特開 2024-22927 半導体装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024022927

(43)【公開日】2024-02-21

(54)【発明の名称】半導体装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20240214BHJP

   G01K 1/14 20210101ALI20240214BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 M

G01K1/14 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022126381

(22)【出願日】2022-08-08

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】110004185

【氏名又は名称】インフォート弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(74)【代理人】

【識別番号】100074099

【弁理士】

【氏名又は名称】大菅 義之

(72)【発明者】

【氏名】東 拓矢

【テーマコード（参考）】

2F056

5H770

【Ｆターム（参考）】

2F056CL07

5H770BA01

5H770DA03

5H770DA41

5H770EA01

5H770GA19

5H770HA02Y

5H770HA06X

5H770HA12X

5H770LA04X

5H770LB07

5H770PA21

5H770PA42

5H770QA08

5H770QA28

(57)【要約】

【課題】半導体装置を構成する素子の温度を精度良く算出し、素子の過熱保護を行う。
【解決手段】インバータ１の制御部Ｃｎｔは、所定時間に取得されるカウンタ値をスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の発熱に影響するパラメータから算出し、温度センサＴｓ１、ＴＳ２の結果から求められたカウンタ値に加算することで、推定素子温度が所定温度を超過しないように制限電流を算出する。パラメータとして、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６自体の温度に対応する素子温度変数Ｘ（ｎ）と、素子の温度上昇に対するスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６と伝熱接続され、熱容量が大きい部位の温度上昇を模擬する模擬温度変数ΔＹ（ｎ）と、を備える。制御部Ｃｎｔは、電流検出部Ｓｉ１、Ｓｉ２によって検出される電流値から、素子温度変数Ｘ（ｎ）及び模擬温度変数ΔＹ（ｎ）と、に基づきカウンタ上限値Ｚ＿ｌｉｍｉｔ（ｎ）を算出する。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体装置を構成する素子と、
前記素子により発熱された温度を測定する温度測定手段と、
前記素子に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記素子を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
所定時間に取得されるカウンタ値を前記素子の発熱に影響するパラメータから算出し、前記温度測定手段の結果から求められたカウンタ値に加算することで、推定素子温度が所定温度を超過しないように制限電流を算出するものであって、
前記パラメータとして、
前記素子自体の温度に対応する素子温度変数と、
前記素子の温度上昇に対する素子と伝熱接続され、熱容量が大きい部位の温度上昇を模擬する模擬温度変数と、を備え、
前記制御部は、前記電流検出部によって検出される前記電流値から、前記素子温度変数及び前記模擬温度変数と、に基づき制限電流を算出するカウンタ増加量抽出手段を有することを特徴とする半導体装置。

【請求項2】

前記素子の配列方向と前記素子を冷却するヒートシンクの板の延在方向が同一方向で、
前記温度測定手段は前記ヒートシンクの上下流側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。

【請求項3】

前記制御部は、
制限電流を算出するために利用する、カウンタ上限値を有し、
前記制限電流の算出に用いる、温度上昇のマージンに対応するマージン係数が設定可能であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置を構成する素子は、温度の影響を受けやすい。例えば、フォークリフトといった産業車両の駆動用モータの回転制御に用いられる半導体装置においては、高い出力が要求される。加えて、荷役中は駆動用モータを概ね停止させる一方で、走行中は駆動用モータを比較的高速に回転させるため、出力の時間変化が大きい。そのため、半導体装置を構成する素子の発熱量が頻繁に上下動している。

【0003】

そこで、半導体装置を構成する素子の温度を温度センサなどにより測定し、その測定した温度により素子の過熱保護が行われている。

【0004】

例えば、温度推定計算部が推定したＰＷＭキャリヤ周期毎の電力用半導体素子のジャンクション温度が所定値を超えた場合、所定の保護動作を実行するインバータ装置の技術が提案されている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１８－４６６４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

半導体装置を構成する素子の過熱保護を行うために、半導体装置を構成する素子の温度を測定する温度センサを複数配置したり、温度センサを測定したい素子の近くの場所など理想の場所に置いたりすることにより過熱保護対象である素子の温度を精度よく測定することができる。

【0007】

しかしながら、温度センサの数を増加した場合には、ある程度測定温度の精度の向上が見込めるもの、コストの増加を招くこととなる。また、半導体装置の構成などの製品レイアウトの制限によっては、理想の場所に温度センサを配置することができず、精度よく素子の温度を測定できない場合がある。温度センサの数やレイアウトの制約により、素子温度と温度センサの値が乖離し、素子温度の実際の状態が不明となる場合がある。その結果、温度測定の精度の低下を招き、素子の過熱保護を十分に行えない場合があった。

【0008】

本発明の一側面に係る目的は、半導体装置を構成する素子の温度を精度良く算出し、素子の過熱保護を行うことである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る一つの形態である半導体装置は、半導体装置を構成する素子と、前記素子により発熱された温度を測定する温度測定手段と、前記素子に流れる電流を検出する電流検出部と、前記素子を制御する制御部と、を有する。前記制御部は、所定時間に取得されるカウンタ値を前記素子の発熱に影響するパラメータから算出し、前記温度測定手段の結果から求められたカウンタ値に加算することで、推定素子温度が所定温度を超過しないように制限電流を算出するものである。前記パラメータとして、前記素子自体の温度に対応する素子温度変数と、前記素子の温度上昇に対する素子と伝熱接続され、熱容量が大きい部位の温度上昇を模擬する模擬温度変数と、を備える。前記制御部は、前記電流検出部によって検出される電流値から、前記素子温度変数及び前記模擬温度変数と、に基づき制限電流を算出するカウンタ増加量抽出手段を有する。

【0010】

これにより、制御部は、電流検出部によって検出される電流値から、素子自体の温度に対応する温度変数と、素子の温度上昇に対する素子と伝熱接続され、熱容量が大きい部位の温度上昇を模擬する模擬温度変数と、に基づいて制限電流を算出することができる。このため、最小限の温度測定手段に基づき、素子自体の温度に加えて、温度測定手段と素子間の温度の乖離による応答遅れを考慮して制限電流を算出することができる。これにより、コストの増加を抑制しつつ、温度測定の精度の向上を図ることができる。その結果、半導体装置を構成する素子の温度を精度良く算出し、素子の過熱保護を行うことができる。

【0011】

また、前記素子の配列方向と前記素子を冷却するヒートシンクの板の延在方向が同一方向で、前記温度測定手段は前記ヒートシンクの上下流側に配置されていてもよい。

【0012】

これにより、素子を密度高く配置することができつつ、温度測定手段が測定した取得値の影響を抑制することができる。

【0013】

また、前記制御部は、制限電流を算出するために利用する、カウンタ上限値を有し、前記制限電流の算出に用いる、温度上昇のマージンに対応するマージン係数が設定可能であってもよい。

【0014】

これにより、多用途展開の際に、温度上昇のマージンに対応するマージン係数などのパラメータ調整において、容易に対応することが可能となる。その結果、設計工数の削減を図ることが可能となる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、半導体装置を構成する素子の温度を精度良く算出し、素子の過熱保護を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態に係わる半導体装置の一例を示す図である。

【図2】温度センサと、スイッチング素子との関係を示す斜視図である。

【図3】カウンタ値Ｚ（ｎ）と電流値との関係を示すグラフである。

【図4】制限電流を算出する処理を示すフローチャートの一例である。

【図5】変数と電流との関係を示すテーブルの一例である。

【図6】変数と電流との関係を示すテーブルの一例である。

【図7】カウンタ値Ｚ（ｎ）と電流値との関係を示すグラフの一例である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。

【0018】

図１は、本発明の実施形態に係わる半導体装置の一例を示す図である。

【0019】

図１では、半導体装置としてインバータ１を示している。インバータ１は、制御部Ｃｎｔ、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６、温度センサＴｓ１、Ｔｓ２、電流検出部Ｓｉ１、Ｓｉ２、及び、コンデンサＣを備える。

【0020】

スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、半導体装置を構成する素子の一例である。スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６として、ＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）を用いている。但し、スイッチング素子として、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等を用いてもよい。スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、それぞれダイオードＤ１～Ｄ６を備える。６つのダイオードＤ１～Ｄ６はそれぞれ、６つのスイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）Ｑ１～Ｑ６の寄生ダイオードである。

【0021】

正極母線Ｌｐと負極母線Ｌｎとの間に、ｕ相上アームを構成するスイッチング素子Ｑ１と、ｕ相下アームを構成するスイッチング素子Ｑ２が直列接続されている。正極母線Ｌｐと負極母線Ｌｎとの間に、ｖ相上アームを構成するスイッチング素子Ｑ３と、ｖ相下アームを構成するスイッチング素子Ｑ４が直列接続されている。正極母線Ｌｐと負極母線Ｌｎとの間に、ｗ相上アームを構成するスイッチング素子Ｑ５と、ｗ相下アームを構成するスイッチング素子Ｑ６が直列接続されている。

【0022】

インバータ１をＭＯＳＦＥＴと、ＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードで構成することにより、半導体装置の構成をメカニカルスイッチ等で構成するよりも簡単な構成で作成することができ、半導体装置の小型化を図ることができる。

【0023】

スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との接続点がモータＭのｕ相入力端子に接続され、スイッチング素子Ｑ３とスイッチング素子Ｑ４との接続点がモータＭのｖ相入力端子に接続され、スイッチング素子Ｑ５とスイッチング素子Ｑ６との接続点がモータＭのｗ相入力端子に接続されている。

【0024】

上下のアームを構成するスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のスイッチング動作に伴い、蓄電装置Ｂから供給される直流電力を互いに１２０度位相が異なる３相の交流電力に変換してモータＭに供給できるようになっている。モータＭは、例えば車両駆動用モータや荷役用モータである。

【0025】

各スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のゲート端子には、制御部Ｃｎｔが接続されている。制御部Ｃｎｔは、制御信号であるパルスパターンに基づいてインバータ１のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６をスイッチング動作させる。

【0026】

電流検出部Ｓｉ１は、モータＭのｖ相入力端子に接続され、インバータ１からｖ相を通じてモータＭへ供給される電流を検出する。電流検出部Ｓｉ２は、モータＭのｗ相入力端子に接続され、インバータ１からｗ相を通じてモータＭへ供給される電流を検出する。制御部Ｃｎｔは、電流検出部Ｓｉ１で検出されたｖ相を通じてモータＭへ供給される電流と、電流検出部Ｓｉ２で検出されたｗ相を通じてモータＭへ供給される電流と、に基づいて、インバータ１からｕ相を通じてモータＭへ供給される電流を検出する。これにより、制御部Ｃｎｔは、インバータ１からモータＭへ供給される電流を検出することができる。

【0027】

温度センサＴｓ１、温度センサＴｓ２は、温度測定手段の一例である。温度センサＴｓ１、温度センサＴｓ２を特に区別して説明しない場合には、以下、「温度センサＴｓ」とも呼ぶ。温度センサＴｓは、インバータ１を構成するＭＯＳＦＥＴなどの素子の温度を測定する。

【0028】

温度センサＴｓは、インバータ１を構成するスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の近傍に配置して、インバータ１を構成するＭＯＳＦＥＴなどのスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の部品温度を測定してもよい。また、温度センサＴｓは、ＭＯＳＦＥＴなどのスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の直接隣に配置してスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の温度を直接測定してもよい。温度センサＴｓと、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６と、は互いに伝熱接続されている。伝熱接続とは、物体又は空間を通じて素子の熱が伝達可能に接続されている状態をいい、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の熱が熱伝導、対流、放射等により温度センサＴｓに移動しうる状態をいう。

【0029】

図２は、温度センサＴｓ１、Ｔｓ２と、スイッチング素子Ｑ１との関係を示す斜視図である。図２に示すように、インバータ１は、ヒートシンクＨｓに載置されている。ヒートシンクＨｓは、同一方向に延在する複数の板状体Ｐにより構成されている。本実施形態においては、板状体Ｐが延在する方向をヒートシンクＨｓの上下流側とする。ヒートシンクＨｓは、インバータ１を構成するスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を冷却する。

【0030】

温度センサＴｓ１、温度センサＴｓ２は、図２に示すように、ヒートシンクＨｓを構成する板状体Ｐの延在方向と同一方向で、かつ、ヒートシンクＨｓの上下流側（ヒートシンクＨｓの延在方向における、端部側）に配置されている。これにより、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を密度高く配置することができ、かつ、温度センサＴｓ１、温度センサＴｓ２が取得した熱抵抗・熱容量の差分に基づく取得値の影響を最小限に抑制することができる。

【0031】

制御部Ｃｎｔは、所定時間に取得されるカウンタ値Ｚ（ｎ）をスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の発熱に影響するパラメータから算出して、温度センサＴｓ１、温度センサＴｓ２から取得した温度から求められたカウンタ値に加算して算出する。制御部Ｃｎｔは、出力した電流を元にスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の温度上昇の推定素子温度の値を示す。カウンタ値Ｚ（ｎ）とは、カウント周期毎のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の温度上昇量である。カウンタ値Ｚ（ｎ）は、所定時間に取得される。例えば、スイッチング素子Ｑ１の温度の推定値は、下記式１により決定する。

【0032】

温度センサＴｓ１により測定された測定温度Ｔ１＋カウンタ値Ｚ（ｎ）＝スイッチング素子Ｑ１の温度の推定値・・・式１

【0033】

パラメータとは、電流Ｉ（ｎ）＝ｔ（ｎ－１）からｔ（ｎ）までの区間の、電流センサで検出した電流の実効値を示す。上述の式１では、温度センサＴｓ１により測定された測定温度Ｔ１を推定しているがこれに限られない。例えば、式１において、温度センサＴｓ１により測定された測定温度Ｔ１の代わりに、温度センサＴｓ２により測定された測定温度Ｔ２を代入することにより、同様に、温度センサＴｓ２により測定された測定温度Ｔ２を用いて、スイッチング素子の温度の推定値を算出することができる。

【0034】

図３は、カウンタ値Ｚ（ｎ）と電流値との関係を示すグラフである。縦軸のカウンタ値は、温度と比例関係がある値である。電流値は、インバータ１に流れる電流である。電流値は、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を介してインバータ１に流れる電流であってもよい。

【0035】

カウンタ値Ｚ（ｎ）は、今回（ｎ）のカウント周期、すなわちｎ回目でのカウンタ値を示す。カウンタ値Ｚ（ｎ－１）は、前回（ｎ－１）のカウント周期、すなわちｎ－１回目でのカウンタ値を示す。カウンタ上限値Ｚ＿ｌｉｍｉｔ（ｎ）は、カウンタ周期ｎ回目でのカウンタ閾値を示す。カウンタ上限値Ｚ＿ｌｉｍｉｔ（ｎ）は、図４において説明する制限電流を算出する処理を示すフローチャートにおいて算出することができる電流を決定するために使用される値である。

【0036】

図４は、制限電流を算出する処理を示すフローチャートの一例である。制限電流を算出する場合、制御部Ｃｎｔは、カウンタ増加量抽出手段として機能する。この場合、制御部Ｃｎｔは、電流検出部Ｓｉ１、Ｓｉ２によって検出される電流値から、温度変数Ｘ（ｎ）及び模擬温度変数Ｙ（ｎ）と、に基づき、制限電流を算出する。具体的には、制御部Ｃｎｔは、例えば、図４のフローチャートに従い、以下のステップで電流制限を実施する。はじめに、制御部Ｃｎｔは、前回（ｎ－１回目）から今回（ｎ回目）に流れた電流を元にカウントアップ値を算出する（ステップＳ１）。そして、制御部Ｃｎｔは、今回（ｎ回目）から次回（ｎ＋１回目）で温度が超過しないように、制限電流を算出する（ステップＳ２）。

【0037】

制御部Ｃｎｔは、ステップＳ１及びステップＳ２の処理を繰り返し実行することにより、制限電流を算出し続けることができる。制御部Ｃｎｔは、算出した制限電流に基づいて電流を制限することにより、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の過熱保護を行うことができる。

【0038】

具体的には、制御部Ｃｎｔは、推定したカウンタ値を用いて、下記式２により今回のカウンタ値Ｚ（ｎ）を算出する。
カウンタ値Ｚ（ｎ）＝Ｘ（ｎ）＋Ｙ（ｎ－１）＋ΔＹ（ｎ）・・・式２

【0039】

Ｘ（ｎ）は、熱容量が小さい部分（素子内部など）の温度上昇を模擬する変数（素子温度変数）である。Ｘ（ｎ）は、素子自体の温度に対応する変数である。
ΔＹ（ｎ）は、素子の温度上昇に対応する素子と伝熱接続され、熱容量が大きい部分（素子から温度センサなど）の温度上昇を模擬する変数（模擬温度変数）である。Ｘ（ｎ）は、図５（１）に示すテーブルから算出する。ΔＹ（ｎ）は、図５（２）に示すテーブルから算出する。

【0040】

図５は、変数と電流との関係を示すテーブルの一例である。電流Ｉ（ｎ）＝ｔ（ｎ－１回目）からｔ（ｎ回目）までの区間における電流検出部Ｓｉ１、Ｓｉ２で検出した電流の実効値を示す。Ｙ（ｎ－１）は、前回（ｎ－１回目）のカウンタ値を示す。ΔＹ（ｎ）は、前回（ｎ－１回目）から今回（ｎ回目）のカウンタ値の増加量を示す。

【0041】

図５（１）は、電流Ｉ（ｎ）と変数Ｘ（ｎ）との関係を示すテーブルである。例えば、制御部Ｃｎｔは、電流Ｉ（ｎ）＝４００Ａのときは、図５（１）のテーブルを参照して、変数Ｘ（ｎ）＝「１５」を決定する。

【0042】

図５（２）は、Ｙ（ｎ－１）と電流Ｉ（ｎ）と変数ΔＹ（ｎ）との関係を示すテーブルである。例えば、制御部Ｃｎｔは、Ｙ（ｎ－１）＝５、電流Ｉ（ｎ）＝４００Ａのときは、図５（２）のテーブルを参照して、ΔＹ（ｎ）＝「１０」を決定する。

【0043】

制御部Ｃｎｔは、今回の変数Ｙ（ｎ）を下記式３により決定する。

【0044】

Ｙ（ｎ）＝Ｙ（ｎ－１）＋ΔＹ（ｎ）・・・式３

【0045】

変数Ｙ（ｎ）は、素子から温度センサなど、熱容量が大きい部分の温度上昇分の応答遅れを模擬的に再現する値である。そのため、変数Ｙ（ｎ）は素子の温度上昇に対する温度センサＴｓ１、温度センサＴｓ２の応答遅れに対応する。制御部Ｃｎｔは、式３を参照して、Ｙ（ｎ－１）＝「５」、ΔＹ（ｎ）＝「１０」を入力して、変数Ｙ（ｎ）＝「１５」を算出する。

【0046】

式２に式３を代入することにより式２を書き換えて、カウンタ値Ｚ（ｎ）を下記式２’により算出することができる。

【0047】

カウンタ値Ｚ（ｎ）＝Ｘ（ｎ）＋Ｙ（ｎ）・・・式２’

【0048】

制御部Ｃｎｔは、算出した変数Ｘ（ｎ）＝「１５」、算出した変数Ｙ（ｎ）＝「１５」を上記式２’に入力してカウンタ値Ｚ（ｎ）を算出する。制御部Ｃｎｔは、カウンタ値Ｚ（ｎ）＝１５＋１５＝「３０」を算出する。

【0049】

次に、制御部Ｃｎｔは、カウンタ上限値Ｚ＿ｌｉｍｉｔ（ｎ）（制限電流）を下記式４により決定する。

【0050】

カウンタ上限値Ｚ＿ｌｉｍｉｔ（ｎ）＝素子定格温度ＥＴ－センサ温度Ｔ－α・・・式４

【0051】

素子定格温度ＥＴは、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の定格温度である。例えば、１７５℃が設定される。センサ温度Ｔは、温度センサＴｓにより測定されたその時の基板温度である。マージンに対応する係数（マージン係数）αは、温度上昇のマージンに対応する値である。マージンに対応する係数（マージン係数）αは、制限電流の算出に用いる際に設定可能な値である。マージンに対応する係数αには、次回までの温度センサＴｓの温度上昇分などの見込み量が含まれる。マージンに対応する係数αとして例えば「１０℃」が設定される。

【0052】

制御部Ｃｎｔは、マージンに対応する係数αのパラメータ調整において、容易に対応することが可能となる。その結果、設計工数の削減を図ることが可能となる。

【0053】

制御部Ｃｎｔは、次回（ｎ＋１回目）のカウンタ値が閾値以下となるような下記式５を満たす電流上限値Ｉ＿ｌｉｍｉｔ（ｎ＋１）を選定する。選定された電流上限値Ｉ＿ｌｉｍｉｔ（ｎ＋１）に基づいて、出力可能な電流の上限値を設定することができる。

【0054】

Ｘ（ｎ＋１）＋Ｙ（ｎ）＋ΔＹ（ｎ＋１）＜Ｚ＿ｌｉｍｉｔ（ｎ）・・・式５

【0055】

電流上限値Ｉ＿ｌｉｍｉｔ（ｎ＋１）は、図６に示すテーブルから算出する。

【0056】

図６は、変数と電流との関係を示すテーブルの一例である。電流Ｉ＝Ｘ’（ｎ＋１回目）の電流の実効値を示す。変数Ｙ（ｎ）は、今回（ｎ回目）のカウンタ値を示す。変数ΔＹ’（ｎ＋１）は、次回（ｎ＋１回目）のカウンタ値の増加量を示す。

【0057】

図６（１）は、電流Ｉと変数Ｘ’（ｎ＋１）との関係を示すテーブルである。図６（２）は、電流Ｉ（ｎ）と変数ΔＹ（ｎ）と変数ΔＹ’（ｎ＋１）との関係を示すテーブルである。制御部Ｃｎｔは、図６（１）、図６（２）を参照して、下記式６を満たす電流上限値Ｉ＿ｌｉｍｉｔ（ｎ＋１）を選定する。

【0058】

Ｚ’（ｎ＋１）＝Ｘ’（ｎ＋１）＋Ｙ（ｎ）＋ΔＹ’（ｎ＋１）・・・式６

【0059】

上記式６に当てはめると、電流Ｉ＝５００Ａのときに、Ｚ’（ｎ＋１）＝２０＋１５＋７＝「４２」、電流Ｉ＝４００Ａのときに、Ｚ’（ｎ＋１）＝１５＋１５＋５＝「３５」、電流Ｉ＝３００Ａのときに、Ｚ’（ｎ＋１）＝１０＋１５＋２＝「２７」、電流Ｉ＝２００Ａのときに、Ｚ’（ｎ＋１）＝５＋１５＋０＝「２０」がそれぞれ算出される。

【0060】

したがって、例えば、Ｚ（ｎ）＝「３０」でＺ＿ｌｉｍｉｔ（ｎ）＝「３８」の場合、制御部Ｃｎｔは、Ｚ＿ｌｉｍｉｔ（ｎ）＝「３８」以下となっている電流Ｉ＝「４００Ａ」を電流上限値Ｉ＿ｌｉｍｉｔ（ｎ＋１）として選定する。

【0061】

図７は、カウンタ値Ｚ（ｎ）と電流値との関係を示すグラフの一例である。Ｚ＿ｌｉｍｉｔ以下となるように、カウンタ上限値Ｚ＿ｌｉｍｉｔ（ｎ）を設定した場合には、電流Ｉを設定した場合には、図７に示すように、温度センサＴｓにより取得されたスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の温度が上昇した場合には、電流上限値Ｉ＿ｌｉｍｉｔ（ｎ＋１）による電流制限が下降する。

【0062】

電流制限が下降した場合には、制御部Ｃｎｔは、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のｄｕｔｙ比を制御することにより、電流上限値Ｉ＿ｌｉｍｉｔ（ｎ＋１）以下となるように制御することができる。

【0063】

上述の実施形態により、制御部Ｃｎｔは、電流Ｉ（ｎ）から、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６自体の温度に対応する変数Ｘ（ｎ）と、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の温度上昇に対する温度センサＴｓ１、Ｔｓ２の応答遅れに対応する変数Ｙ（ｎ）と、に基づいて算出することができる。このため、最小限の温度センサＴｓ１、Ｔｓ２に基づき、温度センサＴｓ１、Ｔｓ２の応答遅れを考慮して電流Ｉ（ｎ）を算出することができる。これにより、製品コストの増加を抑制しつつ、温度測定の精度の向上を図ることができる。その結果、インバータ１を構成するスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の温度を精度良く算出し、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の過熱保護を行うことができる。

【0064】

また、制御部Ｃｎｔは、マージンに対応する係数αなどのパラメータ調整において、容易に対応することが可能となる。その結果、半導体装置を多用途展開するような場合に、設計工数の削減を図ることが可能となる。

【0065】

＜変形例１＞
温度センサＴｓは、インバータ１を構成する部品の温度（以下、「部品温度」とも呼ぶ）を測定してもよい。例えば、温度センサＴｓは、インバータ１、制御部Ｃｎｔなど、車両を構成する構成部品の部品温度を測定してもよい。

【符号の説明】

【0066】

１ インバータ
Ｍ モータ
Ｓｉ１、Ｓｉ２ 電流検出部
Ｃ コンデンサ
Ｔｓ、Ｔｓ１、Ｔｓ２ 温度センサ
Ｂ 蓄電装置
Ｃｎｔ 制御部
Ｑ１～Ｑ６ スイッチング素子
Ｄ１～Ｄ６ ダイオード
Ｈｓ ヒートシンク
Ｐ 板状体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】