[发明专利]电压检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于检测功率半导体元件的端子电压的电压检测装置。

背景技术

一直以来，作为使用功率半导体元件的装置，例如周知专利文献1所记载的半导体电力变换装置。该半导体电力变换装置具有作为功率半导体元件的绝缘栅双极型晶体管(以下称为IGBT(Insulated GateBipolar Transistor))、用于将IGBT的集电极电压分压的分压电阻、及与该分压电阻并联连接的电容器。

专利文献1：JP特开2002-44934号公报

发明内容

在上述的现有的半导体电力变换装置中，能够使用分压电阻及与该分压电阻并联连接的电容器来检测IGBT的集电极电压。近年来，要求在直流600V～900V程度的高电压的状况下使用这种半导体电力变换装置。

但是，为了在上述的高电压的状况下使用上述的现有的半导体电力变换装置，需要使用于将集电极电压分压的分压电阻为瓦特数较高的大型的分压电阻，或为将多个电阻串联连接的分压电阻，哪一种情况均不能避免该装置的大型化。

因此，本发明为了解决这种问题而创立，其目的在于，提供即使在高电压的状况下也不使装置大型化且能够检测功率半导体元件的端子电压的电压检测装置。

本发明的电压检测装置，用于检测功率半导体元件的第一端子和第二端子之间的电压，其特征在于，包括：电极板，与功率半导体元件的第一端子连接；检测用电极，靠近电极板配置以在所述检测用电极与电极板之间形成第一电容器；及电压检测电路，基于第一电容器中蓄积的电荷的变化检测功率半导体元件的第一端子与第二端子之间的电压。

该电压检测装置靠近与功率半导体元件的第一端子连接的电极板而配置检测用电极，在电极板和检测用电极之间形成第一电容器。并且，基于该第一电容器中蓄积的电荷的变化检测功率半导体元件的第一端子和第二端子之间的电压(以下称为端子电压)。因此，能够不设置用于将端子电压分压的电阻而检测端子电压。因此，在高电压的状况下也能够避免装置的大型化。

另外，电压检测电路也可以为如下方式，即具有：运算放大器，其反相输入端子与第一电容器连接且非反相输入端子与规定的电压源连接；及第二电容器，连接在运算放大器的反相输入端子与输出端子之间。该情况下，第一电容器中蓄积的电荷的变化量向与运算放大器的反相输入端子和输出端子之间连接的第二电容器移动。其结果是，第一电容器中蓄积的电荷的变化被反映在运算放大器的输出电压中，因此，能够通过运算放大器的输出电压而检测功率半导体元件的端子电压。

另外，电压检测电路也可以为如下方式，即具有：第三电容器，与第一电容器连接；二极管，从第一电容器与第三电容器之间分支而与第三电容器并联连接；及第四电容器，在二极管的下游侧与二极管的负极串联连接。该情况下，在端子电压的上升时，第三电容器和第四电容器并联，端子电压通过第一电容器、第三电容器和第四电容器被分压。另一方面，在端子电压下降时，通过设置在第四电容器的上游的二极管保持第四电容器的电荷。因此，在端子电压下降时，端子电压通过第一电容器和第三电容器被分压，因此与端子电压上升时相比，与第一电容器之间的分压比变小。其结果是，能够正确地检测端子电压的变化。

发明效果

根据本发明，能够提供即使在高电压状况下也不会使装置大型化而能够检测功率半导体元件的端子电压的电压检测装置。

附图说明

图1是表示本实施方式的功率模块的构成的图。

图2是表示电压检测装置的电路构成的图。

图3是表示电压检测装置的电路构成的图。

图4是表示图3所示的电压检测装置的动作的时间图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。此外，在附图的说明中对同一要素标注同一标号，省略重复的说明。

(第1实施方式)

图1是表示使用了本实施方式的电压检测装置的功率模块的构成的图。图1(a)是该功率模块的概略的俯视图。图1(b)是沿图1(a)的I-I线的概略剖视图。图1(c)是沿图1(a)的II-II线的概略剖视图。此外，在图1(a)中，省略了图1(b)、(c)所示的模压树脂M。

功率模块10具备IGBT11作为功率半导体元件。IGBT11的背面11a的至少一部分为集电极(第一端子)。在IGBT11的背面11a上通过焊锡12安装有散热板(电极板)13。散热板13由具有导电性的材料构成，经由焊锡12与IGBT11的集电极电连接。