ｔ７，ｔ８ 端子
【発明の属する技術分野】
本発明は、パワー半導体モジュールに関し、特に、制御信号が入力され、その制御信号に応じて電力変換を行うパワー半導体モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、エアコンディショナなどでは、商用電源である１００Ｖの単相交流を３相交流に変換してモータに供給することにより、冷媒を循環させるためのコンプレッサを回転させる構成とされている。
【０００３】
このようなエアコンディショナにおいては、例えば、スムーズな温度調節を行うためには、モータの回転数は自由に調節可能であることが望ましい。
そこで、そのような要求に応じるために、設定温度等に応じた制御信号（例えば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号）を入力し、その信号に応じて直流電力（商用電源を整流して得た電力）を３相交流に変換する、いわゆる、インテリジェントパワーモジュールが提供されている。
【０００４】
図１０は、従来のインテリジェントパワーモジュールおよびその付随回路の構成例を示す回路図である。
この図において、破線によって囲繞されている部分がインテリジェントパワーモジュールであり、その他の部分は、このインテリジェントパワーモジュールに対して制御信号を供給するための付随回路である。
【０００５】
端子１−１〜１−１２には、前述の制御信号が入力される。フォトカプラ２−１〜２−６は、入力された信号を後段に伝達するとともに、制御信号を生成する図示せぬ装置と、インテリジェントパワーモジュールとを絶縁する。
【０００６】
抵抗４−１〜４−６は、フォトカプラ２−１〜２−６に流れる電流を制限する。直流電源５−１〜５−４は、フォトカプラ２−１〜２−６およびプリドライバ６−１〜６−６に対して電力を供給する。
【０００７】
インテリジェントパワーモジュール３０は、同一パッケージに封入されており、回路各部に接続されている端子（図中白丸で示す）が、例えば、パッケージの側面に設けられている。
【０００８】
なお、インテリジェントパワーモジュール３０では、前述の付随回路から入力される制御信号に応じて、Ｐ端子とＮ端子に印加されている直流を３相交流に電力変換して、端子Ｕ，Ｖ，Ｗから負荷側へ出力する。
【０００９】
インテリジェントパワーモジュールのプリドライバ６−１〜６−６は、フォトカプラ２−１〜２−６から供給された制御信号に応じて、後段の回路を制御する。
【００１０】
出力トランジスタ７−１〜７−６は、プリドライバ６−１〜６−６の制御に応じて、スイッチング動作を行い、入力された電流を断続する。
ダイオード８−１〜８−６は、負荷が誘導性である場合において、スイッチングの際の回生エネルギーを環流させる。
【００１１】
過電流保護回路１１は、電流検出用抵抗１３の両端の電圧を検出し、出力トランジスタ７−１〜７−６に流入する電流が所定のレベルを超過した場合には、出力トランジスタ７−１〜７−６を保護するために、プリドライバ６−４〜６−６の動作を停止させるとともに、フォトカプラ１０を介して外部に警告信号を出力する。
【００１２】
加熱保護回路１２は、温度検出用抵抗１４の両端の電圧を検出し、インテリジェントパワーモジュール３０の温度が所定のレベルを超過した場合には、出力トランジスタ７−１〜７−６を保護するために、プリドライバ６−４〜６−６の動作を停止させるとともに、フォトカプラ１０を介して外部に警告信号を出力する。
【００１３】
以上のようなインテリジェントパワーモジュール３０を用いれば、制御信号に応じて、負荷側に出力される電力を制御し、異常時には自己保護することができる。
【００１４】
図１１は、従来のインテリジェントパワーモジュールおよびその付随回路の他の構成例を示す回路図である。
この図において、図１０の場合と対応する部分には、対応する符号を付してあるので、その説明は省略する。
【００１５】
この例では、出力トランジスタ７−１〜７−６に電流検出用抵抗２０−１〜２０−６が接続されており、出力電流を検出する。また、プリドライバ６−１〜６−６が、電流検出用抵抗２０−１〜２０−６によって検出された電圧が所定のレベルを超過した場合には、出力トランジスタ７−１〜７−６を保護するために、その動作を停止するとともに、フォトカプラ１０を介して外部に警告信号を出力する。
【００１６】
また、加熱保護回路１２は、温度検出用抵抗１４の両端の電圧を検出し、インテリジェントパワーモジュール３０の温度が所定のレベルを超過した場合には、出力トランジスタ７−１〜７−６を保護するために、プリドライバ６−４〜６−６の動作を停止させるとともに、フォトカプラ１０を介して外部に警告信号を出力する。
【００１７】
なお、その他の構成は、図１０の場合と同様である。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のような従来例においては、電流検出用抵抗１３は、インテリジェントパワーモジュール３０の内部に封入されているため、過電流保護回路１１が動作する電流レベルを変更することができないという問題点があった。
【００１９】
また、インテリジェントパワーモジュール３０に内蔵されている過電流保護回路１１以外の過電流保護回路を設けようとすると、電流を検出するための抵抗を外部に新たに追加する必要が生じ、その結果、追加された新たな抵抗において電力の損失が生ずるという問題点があった。
【００２０】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、保護回路が動作する電流レベルを自由に変更可能なパワー半導体モジュールを提供することを目的とする。
【００２１】
また、本発明は、電力の損失を増加させることなく、新たな過電流保護回路を追加可能なパワー半導体モジュールを提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、制御信号が入力され、その制御信号に応じて電力変換を行うパワー半導体モジュールにおいて、電力変換を行う電力変換部と、前記制御信号に応じて前記電力変換部を制御する制御部と、前記電力変換部に具備された電流検出用の抵抗の両端に発生する電圧を検出し、前記電力変換部に過大な電流が流れた場合には、前記制御部を制御して前記電力変換部を保護する過電流保護部と、が同一のパッケージに封入され、前記電流検出用の抵抗の両端電圧が前記制御部に入力されかつ前記電流検出用の抵抗の両端がパッケージの外部へ直接導出されていることを特徴とするパワー半導体モジュールが提供される。
【００２３】
ここで、電力変換部は、電力変換を行い、制御部は、制御信号に応じて電力変換部を制御し、過電流保護部は、電力変換部に具備された電流検出用の抵抗の両端に発生する電圧を検出し、電力変換部に過大な電流が流れた場合には、制御部を制御して電力変換部を保護する。そして、これらの機能部は、同一のパッケージに封入されており、電流検出用の抵抗の両端がパッケージの外部に設けられている端子に接続されている。
【００２４】
また、制御信号が入力され、その制御信号に応じて電力変換を行うパワー半導体モジュールにおいて、電力変換を行う電力変換部と、前記制御信号に応じて前記電力変換部を制御する制御部と、前記電力変換部に過大な電流が流れた場合には、前記制御部を制御して前記電力変換部を保護する過電流保護部と、が同一のパッケージに封入され、前記過電流保護部は、前記電力変換部に流れる電流を前記パッケージの外部へ直接導出する端子を有し、前記端子に接続された電流検出用の抵抗の両端に発生する電圧を監視することにより、前記電力変換部に流れる過大な電流を検出することを特徴とするパワー半導体モジュールが提供される。
【００２５】
ここで、電力変換部は電力変換を行う。制御部は、制御信号に応じて電力変換部を制御する。過電流保護部は、電力変換部に過大な電流が流れた場合には、制御部を制御して電力変換部を保護する。そして、これらの機能は同一のパッケージに封入され、過電流保護部は、パッケージの外部に接続された電流検出用の抵抗の両端に発生する電圧を監視することにより、電力変換部に流れる過大な電流を検出する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の原理を説明する原理図である。
【００２７】
この図において、パワー半導体モジュールは、１パッケージのモジュールとして構成されており、入力された直流を、制御信号に応じて３相交流に電力変換して出力する。
【００２８】
電力変換部３０ｂは、端子ｔ２，ｔ３を介して入力された直流電流を、制御部３０ａの制御に応じて、３相交流に変換して端子ｔ４，ｔ５，ｔ６から出力する。
【００２９】
制御部３０ａは、端子ｔ１を介して入力された、例えば、ＰＷＭ信号などに応じて、電力変換部３０ｂを制御する。
過電流保護部３０ｄは、電力変換部３０ｂの所定の位置に具備されている電流検出用抵抗３０ｃの両端の電圧を検出し、電力変換部３０ｂを流れる電流が、あるレベルを超過した場合には、制御部３０ａに信号を送る。その結果、制御部３０ａは、電力変換部３０ｂを制御し、電力変換部３０ｂに過大な電流が流れることを防止する。
【００３０】
端子ｔ７，ｔ８は、電流検出用抵抗３０ｃの両端に接続されており、抵抗の両端に生じている電圧を外部に取り出すことができる。
このような構成によれば、電流検出用抵抗３０ｃに接続されている端子ｔ７，ｔ８に新たな抵抗を接続することにより、過電流保護部３０ｄの動作する電流のレベルを適宜変更することが可能となる。
【００３１】
また、電流検出用抵抗３０ｃには、電力変換部３０ｂから出力される電流に略比例した電圧が加わっているので、この電圧に基づいて動作する新たな過電流保護回路を外部に設けたり、また、この電圧に応じて、制御部３０ａが出力する制御信号を適宜変更することにより、更に正確な電力を負荷に供給することが可能となる。
【００３２】
図２は、本発明の実施の形態の構成例を示す図である。
この図において、入力部４０は、例えば、エアコンディショナ等のコントロールパネルなどから入力された設定値（例えば、設定温度）などを入力して、対応する制御信号を出力する。制御信号発生部４１は、入力部４０からの入力信号と、負荷部４３からの検出信号（または、図示せぬ検出部からの検出信号（例えば、現在の室温等））とに応じて、インテリジェントパワーモジュール３０を制御する。
【００３３】
整流部４２は、商用電源（交流）を入力してこれを整流することにより、直流電圧を生成し、インテリジェントパワーモジュール３０に供給する。
インテリジェントパワーモジュール３０は、図１に示すパワー半導体モジュールに対応しており、制御信号発生部４１から供給された制御信号に応じて、整流部４２から供給される直流を電力変換することにより、３相交流を発生して、負荷部４３に供給する。
【００３４】
負荷部４３は、例えば、コンプレッサ等を駆動するための３相交流モータなどである。
図３は、図２に示すインテリジェントパワーモジュール３０の第１の構成例を示す回路図である。
【００３５】
この図において、破線によって囲繞されている部分がインテリジェントパワーモジュール３０であり、その他の部分は、このインテリジェントパワーモジュールに対して制御信号を供給するための付随回路である。
【００３６】
端子１−１〜１−１２には、前述の制御信号が入力される。フォトカプラ２−１〜２−６は、入力された信号を後段に伝達するとともに、制御信号発生部４１と、インテリジェントパワーモジュール３０とを電気的に絶縁する。
【００３７】
抵抗４−１〜４−６は、フォトカプラ２−１〜２−６に流れる電流を制限する。直流電源５−１〜５−４は、フォトカプラ２−１〜２−６およびプリドライバ６−１〜６−６に対して電力を供給する。
【００３８】
なお、インテリジェントパワーモジュール３０は、１つのパッケージに封入されており、回路各部に接続されている端子（図中白丸で示す）が、例えば、パッケージの側面に設けられている。
【００３９】
このインテリジェントパワーモジュール３０は、前述の付随回路から入力される制御信号に応じて、Ｐ端子とＮ端子に印加されている直流を３相交流に電力変換して、端子Ｕ，Ｖ，Ｗから負荷部４３へ出力する。
【００４０】
インテリジェントパワーモジュール３０のプリドライバ６−１〜６−６は、フォトカプラ２−１〜２−６から出力される制御信号に応じて、後段の回路を制御する。
【００４１】
出力トランジスタ７−１〜７−６は、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor ）などによって構成されており、プリドライバ６−１〜６−６の制御に応じて、スイッチング動作を行い、入力された電流を断続する。
【００４２】
ダイオード８−１〜８−６は、負荷が誘導性である場合において、出力トランジスタ７−１〜７−６がスイッチングする際に、自己誘導（または、相互誘導）によって生ずる回生エネルギーを環流させる。
【００４３】
過電流保護回路１１は、電流検出用抵抗１３の両端の電圧を検出し、出力トランジスタ７−１〜７−６に流入する電流が所定のレベルを超過した場合には、出力トランジスタ７−１〜７−６を保護するために、プリドライバ６−４〜６−６の動作を停止させるとともに、フォトカプラ１０を介して外部に警告信号を出力する。
【００４４】
電流検出用抵抗１３の両端は、端子Ｎおよび端子Ｓに接続されているので、インテリジェントパワーモジュール３０の外部から、電流検出用抵抗１３に生ずる電圧を検出することが可能となる。
【００４５】
加熱保護回路１２は、温度検出用抵抗１４の両端の電圧を検出し、インテリジェントパワーモジュール３０の温度が所定のレベルを超過した場合には、出力トランジスタ７−１〜７−６を保護するために、プリドライバ６−４〜６−６の動作を停止させるとともに、フォトカプラ１０を介して外部に警告信号を出力する。
【００４６】
次に、以上の実施の形態の動作を簡単に説明する。
端子１−１〜１−１２から入力された制御信号は、フォトカプラ２−１〜２−６を介して、プリドライバ６−１〜６−６に入力する。
【００４７】
プリドライバ６−１〜６−６は、制御信号に応じて出力トランジスタ７−１〜７−６を制御する。出力トランジスタ７−１〜７−６は、端子Ｐと端子Ｎとに供給されている直流を適宜スイッチングすることにより、３相交流を生成して、端子Ｕ，Ｖ，Ｗから出力する。
【００４８】
即ち、出力トランジスタ７−１〜７−３からなるグループと、出力トランジスタ７−４〜７−６からなるグループのそれぞれから、１対の出力トランジスタが選択されて、それらが共にＯＮの状態とされることにより、端子Ｕ，Ｖ，Ｗのうちの２組の端子の間で所定の方向に電流が流れることになる。このような動作が繰り返されることにより、直流が３相交流に変換される。
【００４９】
このとき、電流検出用抵抗１３には、直流電源から流入する電流に応じた起電力が生じており、過電流保護回路１１は、その起電力が所定のレベルを超過した場合に、プリドライバ６−４〜６−６の動作を停止させるので、出力トランジスタ７−１〜７−６が破損することを防止することができる。
【００５０】
本実施の形態では、電流検出用抵抗１３の両端が端子Ｓ，Ｎに接続されているので、この端子Ｓ，Ｎに対して新たな抵抗を接続することにより、過電流保護回路１１が動作する電流のレベルを適宜変更することが可能となる。
【００５１】
例えば、いま、過電流保護回路１１の動作電圧をＶ0 とし、電流検出用抵抗１３の抵抗値をＲ、過電流保護回路１１が動作する電流値をＩ０とすると、これらの間には、以下の関係が成り立つ。
【００５２】
Ｉ0 ＝Ｖ０／Ｒ ・・・（１）
いま、端子Ｓ，Ｎに対して、抵抗値がｒの抵抗を新たに接続すると、過電流保護回路１１が動作する電流値Ｉ１は、以下のようになる。
【００５３】
Ｉ1 ＝Ｖ0 ／（Ｒ・ｒ／（Ｒ＋ｒ）） ・・・（２）
ここで、Ｒ・ｒ／（Ｒ＋ｒ）＜Ｒであるので、Ｉ1 ＞Ｉ0 となる。従って、過電流保護回路１１が動作する電流のレベルを高く設定することが可能となる。
【００５４】
なお、電流検出用抵抗１３の抵抗値をやや大きめに設定しておき、外部に接続される抵抗によって、過電流保護回路１１が動作する電流値を用途に応じて、適宜設定するようにしてもよい。
【００５５】
次に、図４を参照して、図２に示すインテリジェントパワーモジュールの第２の構成例について説明する。
図４は、図２に示すインテリジェントパワーモジュールの第２の構成例を示す回路図である。この図において、図３に示す場合と対応する部分には、同一の符号を付してあるので、その説明は適宜省略する。
【００５６】
この実施の形態においては、出力トランジスタ７−１〜７−６の電流センス部に接続されている電流検出用抵抗２０−１〜２０−６の出力トランジスタ側が、端子Ｓ１〜Ｓ６に接続されている。また、過電流保護回路１１が除外され、その代わりに、プリドライバ６−１〜６−６が、電流検出用抵抗２０−１〜２０−６の両端の電圧を検出して、出力トランジスタから過大な電流が出力された場合には、その駆動動作を停止する構成とされている。なお、それ以外は、図３に示す場合と同様の構成とされている。
【００５７】
この構成例では、出力トランジスタ７−１〜７−３から出力される電流は、端子Ｓ１とＵ、端子Ｓ２とＶ、端子Ｓ３とＷ、の間に出力される電圧をそれぞれ参照することにより検出することができる。また、出力トランジスタ７−４〜７−６から出力される電流は、端子Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６と端子Ｎとの間に出力される電圧をそれぞれ参照することにより検出することができる。
【００５８】
このような実施の形態によれば、各出力トランジスタから出力される電流を直接監視することができるので、図３に示す実施の形態に比較して、より細かな制御を行うことが可能となる。
【００５９】
なお、以上の実施の形態においては、全ての出力トランジスタ７−１〜７−６に接続されている電流検出用抵抗２０−１〜２０−６を接続端子Ｓ１〜Ｓ６にそれぞれ接続するようにしたが、一部のみを接続するようにしてもよい。
【００６０】
ところで、図３および図４に示す実施の形態に具備された電流検出用抵抗には、出力トランジスタから出力される電流に応じた電圧が発生することになるので、この電圧を検出して動作する過電流保護回路をパッケージの外部に新たに設けることも可能である。
【００６１】
即ち、図３および図４に示すインテリジェントパワーモジュール３０の電流検出用抵抗１３または電流検出用抵抗２０−１〜２０−６の両端の電圧が出力される端子ＳとＮ、または、端子Ｓ１とＵ、端子Ｓ２とＶ、端子Ｓ３とＷ、端子Ｓ４とＮ、端子Ｓ５とＮ、端子Ｓ６とＮ、に対して、図５に示す電流検出回路を接続する。そして、この回路から出力される信号を、図２に示す制御信号発生部４１に供給し、その出力が“Ｈ”の状態である場合には、制御信号の出力を停止するように構成することにより、出力トランジスタに過大な電流が流入して破損することを防止することができる。
【００６２】
なお、図５に示す電流検出回路は、入力抵抗５２、基準電源５３、および、コンパレータ５４から構成されており、端子５０，５１間に入力される電圧が所定のレベル（基準電源５３の電圧レベル）を超過した場合には、その出力が“Ｈ”の状態となるように構成されている。
【００６３】
なお、入力電圧が基準レベルとほぼ等しい場合に、チャタリングが発生することを防止するために、コンパレータ５４の入出力特性がヒステリシスを有するように構成することも可能である。
【００６４】
以上のような構成とすることにより、インテリジェントパワーモジュール３０の内部の過電流保護回路１１だけでなく、外部の過電流保護回路によっても、出力トランジスタに対して過大な電流が流入することを監視することができるので、例えば、環境温度などに応じて、過電流保護回路が動作する電流値を外部の過電流保護回路によって適宜変更することも可能となる。
【００６５】
図６は、本発明の他の実施の形態の構成例を示すブロック図である。この図において、図２の場合と対応する部分には、同一の符号を付してあるのでその説明は省略する。
【００６６】
この実施の形態においては、増幅部７０が追加されている。その他の構成は、図２に示す場合と同様である。
増幅部７０は、インテリジェントパワーモジュール３０の電流検出用抵抗に接続されている端子からの出力電圧（検出信号）を増幅して出力する。
【００６７】
次に、以上の実施の形態の動作について簡単に説明する。
入力部４０に対して所定の設定値が入力されると、入力部４０は、その設定値に対応する入力信号を出力する。
【００６８】
制御信号発生部４１は、入力部４０から供給される入力信号と、増幅部７０から出力される増幅信号（検出信号が増幅された信号）とを参照し、対応する制御信号を発生して、インテリジェントパワーモジュール３０に対して供給する。
整流部４２は、商用電源の交流を整流して直流に変換し、インテリジェントパワーモジュール３０に対して供給する。
【００６９】
インテリジェントパワーモジュール３０は、制御信号発生部４１から供給された制御信号に応じて、整流部４２から供給される直流を３相交流に電力変換して出力する。
【００７０】
負荷部４３は、インテリジェントパワーモジュール３０から供給される３相交流に応じて、コンプレッサなどを駆動する。
増幅部７０は、インテリジェントパワーモジュール３０の電流検出用抵抗に接続されている端子に出力されている電圧を増幅して、制御信号発生部４１に供給する。
【００７１】
ここで、インテリジェントパワーモジュール３０の電流検出用抵抗の両端に発生する電圧は、出力電流に略比例することから、この電圧に応じた制御信号を発生して、インテリジェントパワーモジュール３０に供給するようにすれば、負荷部４３に供給される電流を正確に制御することが可能となる。
【００７２】
以上の実施の形態によれば、インテリジェントパワーモジュール３０の内部の電流検出用抵抗に接続されている端子から出力される電圧に応じて、制御信号発生部４１が発生する信号を変化させるようにしたので、負荷部４３に供給される電力を正確に制御することが可能となる。
【００７３】
次に、図７を参照して、本発明の他の原理図について説明する。なお、図７において、図１の場合と対応する部分には同一の符号を付してあるのでその説明は省略する。
【００７４】
図７に示す原理図では、図１の場合と比較して、電流検出用抵抗３０ｃがパワー半導体モジュール内から除外され、パッケージの外部に設けられた端子ｔ７，ｔ８に接続されている。その他の構成は、図１の場合と同様である。
【００７５】
図１の構成では、抵抗値は、電流検出用抵抗３０ｃの抵抗値と端子ｔ７，ｔ８に接続される抵抗の抵抗値とから計算により求める必要があるが、図７の例では、端子ｔ７，ｔ８に接続される電流検出用抵抗３０ｃの抵抗値がそのまま求めるべき抵抗値となるので、設計を簡便化することが可能となる。
【００７６】
また、図１の場合に比較して、抵抗値を広範囲に設定することが可能となるので、ユーザの用途に応じて最適な設定を行うことが可能となる。
図８は、図２に示すインテリジェントパワーモジュールの第３の構成例を示す回路図である。なお、この図において、図３の場合と対応する部分には同一の符号を付してあるので、その説明は省略する。
【００７７】
図８に示す実施の形態では、図３の場合と比較して、電流検出用抵抗１３がインテリジェントパワーモジュール３０のパッケージの外部に設けられた端子Ｓ，Ｎに接続されている。その他の構成は、図３の場合と同様である。
【００７８】
このような構成によれば、図７に示す原理図を参照して説明したように、設計を簡便化することが可能となるとともに、ユーザの用途に応じて最適な設定を行うことが可能となる。
【００７９】
図９は、図２に示すインテリジェントパワーモジュールの第４の構成例を示す回路図である。なお、この図において、図４の場合と対応する部分には同一の符号を付してあるので、その説明は省略する。
【００８０】
図９に示す実施の形態では、図４の場合と比較して、電流検出用抵抗２０−１〜２０−６がインテリジェントパワーモジュール３０のパッケージの外部に設けられた端子Ｓ１，Ｕ、端子Ｓ２，Ｖ、端子Ｓ３，Ｗ、端子Ｓ４，Ｎ、端子Ｓ５，Ｎ、および、端子Ｓ６，Ｎにそれぞれ接続されている。その他の構成は、図４の場合と同様である。
【００８１】
このような構成によれば、前述の場合と同様に、設計を簡便化することが可能となるとともに、ユーザの用途に応じて最適な設定を行うことが可能となる。
なお、図８および図９に示すインテリジェントパワーモジュールを、図５および図６に示す実施の形態とそれぞれ組み合わせて用いることも可能であることはいうまでもない。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、電力変換を行う電力変換部と、制御信号に応じて電力変換部を制御する制御部と、電力変換部に具備された電流検出用の抵抗の両端に発生する電圧を検出し、電力変換部に過大な電流が流れた場合には、制御部を制御して電力変換部を保護する過電流保護部と、が同一のパッケージに封入されたパワー半導体モジュールにおいて、前述の電流検出用の抵抗の両端をパッケージの外部に設けられている端子に接続するようにしたので、過電流保護部が動作する電流のレベルを、外部の抵抗によって容易に変更することが可能となる。
【００８３】
また、本発明では、電力変換を行う電力変換部と、制御信号に応じて電力変換部を制御する制御部と、電力変換部に過大な電流が流れた場合には、制御部を制御して電力変換部を保護する過電流保護部と、が同一のパッケージに封入されたパワー半導体モジュールにおいて、過電流保護部が、パッケージの外部に接続された電流検出用の抵抗の両端に発生する電圧を監視することにより、電力変換部に流れる過大な電流を検出するようにしたので、過電流保護部が動作する電流のレベルを、外部の抵抗によって容易に変更することが可能となる。また、回路設計を簡便化するとともに、設計の自由度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を示す原理図である。
【図２】本発明の実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図３】図２に示すインテリジェントパワーモジュールの第１の構成例を示す回路図である。
【図４】図２に示すインテリジェントパワーモジュールの第２の構成例を示す回路図である。
【図５】電流検出回路の構成例を示す回路図である。
【図６】本発明の他の実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の他の原理を示す原理図である。
【図８】図２に示すインテリジェントパワーモジュールの第３の構成例を示す回路図である。
【図９】図２に示すインテリジェントパワーモジュールの第４の構成例を示す回路図である。
【図１０】従来のインテリジェントパワーモジュールの構成例を示す回路図である。
【図１１】従来のインテリジェントパワーモジュールの他の構成例を示す回路図である。
【符号の説明】
３０ インテリジェントパワーモジュール
３０ａ 制御部
３０ｂ 電力変換部
３０ｃ 電流検出用抵抗
３０ｄ 過電流保護部
ｔ７，ｔ８ 端子
Claims (4)
- 制御信号が入力され、その制御信号に応じて電力変換を行うパワー半導体モジュールにおいて、
電力変換を行う電力変換部と、
前記制御信号に応じて前記電力変換部を制御する制御部と、
前記電力変換部に具備された電流検出用の抵抗の両端に発生する電圧を検出し、前記電力変換部に過大な電流が流れた場合には、前記制御部を制御して前記電力変換部を保護する過電流保護部と、が同一のパッケージに封入され、
前記電流検出用の抵抗の両端電圧が前記制御部に入力されかつ前記電流検出用の抵抗の両端がパッケージの外部へ直接導出されていることを特徴とするパワー半導体モジュール。 - 制御信号が入力され、その制御信号に応じて電力変換を行うパワー半導体モジュールにおいて、
電力変換を行う電力変換部と、
前記制御信号に応じて前記電力変換部を制御する制御部と、
前記電力変換部に過大な電流が流れた場合には、前記制御部を制御して前記電力変換部を保護する過電流保護部と、が同一のパッケージに封入され、
前記過電流保護部は、前記電力変換部に流れる電流を前記パッケージの外部へ直接導出する端子を有し、前記端子に接続された電流検出用の抵抗の両端に発生する電圧を監視することにより、前記電力変換部に流れる過大な電流を検出することを特徴とするパワー半導体モジュール。 - 前記電流検出用の抵抗の両端に発生する電圧を検出し、前記電力変換部に過大な電流が流れることを防止する第２の過電流保護部を、前記パッケージの外側に更に有することを特徴とする請求項１または請求項２記載のパワー半導体モジュール。
- 前記電流検出用の抵抗の両端に発生する電圧を検出し、前記電力変換部からの出力電流を制御する第２の制御部を、前記パッケージの外側に更に有することを特徴とする請求項１または請求項２記載のパワー半導体モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24240898A JP3666263B2 (ja) | 1998-02-06 | 1998-08-28 | パワー半導体モジュール |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-26034 | 1998-02-06 | ||
| JP2603498 | 1998-02-06 | ||
| JP24240898A JP3666263B2 (ja) | 1998-02-06 | 1998-08-28 | パワー半導体モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11289749A JPH11289749A (ja) | 1999-10-19 |
| JP3666263B2 true JP3666263B2 (ja) | 2005-06-29 |
Family
ID=26363762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24240898A Expired - Lifetime JP3666263B2 (ja) | 1998-02-06 | 1998-08-28 | パワー半導体モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3666263B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5813984B2 (ja) * | 2011-04-18 | 2015-11-17 | シャープ株式会社 | モータ制御回路 |
| KR20210026952A (ko) | 2019-09-02 | 2021-03-10 | 삼성전자주식회사 | 과전류 보호 기능을 갖는 전자 장치 및 과전류 보호 방법 |
-
1998
- 1998-08-28 JP JP24240898A patent/JP3666263B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11289749A (ja) | 1999-10-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9166499B2 (en) | Electronic circuit operating based on isolated switching power source | |
| US8093852B2 (en) | Motor control device | |
| EP1056205B1 (en) | Semiconductor apparatus | |
| US20110057588A1 (en) | Dynamic braking for current source converter based drive | |
| US20160329823A1 (en) | Power conversion device | |
| EP3664276B1 (en) | Inverter control board | |
| JP2002076868A (ja) | 半導体モジュール、保護回路、および電圧変換装置 | |
| JP2019527027A (ja) | 電流コンバータの駆動方法およびその方法で駆動される電流コンバータ | |
| JP4650396B2 (ja) | 過電流検出装置およびそれを備えた空気調和機、冷蔵庫、洗濯機 | |
| KR100512720B1 (ko) | 모터전원공급장치 및 모터전원공급방법 | |
| JP2008154431A (ja) | モータ制御装置 | |
| JP3666263B2 (ja) | パワー半導体モジュール | |
| JP2005176586A (ja) | １つの集積回路を超えてトランジスタのサイズを拡張するための方法および装置 | |
| JP2004015884A (ja) | スイッチング回路及び電源回路 | |
| US11979097B2 (en) | Power conversion device | |
| US20230261653A1 (en) | Drive control circuit for power semiconductor element, power semiconductor module, and power converter | |
| WO2017179095A1 (ja) | 電力変換装置 | |
| JP3593653B2 (ja) | 過電流保護機能を有する電源装置 | |
| JP6924164B2 (ja) | 制動回路および電力変換装置 | |
| JP2000312488A (ja) | 車両用インバータ装置 | |
| CN115298943A (zh) | 半导体驱动装置、半导体装置以及电力变换装置 | |
| CN116015039B (zh) | 一种放电电路、电机控制器及放电方法 | |
| JP2000102288A (ja) | インバータ装置 | |
| JP2020141457A (ja) | 電力変換装置および電力変換装置の温度検出方法 | |
| JPS5967877A (ja) | インバ−タの電流制限方式 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20031225 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20040205 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20040209 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041019 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041026 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041221 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050315 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050328 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080415 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090415 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100415 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100415 Year of fee payment: 5 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100415 Year of fee payment: 5 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110415 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120415 Year of fee payment: 7 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120415 Year of fee payment: 7 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120415 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130415 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140415 Year of fee payment: 9 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |