JP5692185B2

JP5692185B2 - 半導体モジュール

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Publication number: JP5692185B2
Application number: JP2012177488A
Authority: JP
Inventors: 悠季生大西
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-08-09
Filing date: 2012-08-09
Publication date: 2015-04-01
Anticipated expiration: 2032-08-09
Also published as: US9182442B2; JP2014035301A; US20140043058A1

Description

本明細書に記載の技術は、半導体モジュールに関する。

半導体スイッチは、機器の電力系においてスイッチング素子として使用される。機器の電力系に使用される半導体スイッチの劣化を診断するための装置や回路が知られている。例えば、特許文献１には、定期点検時等に測定対象となる半導体スイッチに接続して測定電圧を印加して、劣化診断を行う装置が記載されている。

特開２００３−２９４８０７号公報

従来の機器の電力系には、一般的には半導体スイッチの劣化を診断するための回路が設置されておらず、特許文献１のように、点検時に劣化診断用の装置を用いて劣化診断が行われる。このため、半導体スイッチの劣化を即時に知ることができない。

本明細書が開示する半導体モジュールは、機器の電力系に設けられている。この半導体モジュールは、半導体スイッチと、機器が実使用状態でない場合に、機器が実使用状態である場合の定格電圧以上の電圧をオフ状態の半導体スイッチに印加する電圧印加手段と、半導体スイッチのリーク電流を検出するリーク検出回路と、を備えている。

上記の半導体モジュールでは、機器が実使用状態でない場合に、オフ状態の半導体スイッチに電圧を印加して半導体スイッチのリーク電流を検出できるため、即時に劣化を知ることができる。また、半導体スイッチには、機器が実使用状態である場合の定格電圧以上の電圧が印加されるため、劣化をより確実に検出することができる。

上記の半導体モジュールでは、機器は、ジェネレータを含んでおり、半導体モジュールは、ジェネレータを制御する制御手段を含んでいてもよい。この場合、電圧印加手段は、半導体スイッチに接続された平滑コンデンサであってもよく、制御手段は、機器が実使用状態でない場合にジェネレータを駆動して平滑コンデンサに電荷を蓄積し、平滑コンデンサは、蓄積された電荷を用いて半導体スイッチに電圧を印加してもよい。

上記の半導体モジュールは、上アーム側の半導体スイッチと、下アーム側の半導体スイッチとを備えており、それぞれの半導体スイッチは、メイン領域と、メイン領域の電流を検知するセンス領域を備えていてもよい。この場合、電圧印加手段は、上アーム側と下アーム側のうちの一方の半導体スイッチがオン状態で、かつ、一方の半導体スイッチのセンス領域がリーク検出回路に接続された状態で、オフ状態の他方の半導体スイッチに電圧を印加してもよい。

上記の半導体モジュールが制御手段を備えており、かつ、上アーム側の半導体スイッチと、下アーム側の半導体スイッチとを備えており、それぞれの半導体スイッチは、メイン領域と、メイン領域の電流を検知するセンス領域を備えている場合、制御手段は、機器が実使用状態でない場合に、ジェネレータを駆動して平滑コンデンサに電荷を蓄積し、上アーム側と下アーム側のうちの一方の半導体スイッチをオン状態とし、かつ、他方の半導体スイッチをオフ状態とし、平滑コンデンサに蓄積された電荷を用いて、上アーム側と下アーム側のうちの一方のオン状態の半導体スイッチのセンス領域がリーク検出回路に接続された状態で、他方のオフ状態の半導体スイッチに電圧を印加してもよい。

上記の半導体モジュールでは、機器が実使用状態でない場合に電圧印加手段が半導体スイッチに印加する電圧は、機器が実使用状態である場合の定格電圧より高く、半導体スイッチの素子定格電圧より低いことが好ましい。

実施例１に係るハイブリッド車の電力系の模式的な回路図である。図１の回路図の詳細を示す回路図である。図２の等価回路図である。図２の回路を流れる電流を示す図である。図２の回路を流れる電流を示す図である。実施例１に係るハイブリッド車のイグニッションオフ時に実行される処理のフローチャートである。図６に示すリーク検出処理のフローチャートである。

本明細書が開示する半導体モジュールは、例えば、自動車等の輸送機器、産業機器、電機機器等の機器の電力系に設けられている。機器の実使用状態とは、機器が通電され、かつ実際に使用されている状態を意味する。限定されないが、例えば、機器が自動車の場合、機器が通電されて車両駆動モードにある状態は実使用状態に該当する。より具体的には、自動車のイグニッションオン時は実使用状態に該当し、自動車のイグニッションオフ時は実使用状態に該当しない。本明細書が開示する半導体モジュールによれば、機器が実使用状態でない場合にリーク検出を実施するため、機器が実使用状態である場合に用いられる構成をリーク検出の際に利用することも可能であり、リーク検出のために半導体モジュールが複雑化し過ぎないようにすることもできる。

リーク検出は、機器が実使用状態でない場合に行われればよく、そのタイミング、回数および頻度等については自由に設定できる。例えば、機器が実使用状態でなくなった時のみに実施されてもよいし、機器が実使用状態でない場合に所定の条件をさらに満たした場合に実施されてもよい。また、機器が実使用状態でない場合に所定の間隔で断続的に実施されてもよい。また、機器が実使用状態でない場合に機器の使用者等からの入力を受けて実施されてもよい。

半導体モジュールが備える半導体スイッチとしては、限定されないが、例えば、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタ等を挙げることができる。半導体スイッチが大容量のパワー半導体である場合に、本明細書が開示する技術をより好適に用いることができる。

リーク検出の際に半導体スイッチに電圧を印加する電圧印加手段は、機器が実使用状態である場合に半導体スイッチに印加される定格電圧以上の電圧を印加できるものであればよい。リーク検出の際に半導体スイッチに電圧を印加する電圧印加手段は、機器が実使用状態である場合に用いられる電圧印加手段と共通していてもよいし、別に設けられていてもよい。機器が実使用状態でない場合に電圧印加手段が半導体スイッチに印加する電圧は、機器が実使用状態である場合の定格電圧（いわゆるシステム定格電圧）より高く、半導体スイッチの素子定格電圧より低いことが好ましい。良品の半導体スイッチが破壊されない範囲で、より高い電圧を印加してリーク検出を行うことができるため、半導体スイッチの劣化をより確実に検出することができる。

機器がジェネレータを含み、半導体モジュールがジェネレータを制御する制御手段を含んでいてもよい。さらに、電圧印加手段は、半導体スイッチに接続された平滑コンデンサであってもよく、制御手段によってジェネレータを駆動して平滑コンデンサに電荷を蓄積し、蓄積された電荷を用いて半導体スイッチに電圧を印加してもよい。これによって、リーク検出のための電圧印加手段を別途設けることなく、機器が実使用状態である場合に印加される定格電圧以上の電圧を、リーク検出時に半導体スイッチに印加することができる。なお、ジェネレータは、モータジェネレータであってもよい。

制御手段は、例えば、機器が実使用状態でない場合にジェネレータを駆動して平滑コンデンサに電荷を蓄積してもよい。その後、平滑コンデンサは、蓄積された電荷を用いて半導体スイッチに電圧を印加することができる。

上記の半導体モジュールは、上アーム側の半導体スイッチと、下アーム側の半導体スイッチとを備えていてもよく、それぞれの半導体スイッチは、メイン領域と、メイン領域の電流を検知するセンス領域を備えていてもよい。この場合、電圧印加手段は、上アーム側と下アーム側のうちの一方の半導体スイッチが、オン状態、かつ、そのセンス領域がリーク検出回路に接続された状態で、オフ状態の他方の半導体スイッチに電圧を印加してもよい。例えば、上アーム側の半導体スイッチに電圧を印加し、リーク電流が流れると、対向する下アーム側の半導体スイッチのセンス領域からリーク検出回路に電流が流れ、上アーム側の半導体スイッチのリーク電流を検知できる。各半導体スイッチのメイン領域の電流を検知するための回路をリーク検出回路として利用できるため、リーク検出専用の回路を設置する必要がない。

ジェネレータを駆動する制御手段は、半導体スイッチのオン／オフを制御可能であってもよい。この場合、制御手段は、ジェネレータを駆動して平滑コンデンサに電荷を蓄積し、機器が実使用状態でない場合に、上アーム側と下アーム側のうちの一方の半導体スイッチをオン状態とし、かつ、他方の半導体スイッチをオフ状態とし、平滑コンデンサに蓄積された電荷を用いて、上アーム側と下アーム側のうちの一方のオン状態の半導体スイッチのセンス領域がリーク検出回路に接続された状態で、他方のオフ状態の半導体スイッチに電圧を印加してもよい。

図１に、実施例１に係るハイブリッド車１００の電力系の模式的な回路図を示す。ハイブリッド車１００は、半導体モジュール２と、バッテリＢＴと、モータジェネレータＭＧと、エンジンＥＮＧとを備えている。半導体モジュール２は、バッテリＢＴおよびモータジェネレータＭＧと電気的に接続されている。バッテリＢＴは、充放電可能な二次電池である。モータジェネレータＭＧは、３相交流であり、コイルＵ，Ｖ，Ｗがデルタ結線されている。モータジェネレータＭＧは、動力分配器ＴＭを介してエンジンＥＮＧと機械的に接続されている。動力分配器ＴＭは、エンジンＥＮＧとモータジェネレータＭＧの出力を分配／融合して車軸ＷＡに伝達するギアユニットである。ハイブリッド車１００は、動力分配器ＴＭを適宜に制御することによって、エンジンＥＮＧのみで走行すること、モータジェネレータＭＧのみで走行すること、及び、エンジンＥＮＧとモータジェネレータＭＧの出力の合力により走行することができる。また、ハイブリッド車１００は、制動時の車両の運動エネルギを利用してモータジェネレータＭＧを出力側から駆動し、これによって発電し、バッテリＢＴを充電することもできる。

半導体モジュール２は、インバータ１３と、コンデンサＣ１と、制御手段３０とを備えている。バッテリＢＴの高電位側は、遮断リレー２０を介してインバータ１３の入力端に接続されている。インバータ１３は、６個のトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６と、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６にそれぞれ接続された６個のダイオードＤ１〜Ｄ６（還流ダイオード）および６個のドライバＤｒ１〜Ｄｒ６を備えている。ドライバＤｒ１〜Ｄｒ６は、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のオン／オフを切り替えることができる。インバータ１３は、３相インバータであり、図１に示すように、直列に接続された２個のトランジスタの組が３組、並列に接続されている。良く知られているように、高電位側のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ３，Ｔｒ５を通るラインは「上アーム」と呼ばれ、低電位側のトランジスタＴｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６を通るラインは「下アーム」と呼ばれる。また、上アームに電力を供給する共通の高電位線はＰ線と呼ばれ、下アームに共通する低電位線はＮ線と呼ばれることがある。Ｎ線は、バッテリＢＴの低電位側端子に直接繋がっている。制御手段３０は、モータジェネレータＭＧ、エンジンＥＮＧ、遮断リレー２０およびドライバＤｒ１〜Ｄｒ６を制御可能に接続されている。

トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６は、メイン領域と、メイン領域の電流を検知するためのセンス領域を有している。メイン領域とセンス領域は、同一の半導体基板に形成され、メイン領域及びセンス領域のそれぞれにはＩＧＢＴ素子が形成されている。メイン領域とセンス領域は、ゲート端子、コレクタ端子を共有しており、エミッタ端子をそれぞれ別に有している。トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のコレクタ端子と、ゲート端子と、センス領域のエミッタ端子とは、ドライバＤｒ１〜Ｄｒ６に接続されている。上アーム側のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ３，Ｔｒ５のメイン領域のエミッタ端子と、下アーム側のトランジスタＴｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６のコレクタ端子は、それぞれ互いに接続されている。上アーム側と下アーム側の接続点（インバータ１３の出力端）は、モータジェネレータＭＧのコイルＵ，Ｖ，Ｗにそれぞれ接続されている。

典型的には、バッテリＢＴの出力電圧は２００Ｖ程度であり、昇圧回路（図示していない）によって昇圧される。ハイブリッド車１００が実使用状態にある場合、Ｐ線とＮ線との電位差をＶＨとした場合、ＶＨは６００〜７００Ｖ程度である。ハイブリッド車１００が実使用状態にある場合、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６に印加されるシステム定格電圧は、６００〜７００Ｖ程度である。この場合、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６としては、素子定格電圧が１２００Ｖ〜１４００Ｖのパワー半導体が用いられる。モータジェネレータＭＧに電力を供給して駆動する場合、インバータ１３の出力はモータジェネレータＭＧに供給される。直列に接続された２個のトランジスタの組のそれぞれからＵＶＷの３相の交流電力が出力される。

バッテリＢＴとインバータ１３の間に、コンデンサＣ１が並列に接続されている。コンデンサＣ１は、インバータ１３への入力電流を平滑化するために、インバータ１３の入力端に備えられている。半導体モジュール２は、車両駆動用のモータを駆動するので、大きな電流を扱う。そのため、コンデンサＣ１には大容量のコンデンサが用いられる。図示を省略しているが、半導体モジュール２は、コンデンサＣ１を放電するための放電回路をさらに備えていてもよい。

図２は、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の接続状態をさらに詳細に示す図であり、図３はその等価回路を示す図である。なお、図中のＧはゲート端子、Ｃはコレクタ端子、Ｅはメイン領域のエミッタ端子、Ｓはセンス領域のエミッタ端子をそれぞれ示している。集積回路ＩＣ１，ＩＣ２は、電圧監視ＩＣであり、ドライバＤｒ１，Ｄｒ２に内蔵されている。トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のセンス領域のエミッタ端子は、それぞれ電圧変換器を介して集積回路ＩＣ１，ＩＣ２に接続している。集積回路ＩＣ１，ＩＣ２によってセンス領域を流れる電流を検知することができる。センス領域のエミッタ端子は、さらに、抵抗器を介して接地されている。図３に示すように、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の半導体基板には数万のＩＧＢＴセルが並列に接続されており、その１／１００００程度がセンス領域として使用されている。メイン領域とセンス領域とは、コレクタ端子側で互いに接続される一方で、エミッタ端子側では、センス領域のエミッタ端子はメイン領域のエミッタ端子と接続されることなく、集積回路ＩＣ１，ＩＣ２に接続している。集積回路ＩＣ１，ＩＣ２によってセンス領域を流れる電流を検知することができる。ハイブリッド車１００が実使用状態にある場合には、集積回路ＩＣ１，ＩＣ２は、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のメイン領域を流れる電流値を検知するために利用される。

トランジスタＴｒ２のリーク検出は、トランジスタＴｒ２〜Ｔｒ６をオフ状態にし、上アーム側のトランジスタＴｒ１のゲートをオン状態にして、トランジスタＴｒ１のコレクタ端子側とトランジスタＴｒ２のエミッタ端子側との間に高電圧を印加することで実施できる。図４に示すように下アーム側のトランジスタＴｒ２にリーク電流Ｉ２が流れると、対向する上アーム側のトランジスタＴｒ１のメイン領域には電流Ｉ２１Ｅが流れ、センス領域には電流Ｉ２１Ｓが流れる。電流Ｉ２１Ｓは、電圧変換器によって変換され、集積回路ＩＣ１に入力される。ＩＣ１によってトランジスタＴｒ２のリーク電流Ｉ２を検知できる。

トランジスタＴｒ１のリーク検出は、トランジスタＴｒ１およびＴｒ３〜Ｔｒ６をオフ状態にし、下アーム側のトランジスタＴｒ２のゲートをオン状態にして、トランジスタＴｒ１のコレクタ端子側とトランジスタＴｒ２のエミッタ端子側との間に高電圧を印加することで実施できる。図５に示すように上アーム側のトランジスタＴｒ１にリーク電流Ｉ１が流れると、対向する下アーム側のトランジスタＴｒ２のメイン領域には電流Ｉ１２Ｅが流れ、センス領域には電流Ｉ１２Ｓが流れる。電流Ｉ１２Ｓは、電圧変換器によって変換され、ＩＣ２に入力される。ＩＣ２によってトランジスタＴｒ１のリーク電流Ｉ１を検知できる。

図６に示すように、制御手段３０は、ハイブリッド車のイグニッション（ＩＧ）がオフ状態になると、ハイブリッド車１００が実使用状態でない場合になったと判断し、リーク検出を行うために、エンジンＥＮＧをオン状態にし、エンジンＥＮＧによってモータジェネレータＭＧをジェネレータとして駆動して発電を開始する（ステップＳ１０１）。続いて、遮断リレー２０をＯＦＦにする（ステップＳ１０３）。モータジェネレータＭＧが発電した電力によって、コンデンサＣ１に電荷が蓄積され、Ｐ線とＮ線との電位差であるＶＨが上昇する。Ｐ線とＮ線との電位差であるＶＨがリーク検出電圧Ｖｌｅａｋを超えるまで、エンジンＥＮＧの駆動およびモータジェネレータＭＧによる発電は継続される（ステップＳ１０５）。なお、リーク検出電圧Ｖｌｅａｋは、ハイブリッド車１００のイクニッションオン時にトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６に印加される定格電圧である６００〜７００Ｖより高い。また、ＶＨは、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６の素子定格電圧よりも低い。

ステップＳ１０７〜ステップＳ１０９では、直列に接続されたトランジスタごとに上下アーム側のリーク検出を行う。始めにトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２、続いてトランジスタＴｒ３，Ｔｒ４、さらに続いてトランジスタＴｒ５，Ｔｒ６について検出するが、いずれも同様の処理を行うため、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のリーク検出のみ説明する。

ＶＨ＞Ｖｌｅａｋとなると、制御手段３０は、Ｄｒ１〜Ｄｒ６を制御して、トランジスタＴｒ２〜Ｔｒ６をオフ状態にし、上アーム側のトランジスタＴｒ１のゲートをオン状態にする（ステップＳ１０７）。これによって、トランジスタＴｒ１のコレクタ端子側とトランジスタＴｒ２のエミッタ端子側との間に電圧ＶＨが印加され、下アーム側のトランジスタＴｒ２のリーク検出が開始される。

図７は、ステップＳ１０９，Ｓ１１３で行われるリーク検出のフローの詳細を示す図である。ステップＳ１３１では、検出対象となるトランジスタのコレクタ―エミッタ間の電圧ＶＣＥがＶｌｅａｋより高い状態が検出許可時間ＴＳ１の間継続された場合に、リーク検出の実行が許可され、ステップＳ１３３に移行する。ステップＳ１３３では、検出対象となるトランジスタのコレクタ―エミッタ間の電流ＩＣＥがリーク検出電流Ｉｌｅａｋを超えた状態がリーク検出時間ＴＳ２継続されると、「リークあり」と判定される（ステップＳ１３５）。ステップＳ１３３の条件を満たさない場合には、「リークなし」と判定される（ステップＳ１３７）。図４に示すように、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のコレクタ―エミッタ間の電流ＩＣＥは、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のセンス領域を利用してＩＣ１，ＩＣ２によって検出され、制御手段３０に出力され、制御手段３０においてリークの有無の判定が行われる。

図６のステップＳ１０９のリーク検出が終了すると、ステップＳ１１１に移行する。ステップＳ１１１では、制御手段３０は、Ｄｒ１〜Ｄｒ６を制御して、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ３〜Ｔｒ６をオフ状態にし、下アーム側のトランジスタＴｒ２のゲートをオン状態にする。これによって、トランジスタＴｒ１のコレクタ端子側とトランジスタＴｒ２のエミッタ端子側との間に電圧ＶＨが印加され、上アーム側のトランジスタＴｒ１のリーク検出が開始される。既に説明したとおり、ステップＳ１１３では、ステップＳ１０９と同様に図７に示す処理が実行され、リークの有無が判定される。図５に示すように、トランジスタＴｒ１のコレクタ―エミッタ間の電流ＩＣＥは、トランジスタＴｒ２のセンス領域を利用してＩＣ２によって検出される。なお、ステップＳ１１１，Ｓ１１３をステップＳ１０７，Ｓ１０９と入れ替えて、上アーム側のトランジスタＴｒ１のリーク検出を先に行い、下アーム側のトランジスタＴｒ２のリーク検出を後に行ってもよい。

トランジスタＴｒ３〜Ｔｒ６についてステップＳ１０７〜Ｓ１１３と同様の処理を行ってリーク検出を実行した後、コンデンサＣ１を放電させ（ステップＳ１１５）、続いて停止処理を行う（ステップＳ１１７）。

上記のとおり、半導体モジュール２によれば、ハイブリッド車１００のイグニッションオフ時にトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６に電圧を印加してトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のリーク電流を検出できる。ハイブリッド車のイグニッションがオフになったときに制御手段３０によって図６および図７のフローが実行され、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のリーク電流を検出できるため、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６の劣化を即時に知ることができる。

また、制御手段３０は、ハイブリッド車１００の走行時等に用いられるエンジンＥＮＧおよびモータジェネレータＭＧを駆動させて発電し、これによって平滑化のためのコンデンサＣ１に電荷を蓄える。平滑化のために設けられたコンデンサＣ１を電圧印加手段として利用できるため、リーク検出専用の電圧印加手段を設置する必要がない。また、コンデンサＣ１に蓄積された電荷を用いることで、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６に、素子定格電圧を超えない範囲で、イグニッションオン時の定格電圧より高い電圧が印加されるため、劣化をより確実に検出することができる。素子定格電圧が１０００Ｖを超えるパワー半導体であるトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６の耐圧検査に十分な電圧を印加してリーク検出を行うことができる。

また、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６は、メイン領域と、センス領域を備えており、制御手段３０は、上アーム側と下アーム側の１組のトランジスタ（例えばトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２）について、一方のトランジスタ（例えばトランジスタＴｒ１）のセンス領域を利用して、対向する他方のトランジスタ（例えばトランジスタＴｒ２）のリーク電流を検知できる。制御手段３０は、センス領域を流れる電流を検知するための回路（例えば、集積回路ＩＣ１，ＩＣ２）をリーク検出回路として利用できるため、リーク検出専用の回路を設置する必要がない。

なお、図６では、ハイブリッド車１００がイグニッションオフとなった時点で一連のフローの実行を開始したが、このタイミングで実行する必要はない。例えば、ハイブリッド車１００がイグニッションオフ状態にある場合に、定期的に実行されてもよい。

上記の実施例ではハイブリッド車１００を例としたが、本明細書が開示する技術は、半導体スイッチを備えた電力系を有する自動車等の輸送機器、産業機器、電機機器等に広く利用できる。

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２半導体モジュール
１３インバータ
２０遮断リレー
３０制御手段
１００ハイブリッド車
ＢＴバッテリ
Ｃ１コンデンサ
Ｄ１〜Ｄ６ダイオード
Ｄｒ１〜Ｄｒ２ドライバ
ＥＮＧエンジン
ＩＣ１，ＩＣ２集積回路
ＭＧモータジェネレータ
ＴＭ動力分配器
Ｔｒ１〜Ｔｒ６トランジスタ

Claims

機器の電力系に設けられた半導体モジュールであって、
半導体スイッチと、
機器が実使用状態でない場合に、機器が実使用状態である場合の定格電圧以上の電圧をオフ状態の半導体スイッチに印加する電圧印加手段と、
半導体スイッチのリーク電流を検出するリーク検出回路と、を備え、
機器は、ジェネレータを含んでおり、
半導体モジュールは、ジェネレータを駆動する制御手段を含んでおり、
電圧印加手段は、半導体スイッチに接続された平滑コンデンサであり、
制御手段は、機器が実使用状態でない場合にジェネレータを駆動して平滑コンデンサに電荷を蓄積し、
平滑コンデンサは、蓄積された電荷を用いて半導体スイッチに電圧を印加する、半導体モジュール。
機器の電力系に設けられた半導体モジュールであって、
半導体スイッチと、
機器が実使用状態でない場合に、機器が実使用状態である場合の定格電圧以上の電圧をオフ状態の半導体スイッチに印加する電圧印加手段と、
半導体スイッチのリーク電流を検出するリーク検出回路と、を備え、
上アーム側の半導体スイッチと、下アーム側の半導体スイッチとを備えており、
それぞれの半導体スイッチは、メイン領域と、メイン領域の電流を検知するセンス領域を備えており、
電圧印加手段は、上アーム側と下アーム側のうちの一方の半導体スイッチがオン状態で、かつ、一方の半導体スイッチのセンス領域がリーク検出回路に接続された状態で、オフ状態の他方の半導体スイッチに電圧を印加する、半導体モジュール。
上アーム側の半導体スイッチと、下アーム側の半導体スイッチとを備えており、
それぞれの半導体スイッチは、メイン領域と、メイン領域の電流を検知するセンス領域を備えており、
制御手段は、機器が実使用状態でない場合に、
ジェネレータを駆動して平滑コンデンサに電荷を蓄積し、
上アーム側と下アーム側のうちの一方の半導体スイッチをオン状態とし、かつ、他方の半導体スイッチをオフ状態とし、
平滑コンデンサに蓄積された電荷を用いて、上アーム側と下アーム側のうちの一方のオン状態の半導体スイッチのセンス領域がリーク検出回路に接続された状態で、他方のオフ状態の半導体スイッチに電圧を印加する、請求項１に記載の半導体モジュール。
上アーム側の半導体スイッチと、下アーム側の半導体スイッチとを備えており、
それぞれの半導体スイッチは、メイン領域と、メイン領域の電流を検知するセンス領域を備えており、
電圧印加手段は、上アーム側と下アーム側のうちの一方の半導体スイッチがオン状態で、かつ、一方の半導体スイッチのセンス領域がリーク検出回路に接続された状態で、オフ状態の他方の半導体スイッチに電圧を印加する、請求項１に記載の半導体モジュール。
機器が実使用状態でない場合に電圧印加手段が半導体スイッチに印加する電圧は、機器が実使用状態である場合の定格電圧より高く、半導体スイッチの素子定格電圧より低い、請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体モジュール。