[发明专利]半导体元件的驱动装置

说明书

一种半导体元件的驱动装置，将根据半导体元件的芯片温度来变更的半导体元件的驱动能力作为半导体元件的驱动信息输出到外部。具有驱动电路且具备保护电路，该驱动电路从外部被输入对半导体元件的驱动能力进行规定的脉冲状的驱动信号来对半导体元件进行接通断开驱动，该保护电路在半导体元件的芯片温度超过过热阈值温度时切换半导体元件的驱动能力。特别是，保护电路具备驱动信息输出电路，该驱动信息输出电路将电压水平与驱动电路对半导体元件提供的驱动控制电压相应的驱动信息输出到外部。优选的是，保护电路具备脉宽生成电路，该脉宽生成电路生成电压水平与驱动控制电压相应、且脉宽与驱动控制电压相应的脉冲信号，将该脉冲信号输出到外部。

技术领域

本发明涉及一种能够将表示与半导体元件的芯片温度相应的驱动状态的信息准确地输出到外部的半导体元件的驱动装置。

背景技术

构成逆变器等电力变换装置的半导体元件的驱动装置担负以下功能：对绝缘栅双极型晶体管(IGBT；Insulated Gate Bipolar Transistor)等半导体元件进行接通断开驱动来进行电力变换。特别是最近，作为半导体元件的驱动装置，例如除了IGBT及其驱动电路以外还将保护电路也模块化为1个电子部件而成的所谓的智能功率模块(IPM；IntelligentPower Module)受到关注，该保护电路用于防止IGBT等由于过电流/过电压、过热等发生元件损坏。

图4是表示电力变换装置1的一例的主要部分概要结构图，2是以IGBT(半导体元件)3及作为其驱动电路的控制IC 4为主体来构成的IPM。关于该IPM 2的具体结构，参照图5来在后面叙述。电力变换装置1具备PWM信号生成电路5，该PWM信号生成电路5生成对IGBT 3进行接通断开驱动的脉冲状的信号(PWM信号)。PWM信号生成电路5基本上生成根据由PWM信号占空比设定部6按照从未图示的上级设备指示的输出电力规格设定的占空比来进行脉宽调制而得到的脉冲信号(PWM信号)。

该PWM信号生成电路5所生成的PWM信号经由第一光电耦合器7a作为针对IGBT 3的驱动信号Vin被提供到IPM 2。IPM 2中的控制IC 4按照驱动信号Vin来生成对IGBT 3的栅极施加的驱动控制信号OUT，从而对IGBT 3进行接通断开驱动。利用像这样被进行接通断开驱动的IGBT 3来执行电力变换。

另外，IPM 2中的控制IC 4具备后述的保护电路。该保护电路基本上借助IGBT 3的电流检测用发射极来监视流过IGBT 3的电流，并且借助附设于IGBT 3的温度检测用的二极管8来监视IGBT 3的芯片温度。而且，保护电路担负以下功能：按照这些监视信息来检测IGBT 3的过电流、过热等异常，在检测出异常时对IGBT 3的驱动条件进行变更等来防止IGBT 3的元件损坏。

并且，IPM 2中的控制IC 4将由上述保护电路检测出的各种异常检测信息经由第二光电耦合器7b输出到外部。检测电路9检测像这样从IPM 2输出的信息来控制PWM信号占空比设定部6，例如停止由PWM信号生成电路5进行的PWM信号的生成，或者变更由PWM信号生成电路5生成的PWM信号的占空比。通过像这样停止PWM信号的生成，能够停止IGBT 3的接通断开驱动，来防止因过电流、过热等引起的IGBT 3的热损坏。另外，通过控制PWM信号的占空比，能够变更IGBT 3的电力变换规格、具体地说IGBT 3的驱动能力，来抑制IGBT 3的芯片温度的上升。

此外，将由控制IC 4的保护电路检测出的IGBT 3的包括过电流/过电压、过热等异常的异常检测信息以能够在外部(上级设备中)被识别的方式输出的技术如例如专利文献1所详细介绍的那样。