特開 2019-201523出願番号 特願 2018-96267
半導体装置
公報発行日 2019年11月21
公報URL https://ipforce.jp/patent-jp-A-2019-201523 ログイン済みの方はこのURLへ
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技術分野
電力変換用のパワー半導体素子と、このパワー半導体素子を駆動するとともにその異常動作時にパワー半導体素子を保護する機能を有する制御ＩＣ（Integrated Circuit）とを備えた半導体装置
要約特許出願時に添付された[要約書]
【課題】警報信号が出力されているときのパワーサイクル寿命を考慮した半導体装置を提供する。【解決手段】チップ温度検出回路１２またはケース温度検出回路１３が、チップ過熱警報信号またはケース過熱警報信号を出力している間、パワーサイクル寿命を算出する。パワーサイクル寿命が所定値に達したことを算出すると、異常時検出回路１４，１５は、チップ過熱保護信号またはケース過熱保護信号を出力し、ＩＧＢＴ１を駆動する駆動回路１１の動作を停止する。チップ温度検出回路１２およびケース温度検出回路１３は、それぞれ警報信号が一定期間継続していることを算出する一定期間算出回路、警報信号が入力された回数が規定回数に達したことを算出する規定回数算出回路および警報信号が入力された期間の累積時間が指定時間に達したことを算出する累積時間算出回路の少なくとも１つを含んでいる。
【選択図】図１
発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋
従来のＩＰＭでは、制御ＩＣが警報信号を出力してもＩＧＢＴのスイッチング動作を停止させないので、保護信号が出力される直前までＩＧＢＴのスイッチング動作を継続させることがある。このような使い方の場合、警報信号が出力されている間、ＩＧＢＴの温度が上下してしまうことがあるので、その分、熱ストレスの発生回数が増えてパワーサイクル寿命が短くなってしまい、信頼性が損なわれることがあるという問題点がある。 本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、警報信号が出力されているときのパワーサイクル寿命を考慮して信頼性を向上させた半導体装置を提供することを目的とする。課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋
本発明では、の課題を解決するために、パワー半導体素子と、パワー半導体素子を駆動するとともにその異常動作時にパワー半導体素子を保護する機能を有する制御ＩＣと、パワー半導体素子のチップ温度を検出するチップ温度検出素子と、パワー半導体素子、制御ＩＣおよびチップ温度検出素子を内蔵するパッケージのケース温度を検出するケース温度検出素子とを備えた半導体装置が提供される。この半導体装置の制御ＩＣは、チ・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
構成の半導体装置は、異常時検出回路を備えたことにより、パワー半導体素子を高温で動作させ続けることにより加速する劣化具合を破壊前に知ることができることから、信頼性を向上させることができるという利点がある。
この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]
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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋
【図1】本発明の実施の形態に係る半導体装置を構成するＩＰＭの一構成例を示す回路図である。
【図2】異常時検出回路の一構成例を示す図である。
【図3】ＩＰＭの動作を示すタイミングチャートである。
【図4】一定期間算出回路の一構成例を示す回路図である。
【図5】一定期間算出回路の動作を説明するための要部の論理値を示した図である。
【図6】一定期間算出回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図7】規定回数算出回路の一構成例を示す回路図である。
【図8】規定回数算出回路の動作を説明するための要部の論理値を示した図である。
【図9】規定回数算出回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図10】累積時間算出回路の一構成例を示す回路図である。
【図11】累積時間算出回路の動作を説明するための要部の論理値を示した図である。
【図12】累積時間算出回路の動作を示すタイミングチャートである。
選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図
１ ＩＧＢＴ
１ａ ＩＧＢＴチップ
１ｂ チップ温度検出素子
２ ケース温度検出素子
１０ 制御ＩＣ
１１ 駆動回路
１２ チップ温度検出回路
１２ａ 定電流回路
１２ｂ，１２ｃ 比較器
１２ｄ，１２ｅ 基準電圧源
１３ ケース温度検出回路
１４ 異常時検出回路
１４ａ 一定期間算出回路
１４ｂ 規定回数算出回路
１４ｃ 累積時間算出回路
１４ｄ 論理和回路
１５ 異常時検出回路
１６，１７，１８ 論理和回路
２１ カウンタ回路
２２ 発振回路
２３ 論理反転回路
２４ 排他的論理和回路
２５ 論理積回路
３１ カウンタ回路
３２ リセット回路
３３ 論理反転回路
３４ 論理積回路
３５ 抵抗
３６ コンデンサ
３７ 論理反転回路
４１ カウンタ回路
４２ リセット回路
４３ 論理反転回路
４４ 論理積回路
４５ 発振回路
４６ 論理積回路
ＤＦＦ０−ＤＦＦｎ−１，ＤＦＦ Ｄフリップフロップ
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