JP4032746B2 - Semiconductor module - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体モジュールに関する。特に本発明は、半導体モジュールの温度を検出する温度検出回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、半導体モジュールの熱暴走による損傷を防止するために、半導体モジュールを構成する半導体素子の温度を検出し、検出温度が所定温度以上になった場合に、半導体モジュールの温度を抑制する制御が行なわれている。
【0003】
たとえば、特開2000−134074号公報は、半導体モジュールを構成する各半導体素子に設けられた温度検出ダイオードを用いて、各半導体素子の温度を検出した上で、半導体素子の温度が最も高い箇所の温度情報を選択して出力している(図3参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、半導体モジュールの各半導体素子に設けられた温度検出ダイオード毎に、温度検出回路が設けられていた。温度検出回路は、温度検出ダイオードで発生する電圧を増幅するアンプやそれに付随する基板等の部品を要するため、半導体モジュールが大型化し、高コスト化や検査工数の増大の要因となっていた。
【0005】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる半導体モジュールを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、複数の半導体素子で構成される半導体モジュールにおいて、前記複数の半導体素子の中で最高温度になる1つの半導体素子の温度を検出する温度検出素子と、該温度検出素子のみに接続される温度検出回路と、を備える。
また、本発明は、複数の半導体素子で構成される半導体モジュールにおいて、前記複数の半導体素子の中で最高温度になる半導体素子以外の1つの半導体素子の温度を検出する温度検出素子と、該温度検出素子のみに接続される温度検出回路と、最高温度になる半導体素子の温度と、温度検出回路によって検出される半導体素子の温度との間についての相関関係を示す相関データを用いて最高温度となる半導体素子の温度を求めることを特徴とする。
【0007】
最高温度となる半導体素子は常に同一の半導体素子であるので、最高温度となる半導体素子の温度を把握しておけば、半導体モジュールの最高温度も把握できることになる。このため、温度検出回路を最高温度となる半導体素子のみに設けることにより、半導体モジュールは簡素化し、低コスト化、および部品点数の減少により検査工数の削減を図ることができる。
【0008】
本発明の前記温度検出がされる半導体素子は、該半導体素子を取り囲む他の半導体素子の数が最も多くてもよい。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。
【0010】
図1は、実施形態に係る半導体モジュール10の概略構成を示す。
【0011】
半導体モジュール10は、IGBT素子20a,20b,20c,20d,20e,20fにより3相ブリッジが構成され、スイッチング信号生成部(図示せず)からの信号によりスイッチングを行い3相交流を生成する。各IGBT素子20a,20b,20c,20d,20e,20fには、それぞれ温度検出用ダイオード30a,30b,30c,30d,30e,30fが設けられている。
【0012】
本実施形態においては、IGBT素子20a−fの中で、IGBT素子20dが最高温度を示すものとする。このIGBT素子20dに設けられた温度検出用ダイオード30dは、温度検出回路40と接続されている。温度検出回路40は、温度検出用ダイオード30dで発生する電圧を増幅させる回路と、ノイズを除去するフィルタとを有する。なお、温度検出回路40は、従来のように各IGBT素子毎に設けられているのではなく、最高温度となるIGBT素子20d用の回路構成のみを備える。温度検出回路40で検出されたIGBT素子20dの温度は、図示しない半導体モジュール10用の保護回路に送信され、半導体モジュール10の保護動作の要否の判断に用いられる。
【0013】
なお、発明者らは、半導体モジュール10を様々な動作条件で動作させたときの各IGBT素子の温度を観察する実験を行なった結果、いずれの動作条件においてもIGBT素子20cまたは20dが最高温度になることを確認した。これは、IGBT素子20cまたは20dは、これらを取り囲むIGBT素子の数が他のIGBT素子20a,20b,20e,20fよりも多いため、熱放出効率が落ちるためと推測される。すなわち、最高温度となるIGBT素子(本観察例のように、最高温度となるIGBT素子が2つあるときは、そのどちらか)をモニターしておけば、半導体モジュール10の最高温度を把握することができる。
【0014】
以上のように、最高温度となるIGBT素子20dの温度を検出することにより、半導体モジュール10の最高温度を確実に把握することができる。また、温度検出回路40はIGBT素子1個分の回路構成で済むので、温度検出回路40およびこれに関連する基板等の部品が簡素化され、低コスト化および検査工数の簡便化を図ることができる。
【0015】
なお、本実施形態においては、各IGBT素子20a,20b,20c,20d,20e,20fに、それぞれ温度検出用ダイオード30a,30b,30c,30d,30e,30fが設けられていたが、最高温度となるIGBT素子20dのみに、温度検出用ダイオード30dが設けられていてもよい。
【0016】
なお、変形例として、基本構成は上記実施形態と同様とした上で、温度検出を行なうIGBT素子を最高温度となるIGBT素子20d以外の素子(例えば、IGBT素子20a)に設けてもよい。この場合には、予め求められたIGBT素子20aと20dとの温度の相関関係を示す相関データを別途備え、IGBT素子20aの検出温度と、相関データとを用いて、最高温度となるIGBT素子20dの温度が推定する手段を設けることにより、温度検出回路40を簡素化した状態で、半導体モジュール10の最高温度を把握することができる。
【0017】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば、半導体モジュール10の回路構成を簡素化し、低コスト化、検査工数の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態に係る半導体モジュール10の概略構成を示す図である。
【図2】 IGBT素子20a−fの温度相関を示す図である。
【図3】 従来例の半導体モジュール12の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
10 半導体モジュール、20a,20b,20c,20d,20e,20fIGBT素子、30a,30b,30c,30d,30e,30f 温度検出用ダイオード、40 温度検出回路。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor module. In particular, the present invention relates to a temperature detection circuit that detects the temperature of a semiconductor module.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to prevent damage due to thermal runaway of a semiconductor module, the temperature of a semiconductor element constituting the semiconductor module is detected, and when the detected temperature exceeds a predetermined temperature, control for suppressing the temperature of the semiconductor module has been performed. It is.
[0003]
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-134074 discloses a method of detecting the temperature of each semiconductor element using a temperature detection diode provided in each semiconductor element constituting the semiconductor module and Temperature information is selected and output (see FIG. 3).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, a temperature detection circuit is provided for each temperature detection diode provided in each semiconductor element of the semiconductor module. Since the temperature detection circuit requires an amplifier that amplifies the voltage generated by the temperature detection diode and a component such as a substrate accompanying the amplifier, the semiconductor module is increased in size, increasing the cost and increasing the number of inspection steps.
[0005]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor module that can solve the above-described problems.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention provides a semiconductor module including a plurality of semiconductor elements, a temperature detecting element for detecting the temperature of the one semiconductor element comprising a maximum temperature among the plurality of semiconductor elements, the temperature detection element only and a temperature detecting circuit connected to.
The present invention also relates to a temperature detection element that detects the temperature of one semiconductor element other than the semiconductor element that has the highest temperature among the plurality of semiconductor elements in a semiconductor module including a plurality of semiconductor elements, and the temperature. The maximum temperature using the correlation data indicating the correlation between the temperature detection circuit connected only to the detection element, the temperature of the semiconductor element that becomes the highest temperature, and the temperature of the semiconductor element detected by the temperature detection circuit The temperature of the semiconductor element is obtained.
[0007]
Since the semiconductor element having the highest temperature is always the same semiconductor element, if the temperature of the semiconductor element having the highest temperature is grasped, the highest temperature of the semiconductor module can be grasped. For this reason, by providing the temperature detection circuit only in the semiconductor element having the highest temperature, the semiconductor module can be simplified, the cost can be reduced, and the number of inspection steps can be reduced by reducing the number of parts.
[0008]
The number of other semiconductor elements surrounding the semiconductor element may be the largest in the semiconductor element that detects the temperature of the present invention.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention.
[0010]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a
[0011]
In the
[0012]
In the present embodiment, it is assumed that the
[0013]
The inventors have conducted experiments to observe the temperature of each IGBT element when the
[0014]
As described above, the maximum temperature of the
[0015]
In the present embodiment, each of the
[0016]
As a modification, the basic configuration may be the same as that of the above embodiment, and the IGBT element that performs temperature detection may be provided in an element other than the
[0017]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, the circuit configuration of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a
FIG. 2 is a diagram showing a temperature correlation of
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a
[Explanation of symbols]
10 Semiconductor module, 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f IGBT element, 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f Temperature detection diode, 40 Temperature detection circuit.
Claims (3)
前記複数の半導体素子の中で最高温度になる1つの半導体素子の温度を検出する温度検出素子と、
該温度検出素子のみに接続される温度検出回路と、
を備えることを特徴とする半導体モジュール。In a semiconductor module composed of a plurality of semiconductor elements,
A temperature detecting element for detecting a temperature of one semiconductor element that is a maximum temperature among the plurality of semiconductor elements;
A temperature detection circuit connected only to the temperature detection element;
A semiconductor module comprising:
前記複数の半導体素子の中で最高温度になる半導体素子以外の1つの半導体素子の温度を検出する温度検出素子と、
該温度検出素子のみに接続される温度検出回路と、
最高温度になる半導体素子の温度と、温度検出回路によって検出される半導体素子の温度との間についての相関関係を示す相関データを用いて最高温度となる半導体素子の温度を求めることを特徴とする半導体モジュール。In a semiconductor module composed of a plurality of semiconductor elements,
A temperature detecting element for detecting the temperature of one semiconductor element other than the semiconductor element having the highest temperature among the plurality of semiconductor elements;
A temperature detection circuit connected only to the temperature detection element;
The temperature of the semiconductor element that is the highest temperature is obtained by using correlation data that indicates the correlation between the temperature of the semiconductor element that is the highest temperature and the temperature of the semiconductor element that is detected by the temperature detection circuit. Semiconductor module.
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