JP7020945B2 - パワー半導体デバイス、及びそのパワー半導体デバイスを備える車両用電源供給システム - Google Patents

Description

本発明は、自動車などの車両に搭載され、電源線の短絡又は開放を切り替えるパワー半導体素子を有するパワー半導体デバイス、及びこのパワー半導体デバイスを備える車両用電源供給システムに関する。

自動車などの車両に搭載される車両用電源供給システムとしては、電源と負荷との間に回路保護機構（ヒューズ）として短絡又は開放を切り替える開閉スイッチを設け、この開閉スイッチを、例えば従来リレー回路に代えてパワーＭＯＳＦＥＴなどの半導体素子で構成するパワー半導体デバイスで設けるものが知られる（例えば、特許文献１参照）。このパワー半導体デバイスは、並列して接続された複数の半導体素子から構成される。このように、車両の電装においてパワー半導体デバイスの導入が検討されており、また、この採用により、電源箱など装置や機器の高機能化や軽量化が期待されている。

特開２０１７－１１４３０３号公報

その一方で、この種のパワー半導体デバイスの車両への採用については、ＩＳＯ２６２６２（機能安全）を考慮しなければならない。すなわち、採用するシステムによっては、このＩＳＯ２６２６２の機能安全の要件を満たすためにシステムの冗長性に配慮した設計を行う必要がある。

ここで、図６を参照して、従来の、パワー半導体デバイスを備える車両用電源供給システム（以下、従来例とも言う。）５０について説明する。図６は、従来の車両用電源供給システム５０を説明する回路概略図である。
なお、図６では、模式的にパワーＭＯＳＦＥＴ５３，５５を表現して示しているが、マイコン（制御部）５６からそれぞれオンオフ制御可能なように、これらパワーＭＯＳＦＥＴ５３，５５それぞれには所定の電圧を印加するための電気回路（不図示）も設けられている。

図６に示すように、従来例の車両用電源供給システム５０は、蓄電池５１を電源として含み、また負荷としてアンチロック・ブレーキ・システムなどの第１の負荷５２と、エンジンなどの付設されるファンなどの第２の負荷５４と、を有する。

また、従来例の車両用電源供給システム５０は、電源線として、蓄電池５１と第１の負荷５２とを接続する第１の電源線Ｗ５１と、蓄電池５１と第２の負荷５４とを接続する第２の電源線Ｗ５２と、をさらに有する。

すなわち、蓄電池５１の下流回路に第１及び第２の負荷５２,５４が並列に接続されており、第１及び第２の電源線Ｗ５１,Ｗ５２を介して蓄電池５１から第１及び第２の負荷５２,５４に電気が供給される。また、車両用電源供給システム５０は、後述するパワーＭＯＳＦＥＴ５３，５５をオンオフ制御するマイコン５６をさらに有する。

そして、第１の電源線Ｗ５１には第１のパワーＭＯＳＦＥＴ５３が、第２の電源線Ｗ５２には第２のパワーＭＯＳＦＥＴ５５がそれぞれ配設される。また、これらパワーＭＯＳＦＥＴ５３，５５は、第１及び第２の信号線Ｓ５１，Ｓ５２を介してマイコン５６に接続されており、マイコン５６によりそれぞれオンオフ制御される。すなわち、これらパワーＭＯＳＦＥＴ５３，５５は、スイッチング素子として機能し、マイコン５６によりオンオフ制御されて短絡又は開放し、蓄電池５１からの電気を各電源線Ｗ５１，Ｗ５２に通過させたり遮断したりする。

ところで、このように半導体素子、パワー半導体デバイスを含んで構成される車両用電源供給システム５０に対し、機能安全性を向上させるため冗長設計をしようとすると、別経路（例えば、副電源線）を設け、さらにこの経路にもパワー半導体素子を配設することになる。例えば、第１の負荷５２に関し、その電源線Ｗ５１での一部故障に備えて別経路でも電気供給可能としようとする場合には、さらに別の電源線を設け、この別の電源線にパワーＭＯＳＦＥＴなどのパワー半導体素子をさらに設けることが検討される。

しかしながら、このような検討はシステムの冗長性を実現できるものの、パワー半導体素子などの部品点数が増え、製造コストの増加に繋がる可能性がある。また、近年、自動運転システムなどの実装が進展しており、機能安全性を要求する装置や機器（負荷）が増大傾向にあり、これら負荷の機能安全性の確保を踏まえると、かかる半導体素子の部品点数の増加傾向は顕著である。

そこで、本発明者らは、かかる状況においてパワー半導体素子の導入に伴う部品点数や導入コストの増加を抑制すべく鋭意検討を行った。その結果、本発明者らは、複数のパワー半導体素子においてハードフェア構成として共通する部分を共有化して１つの回路基板に構築する（パッケージ化）ことに着目し、部品点数や導入コストの増加を抑制できる可能性を見出した。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、システムの電源冗長性を向上させながらも、半導体素子の部品点数や導入コストの増加を抑制することができるパワー半導体デバイス、及びそのパワー半導体デバイスを備える車両用電源供給システムを提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 電源と第１の負荷とを接続する主電源線に並列に接続された、前記電源と前記第１の負荷とを接続する第１の電源線と、
前記電源と、前記第１の負荷よりも電源供給先として重要度の低い第２の負荷とを接続する第２の電源線と、
前記第１の電源線の短絡又は開放を切り替える第１のパワー半導体素子と、
前記第２の電源線の短絡又は開放を切り替える第２のパワー半導体素子と、
前記主電源線の短絡又は開放を切り替える第３のパワー半導体素子及び第４のパワー半導体素子であって、互いに直列に接続された第３のパワー半導体素子及び第４のパワー半導体素子と、
前記第１、前記第２、前記第３及び前記第４のパワー半導体素子をそれぞれ、前記短絡に対応するオン状態、又は、前記開放に対応するオフ状態に制御する制御部と、
を備え、
前記第１のパワー半導体素子と前記第２のパワー半導体素子とが、一つの半導体パッケージとされ、
前記制御部は、
前記第３及び前記第４のパワー半導体素子の双方に故障が検知されていないとき、前記第１のパワー半導体素子を前記オフ状態とし、且つ、前記第２、前記第３及び前記第４のパワー半導体素子を前記オン状態とし、
前記第３及び前記第４のパワー半導体素子の一方に前記オン状態の故障又は前記オフ状態の故障が検知されたとき、前記第１のパワー半導体素子を前記オン状態とし、前記第２のパワー半導体素子を前記オフ状態とし、且つ、前記第３及び前記第４のパワー半導体素子の他方を前記オフ状態とする、
ことを特徴とするパワー半導体デバイス。
（２） 上記（１）に記載のパワー半導体デバイスを備える車両用電源供給システム。

上記（１）のパワー半導体デバイスの構成によれば、システムの電源冗長性を向上させながらも、半導体素子の部品点数や導入コストの増加を抑制することができる。
更に、上記（１）のパワー半導体デバイスの構成によれば、主電源線で故障が発生してこの主電源線から電気供給が不能になっても、副電源線である第１の電源線から電気を迅速且つ適切に供給することができる。
更に、上記（１）のパワー半導体デバイスの構成によれば、半導体パッケージ全体の耐負荷容量を低く設定することができるので、パワー半導体素子の導入コストをより一層抑制することができる。
上記（２）の車両用電源供給システムの構成によれば、システムの電源冗長性を向上させながらも、半導体素子の部品点数を削減することができる車両用電源供給システムを提供することができる。

本発明のパワー半導体デバイス、及びそのパワー半導体デバイスを備える車両用電源供給システムによれば、複数のパワー半導体素子を１つの回路基板に搭載して、これら複数のパワー半導体素子においてハードフェア構成として共通する部分を共有化する。これにより、システムの電源冗長性を向上させながらも、半導体素子の部品点数や導入コストの増加を抑制することができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。さらに、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細はさらに明確化されるだろう。

図１は、本発明の実施形態に係る車両用電源供給システムを説明する概略回路構成図である。 図２は、図１に示す第１の電源線の第１のパワーＭＯＳＦＥＴにおいてオン状態で故障が発生した場合の電気の経路を説明する概略回路構成図である。 図３は、図１に示す第１の電源線の第１のパワーＭＯＳＦＥＴにおいてオフ状態で故障が発生した場合の電気の経路を説明する概略回路構成図である。 図４は、図１に示す第１の電源線の第２のパワーＭＯＳＦＥＴにおいてオン状態で故障が発生した場合の電気の経路を説明する概略回路構成図である。 図５は、図１に示す第１の電源線の第２のパワーＭＯＳＦＥＴにおいてオフ状態で故障が発生した場合の電気の経路を説明する概略回路構成図である。 図６は、従来の車両用電源供給システムを説明する概略回路構成図である。

本発明の車両用電源供給システムに関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。

＜車両用電源供給システムの回路構成について＞
図１を参照して、本実施形態の車両用電源供給システム１０の回路構成について説明する。図１は、本実施形態に係る車両用電源供給システム１０を説明する概略回路構成図である。
なお、図１では、模式的にパワーＭＯＳＦＥＴ１３，１４，１５，１７を表現して示しているが、マイコン（制御部）１８からそれぞれオンオフ制御可能なように、これらパワーＭＯＳＦＥＴ１３，１４，１５，１７それぞれには所定の電圧を印加するための電気回路（不図示）も設けられている。図２～図５についても同様である。また、図１～図５中の白抜きの矢印は、蓄電池（電源）１１からの電気の経路（流れ）を意味している。

図１に示すように、本実施形態の車両用電源供給システム１０は、蓄電池１１を電源として含み、また負荷としてアンチロック・ブレーキ・システムなどの第１の負荷１２と、エンジンなどの付設されるファンなどの第２の負荷１６と、を有する。

蓄電池１１は、鉛バッテリであり、バッテリ容量が低下しないように、オルタネータなどの発電機により充電される。また、蓄電池１１、第１及び第２の負荷１２，１６はその負極側でそれぞれ接地（グランド）される。
なお、本実施形態では、電源として鉛バッテリの蓄電池１１を用いるが、電源の機能を有するものであれば限定されず、例えば、その他、発電機などの電源や、リチウムイオンバッテリなどの蓄電池などを適宜用いることが可能である。

また、第２の負荷１６は、第１の負荷１２よりも、車両の走行に関して（電源供給先として）重要度の低い負荷である。具体的には、第１の負荷１２は、アンチロック・ブレーキ・システムの他に機能安全性の要求が高いシステム、例えばエンジン系負荷であるインジェクタシステムなどが該当する。また、第２の負荷１６は、車内エアコンの他、蓄電池３１関連の安全機能性の要求が低いシステム、ＡＣ／ＤＣコンバータ、空調ファンなどが該当する。

そして、本実施形態の車両用電源供給システム１０は、電源線として、蓄電池１１と第１の負荷１２とを接続し、主電源線として用いられる第１の電源線（主電源線）Ｗ１１と、この第１の電源線Ｗ１１に並列に配置され、蓄電池１１と第１の負荷１２とを接続し、バックアップ（異常発生時）の副電源線として用いられる第２の電源線（第１の電源線）Ｗ１２と、蓄電池１１と第２の負荷１６とを接続する第３の電源線（第２の電源線）Ｗ１３と、を有する。

車両用電源供給システム１０では、蓄電池１１、第１及び第２の負荷１２，１６が並列に配置されており、第１、第２又は第３の電源線Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ１３を介して蓄電池１１から第１及び第２の負荷１２，１６に電気が供給される。また、車両用電源供給システム１０は、後述するパワーＭＯＳＦＥＴ１３，１４，１５，１７をオンオフ制御するマイコン（制御部）１８をさらに有する。
なお、第１及び第２の電源線Ｗ１１，Ｗ１２の下流端は、第１の負荷１２の正極側に接続される。また、第３の電源線Ｗ１３の下流端は、第２の負荷１６の正極側に接続される。

そして、第１の電源線Ｗ１１には第１及び第２の２つのパワーＭＯＳＦＥＴ１３，１４が、第２の電源線Ｗ１２には１つのパワーＭＯＳＦＥＴ（第１のパワー半導体素子）１５が、さらに第３の電源線Ｗ１３には１つのパワーＭＯＳＦＥＴ（第２のパワー半導体素子）１７がそれぞれ配設される。
なお、第１の電源線Ｗ１１において、第１のパワーＭＯＳＦＥＴ１３が上流側に、第２のパワーＭＯＳＦＥＴ１４が下流側に配置される。

また、第１の電源線Ｗ１１の第１及び第２のパワーＭＯＳＦＥＴ１３，１４とマイコン１８との間には信号線Ｓ１１，Ｓ１２がそれぞれ配設される。同様に、第２の電源線Ｗ１２のパワーＭＯＳＦＥＴ１５とマイコン１８との間には信号線Ｓ１３が、第３の電源線Ｗ１３のパワーＭＯＳＦＥＴ１７とマイコン１８との間には信号線Ｓ１４が配設される。
なお、これら信号線Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４は、マイコン１８から出力される制御信号を伝達するために用いられる。

マイコン１８は、ハードウェアとして演算回路、インタフェース回路及びメモリ回路などを含むコンピュータシステムで構成され、信号線Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４を介してパワーＭＯＳＦＥＴ１３，１４，１５，１７をそれぞれオンオフ制御する。

これにより、パワーＭＯＳＦＥＴ１３，１４，１５，１７は、マイコン１８によりオンオフ制御されてスイッチング素子として機能する。すなわち、パワーＭＯＳＦＥＴ１３，１４，１５，１７それぞれは、マイコン１８によりオン（短絡）制御されたときに電源線Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ１３を短絡して、蓄電池１１からの電気を通過させる。その一方で、パワーＭＯＳＦＥＴ１３，１４，１５，１７は、マイコン１８によりオフ（開放）制御されたときに電源線Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ１３を開放して、蓄電池１１からの電気を遮断する。

そして、本実施形態では、第２の電源線Ｗ１２に設けられるパワーＭＯＳＦＥＴ１５と、第３の電源線Ｗ１３に設けられるパワーＭＯＳＦＥＴ１７と、が一つの半導体パッケージ１９とされる。すなわち、１つの回路基板上にこれらパワーＭＯＳＦＥＴ１５，１７が搭載されており、ハードウェアとして共通している部分は共有化される。

また、マイコン１８は、車両用電源供給システム１０の異常を検知するための各種センサ（不図示）からの検知信号が入力される。この検知信号には、第１の電源線Ｗ１１の第１又は第２のパワーＭＯＳＦＥＴ１３，１４の何れかが故障したかを報知する信号も含まれる。マイコン１８は、当該検知信号に応じて、第２の電源線Ｗ１２のパワーＭＯＳＦＥＴ１５、及び第３の電源線Ｗ１３のパワーＭＯＳＦＥＴ１７をそれぞれオンオフ制御する。

なお、何れのパワーＭＯＳＦＥＴ１３，１４，１５，１７も故障してない通常状態では、マイコン１８は、第２の電源線Ｗ１２のパワーＭＯＳＦＥＴ１５を常時オフ（開放）状態に設定して、その機能を停止する。これにより、副電源線である第２の電源線Ｗ１２には蓄電池１１からの電気は通過せず、第２の電源線Ｗ１２を介して第１の負荷１２に電気は供給されない。

その一方で、マイコン１８は、それ以外のパワーＭＯＳＦＥＴ１３，１４,１７をオン（短絡）状態に設定する。この設定により、通常の状態において、第１の負荷１２に供給される電気は、第１の電源線Ｗ１１、第１の電源線Ｗ１１の第１及び第２のパワーＭＯＳＦＥＴ１３，１４を主経路として経由することになる。

＜マイコンのオンオフ制御による電気の経路について＞
次に図２～図４を参照して、第１の電源線Ｗ１１の第１又は第２のパワーＭＯＳＦＥＴ１３，１４が故障した場合の電気の経路について説明する。図２は、第１の電源線Ｗ１１の第１のパワーＭＯＳＦＥＴ１３においてオン状態で故障が発生した場合の電気の経路を説明する概略回路構成図である。図３は、第１の電源線Ｗ１１の第１のパワーＭＯＳＦＥＴ１３においてオフ状態で故障が発生した場合の電気の経路を説明する概略回路構成図である。図４は、第１の電源線Ｗ１１の第２のパワーＭＯＳＦＥＴ１４においてオン状態で故障が発生した場合の電気の経路を説明する概略回路構成図である。図５は、第１の電源線Ｗ１１の第２のパワーＭＯＳＦＥＴ１４においてオフ状態で故障が発生した場合の電気の経路を説明する概略回路構成図である。

図２に示す回路構成図では、第１の電源線Ｗ１１の第１のパワーＭＯＳＦＥＴ１３においてオン状態で故障が発生している。この場合には、第１の電源線Ｗ１１の第２のパワーＭＯＳＦＥＴ１４を用いて、第１の電源線Ｗ１１の短絡又は開放の切り替えが可能であるが、システムの冗長性に関して安全側に考え、副電源線である第２の電源線Ｗ１２を経由させて電気を供給する。

すなわち、マイコン１８は、センサ（不図示）により検知された第１の電源線Ｗ１１の第１のパワーＭＯＳＦＥＴ１３のかかる故障状況に応じて、第１の電源線Ｗ１１の第２のパワーＭＯＳＦＥＴ１４を常時オフ状態になるようにオフ制御する。これにより、第１の電源線Ｗ１１を経由する電気の供給を停止する。それと同時に、マイコン１８は、第２の電源線Ｗ１２のパワーＭＯＳＦＥＴ１５をオン状態に設定する。さらに、マイコン１８は、第３の電源線Ｗ１３のパワーＭＯＳＦＥＴ１７を常時オフ状態になるようにオフ制御する。これにより、第１の負荷１２には、第２の電源線Ｗ１２及び第２の電源線Ｗ１２のパワーＭＯＳＦＥＴ１５を経由して電気が供給されることになる。その一方で、第１の負荷１２よりも電源供給先として重要度の低い第２の負荷１６には電気が供給されなくなる。

また、図３に示す回路構成図では、第１の電源線Ｗ１１の第１のパワーＭＯＳＦＥＴ１３においてオフ状態で故障が発生している。この場合には、蓄電池１１から第１の負荷１２へ電気が供給されなくなってしまう。

そこで、マイコン１８は、第２の電源線Ｗ１２のパワーＭＯＳＦＥＴ１５をオン状態に設定する。さらに、マイコン１８は、第３の電源線Ｗ１３のパワーＭＯＳＦＥＴ１７を常時オフ状態になるようにオフ制御する。これにより、第１の負荷１２には電気が第２の電源線Ｗ１２を経由して供給されることなるが、第２の負荷１６には電気が供給されなくなる。
なお、このときには、第１のパワーＭＯＳＦＥＴ１３のオフ故障により、第１の電源線Ｗ１１には電気が通過しなくなる。ここで、マイコン１８は、システムの冗長性に関し安全側に考え、第１の電源線Ｗ１１の第２のパワーＭＯＳＦＥＴ１４を常時オフ状態となるようにオフ制御しても良い。

また、図４に示す回路構成図では、第１の電源線Ｗ１２の第２のパワーＭＯＳＦＥＴ１４においてオン状態で故障が発生している。この場合には、第１の電源線Ｗ１１の第１のパワーＭＯＳＦＥＴ１３を用いて、第１の電源線Ｗ１１の短絡又は開放の切り替えが可能であるが、システムの冗長性に関して安全側に考え、副電源線である第２の電源線Ｗ１２を経由させて電気を供給する。

すなわち、マイコン１８は、センサ（不図示）により検知された第１の電源線Ｗ１１の第２のパワーＭＯＳＦＥＴ１４のかかる故障状況に応じて、第１の電源線Ｗ１１の第１のパワーＭＯＳＦＥＴ１３を常時オフ状態になるようにオフ制御する。これにより、第１の電源線Ｗ１１を経由する電気の供給を停止する。それと同時に、マイコン１８は、第２の電源線Ｗ１２のパワーＭＯＳＦＥＴ１５をオン状態に設定する。さらに、マイコン１８は、第３の電源線Ｗ１３のパワーＭＯＳＦＥＴ１７を常時オフ状態になるようにオフ制御する。これにより、第１の負荷１２には、第２の電源線Ｗ１２及び第２の電源線Ｗ１２のパワーＭＯＳＦＥＴ１５を経由して電気が供給されることになる。その一方で、第１の負荷１２よりも電源供給先として重要度の低い第２の負荷１６には電気が供給されなくなる。

また、図５に示す回路構成図では、第１の電源線Ｗ１１の第２のパワーＭＯＳＦＥＴ１４においてオフ状態で故障が発生している。この場合には、蓄電池１１から第１の負荷１２へ電気が供給されなくなってしまう。

そこで、マイコン１８は、第２の電源線Ｗ１２のパワーＭＯＳＦＥＴ１５をオン状態に設定する。さらに、マイコン１８は、第３の電源線Ｗ１３のパワーＭＯＳＦＥＴ１７を常時オフ状態になるようにオフ制御する。
なお、このときにも、第２のパワーＭＯＳＦＥＴ１４のオフ故障により、第１の電源線Ｗ１１には電気が通過しなくなる。ここで、マイコン１８は、システムの冗長性に関し安全側に考え、第１の電源線Ｗ１１の第１のパワーＭＯＳＦＥＴ１３を常時オフ状態となるようにオフ制御しても良い。

＜本実施形態の車両用電源供給システムの利点について＞
本実施形態の車両用電源供給システム１０によれば、蓄電池（電源）１１と第１の負荷１２とを接続する第１の電源線（主電源線）Ｗ１１に並列に接続された、蓄電池１１と第１の負荷１２とを接続する第２の電源線（第１の電源線）Ｗ１２と、蓄電池１１と、第１の負荷１２よりも車両の走行に関して（電源供給先として）重要度の低い第２の負荷１６とを接続する第３の電源線（第２の電源線）Ｗ１３と、第２の電源線Ｗ１２の短絡又は開放を切り替える第２の電源線Ｗ１２のパワーＭＯＳＦＥＴ（第１のパワー半導体素子）１５と、第３の電源線Ｗ１３の短絡又は開放を切り替える第３の電源線Ｗ１３のパワーＭＯＳＦＥＴ（第２のパワー半導体素子）１７と、を備え、第２の電源線Ｗ１２のパワーＭＯＳＦＥＴ１５と第３の電源線Ｗ１３のパワーＭＯＳＦＥＴ１７とが、一つの半導体パッケージ１９とされる。このため、複数のパワーＭＯＳＦＥＴ（パワー半導体素子）１５，１７を１つの回路基板に搭載して、これら複数のパワーＭＯＳＦＥＴ１５，１７においてハードフェア構成として共通する部分を共有化する。これにより、システムの電源冗長性を向上させながらも、半導体素子の部品点数や導入コストの増加を抑制することができる。

また、本実施形態の車両用電源供給システム１０によれば、検知された第１の電源線（主電源線）Ｗ１１の故障状況に応じて、第１及び第２のパワーＭＯＳＦＥＴ（パワー半導体素子）１５，１７をそれぞれオンオフ制御するマイコン（制御部）１８をさらに有するため、第１の電源線（主電源線）Ｗ１１で故障が発生してこの第１の電源線Ｗ１１から電気供給が不能になっても、副電源線である第２の電源線（第１の電源線）Ｗ１２から電気を迅速且つ適切に供給することができる。

また、本実施形態の車両用電源供給システム１０によれば、マイコン（制御部）１８は、第１の電源線（主電源線）Ｗ１１の故障状況が検知されたときに、第３の電源線Ｗ１３のパワーＭＯＳＦＥＴ（第２のパワー半導体素子）１７が第３の電源線（第２の電源線）Ｗ１３を開放するように第３の電源線Ｗ１３のパワーＭＯＳＦＥＴ１７をオンオフ制御するため、半導体パッケージ１９全体の耐負荷容量を低くなるよう調整（設定）することができるので、パワー半導体素子の導入コストをより一層抑制することができる。

また、本実施形態の車両用電源供給システム１０における回路構成をパワー半導体デバイスとして車両用に限らず、様々な分野で使用される電源供給システムに広く適用することができる。上述した車両用電源供給システム１０と同様な作用効果を得ることができる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこれら実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良などが可能である。

ここで、上述した本発明に係るパワー半導体デバイス、及びそのパワー半導体デバイスを備える車両用電源供給システム１０の実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］～［４］に簡潔に纏めて列記する。
［１］電源（蓄電池、１１）と第１の負荷（１２）とを接続する主電源線（第１の電源線、Ｗ１１）に並列に接続された、前記電源（蓄電池、１１）と前記第１の負荷（１２）とを接続する第１の電源線（第２の電源線、Ｗ１２）と、
前記電源（蓄電池、１１）と、前記第１の負荷（１２）よりも電源供給先として重要度の低い第２の負荷（１６）とを接続する第２の電源線（第３の電源線、Ｗ１３）と、
前記第１の電源線（第２の電源線、Ｗ１２）の短絡又は開放を切り替える第１のパワー半導体素子（第２の電源線Ｗ１２のパワーＭＯＳＦＥＴ、１５）と、
前記第２の電源線（第３の電源線、Ｗ１３）の短絡又は開放を切り替える第２のパワー半導体素子（第３の電源線Ｗ１３のパワーＭＯＳＦＥＴ、１７）と、
を備え、
前記第１のパワー半導体素子（第２の電源線Ｗ１２のパワーＭＯＳＦＥＴ、１５）と前記第２のパワー半導体素子（第３の電源線Ｗ１３のパワーＭＯＳＦＥＴ、１７）とが、一つの半導体パッケージ（１９）とされる
ことを特徴とするパワー半導体デバイス。
［２］検知された前記主電源線（第１の電源線、Ｗ１１）の故障状況に応じて、前記第１及び前記第２のパワー半導体素子（第２の電源線Ｗ１２のパワーＭＯＳＦＥＴ、１５：第３の電源線Ｗ１３のパワーＭＯＳＦＥＴ、１７）をそれぞれオンオフ制御する制御部（マイコン、１８）をさらに有する
ことを特徴とする［１］に記載のパワー半導体デバイス。
［３］前記制御部（マイコン、１８）は、前記主電源線（第１の電源線、Ｗ１１）の故障状況が検知されたときに、前記第２のパワー半導体素子（第３の電源線Ｗ１３のパワーＭＯＳＦＥＴ、１７）が前記第２の電源線（第３の電源線、Ｗ１３）を開放するように前記第２のパワー半導体素子（第３の電源線Ｗ１３のパワーＭＯＳＦＥＴ、１７）をオンオフ制御する
ことを特徴とする［２］に記載のパワー半導体デバイス。
［４］［１］～［３］の何れか１つに記載のパワー半導体デバイスを備える車両用電源供給システム（１０）。

１０ 車両用電源供給システム
１１ 蓄電池（電源）
１２ 第１の負荷
１３ 第１のパワーＭＯＳＦＥＴ
１４ 第２のパワーＭＯＳＦＥＴ
１５ パワーＭＯＳＦＥＴ（第１のパワー半導体素子）
１６ 第２の負荷
１７ パワーＭＯＳＦＥＴ（第２のパワー半導体素子）
１８ マイコン（制御部）
１９ 半導体パッケージ
５０ 車両用電源供給システム
５１ 蓄電池
５２ 第１の負荷
５３ 第１のパワーＭＯＳＦＥＴ
５４ 第２の負荷
５５ 第２のパワーＭＯＳＦＥＴ
５６ マイコン（制御部）
Ｗ１１ 第１の電源線（主電源線）
Ｗ１２ 第２の電源線（第１の電源線）
Ｗ１３ 第３の電源線（第２の電源線）
Ｗ５１ 第１の電源線
Ｗ５２ 第２の電源線
Ｓ５１ 第１の信号線
Ｓ５２ 第２の信号線
Ｓ１１ 第１の信号線
Ｓ１２ 第２の信号線
Ｓ１３ 第３の電源線
Ｓ１４ 第４の電源線

Claims (2)

1. 電源と第１の負荷とを接続する主電源線に並列に接続された、前記電源と前記第１の負荷とを接続する第１の電源線と、
   前記電源と、前記第１の負荷よりも電源供給先として重要度の低い第２の負荷とを接続する第２の電源線と、
   前記第１の電源線の短絡又は開放を切り替える第１のパワー半導体素子と、
   前記第２の電源線の短絡又は開放を切り替える第２のパワー半導体素子と、
   前記主電源線の短絡又は開放を切り替える第３のパワー半導体素子及び第４のパワー半導体素子であって、互いに直列に接続された第３のパワー半導体素子及び第４のパワー半導体素子と、
   前記第１、前記第２、前記第３及び前記第４のパワー半導体素子をそれぞれ、前記短絡に対応するオン状態、又は、前記開放に対応するオフ状態に制御する制御部と、
   を備え、
   前記第１のパワー半導体素子と前記第２のパワー半導体素子とが、一つの半導体パッケージとされ、
   前記制御部は、
   前記第３及び前記第４のパワー半導体素子の双方に故障が検知されていないとき、前記第１のパワー半導体素子を前記オフ状態とし、且つ、前記第２、前記第３及び前記第４のパワー半導体素子を前記オン状態とし、
   前記第３及び前記第４のパワー半導体素子の一方に前記オン状態の故障又は前記オフ状態の故障が検知されたとき、前記第１のパワー半導体素子を前記オン状態とし、前記第２のパワー半導体素子を前記オフ状態とし、且つ、前記第３及び前記第４のパワー半導体素子の他方を前記オフ状態とする、
   ことを特徴とするパワー半導体デバイス。
2. 請求項１に記載のパワー半導体デバイスを備える車両用電源供給システム。

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