[发明专利]半导体元件的温度检测系统及半导体模块及半导体模块系统

说明书

技术领域

本发明主要涉及进行功率器件(电力用半导体元件)的温度检测的半导体元件的温度检测系统及采用该系统进行半导体元件的温度控制的半导体模块以及半导体模块系统。

背景技术

在电力用半导体元件中，为了保护元件不受其过热破坏，采用检测半导体元件的温度，并由此进行半导体栅极的控制的方式(例如，参照专利文献1)。此外，为了向外部装置提示检测到的温度值，由与外部的接口进行传送。电力用半导体元件在高电压·高电流的环境下动作，因此与外部的通信往往采用非接触的方式。在专利文献1中，示出了采用了天线的非接触传送的例子，但是，一般地说，采用光耦合器那样的非接触传送方式。另外，在检测到的温度为高温的情况下，为了防止半导体元件的热击穿，一般采用停止半导体元件的栅极驱动的方式。在专利文献1中，也示出了直接判定温度检测结果来进行栅极驱动信号的切断的例子。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-87871号公报

发明内容

为了高精度地检测电力用半导体元件的温度值，需要进行在温度传感器中具有的偏差的修正，但是，为了避开电力用半导体元件进行动作的电磁环境的影响，进行可靠性高的修正，需要在与电力用半导体元件部绝缘的外部进行修正。为了实现该目的，需要进行隔着绝缘部件的温度数据的通信，但是能够进行高速通信的绝缘部件昂贵，此外绝缘部件的可靠性不高，因此为了以低成本、高可靠性地进行高速数据通信，需要减少温度数据的数据量。但是，在采用单纯减少数据量的方法的情况下，数据的精度降低，因此，在以往的装置中，没有考虑过在确保温度数据的必要精度的同时减少数据量。

本发明是为了解决上述问题而完成的，目的在于获得可以确保低成本化和高可靠性的半导体元件的温度检测系统及半导体元件的模块以及半导体模块系统。

本发明的半导体元件的温度检测系统，具备：数字温度数据测量部，将半导体元件的温度检测为数字温度数据；以及温度数据编码部，对于数字温度数据，当比高温度范围区域低的温度范围区域的数据分辨率低、且评价为2的补数的数值的情况下，编码为与上述数字温度数据的增加一起单调增加的规定长度的编码数据。

另外，本发明的半导体模块，具备：半导体元件；数字温度数据测量部，将上述半导体元件的温度检测为数字温度数据；以及温度数据编码部，具备：前置代码变换部，根据上述数字温度数据的规定的低位比特决定多个温度范围区域，根据除去了上述规定的低位比特的高位比特生成前置代码；有效数据取得部，根据数字温度数据的规定的低位比特取得与上述温度范围区域相应的有效数据；以及连接部，连接上述前置代码和上述有效数据而生成编码数据。

而且，本发明的半导体模块系统，具备：半导体元件；控制器，输出用于控制上述半导体元件的栅极的指令信号；数字温度数据测量部，将上述半导体元件的温度检测为数字温度数据；温度数据编码部，具备：前置代码变换部，根据上述数字温度数据的规定的低位比特决定多个温度范围区域，根据除去了上述规定的低位比特的高位比特生成前置代码；有效数据取得部，根据数字温度数据的规定的低位比特取得与上述温度范围区域相应的有效数据；以及连接部，连接上述前置代码和上述有效数据而成编码数据；控制部，根据上述数字温度数据，进行上述控制器的指令信号的有效或无效的判断而生成控制信号；以及驱动信号生成部，根据上述控制信号，生成用于驱动上述半导体元件的栅极的驱动信号。

根据本发明，能够高速地发送温度数据，能够确保低成本化和高可靠性。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的半导体元件的温度控制系统的结构图。

图2是用于说明本发明的实施方式1的半导体元件的温度控制系统的栅极驱动电路部中的过热保护功能的结构图。

图3是本发明的实施方式1的半导体元件的温度控制系统的编码方法的说明图。

图4是表示本发明的实施方式1的半导体元件的温度控制系统的编码方法中的单调增加的说明图。

图5是本发明的实施方式1的半导体元件的温度控制系统的从温度数据发送部到温度数据接收部的数据转发的说明图。

图6是表示本发明的实施方式1的半导体元件的温度控制系统的温度数据修正部中的修正方法的说明图。

图7是表示本发明的实施方式1的半导体元件的温度控制系统的温度数据阈值比较部中的修正前阈值的导出方法的说明图。

图8是用于说明本发明的实施方式1的半导体元件的温度控制系统的温度数据阈值比较部中的阈值比较的结构图。