[发明专利]电力转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力转换装置。

背景技术

电力转换装置内的功率半导体具有冷却翅片和冷却风扇作为对产生的损耗导致的发热进行冷却的构造，使来自作为发热体的功率半导体的热传导至冷却翅片，通过冷却风扇将空气送到冷却翅片从而进行热交换，通过空气冷却方式进行散热是常见的。

电力转换装置通过对IGBT等功率半导体元件(电力用半导体元件)进行开关驱动来进行电压和频率的可变控制，为了小型化，多数情况下使用将保护电路等周边电路组装到同一个封装中的半导体组件，即所谓的IPM(intelligentpowermodule，智能功率组件)。

通常，对于这些功率半导体元件规定了工作界限温度，如果超过功率半导体的工作界限温度还依然在发热状态下使用，则存在损坏该功率半导体元件的危险。

因此，为了在工作界限温度以下使用功率半导体元件且可靠性高地进行使用，将检测功率半导体元件的温度的检测元件组装到同一个封装中的半导体组件是常见的。

作为这种情况下的温度检测元件，通常使用具有电阻值随温度变化的特性的热敏电阻或具有正向压降随温度变化的特性的二极管。

但是，为了准确地测定功率半导体元件的温度，需要使用具有正向压降随温度变化的特性的二极管。

例如，专利文献1公开了“包括：半导体电力转换电路，其由具有温度检测单元的第一半导体元件和具有检测流过自身的电流的电流检测单元且与第一半导体元件并联连接的第二半导体元件构成，并且第一半导体元件和第二半导体元件呈交错状地配置于同一个散热板；过热保护电路，其基于从第一半导体元件的温度检测单元获得的温度信息进行第一半导体元件和第二半导体元件的过热保护；过电流保护电路，其基于从第二半导体元件的电流检测单元获得的电流信息进行第一半导体元件和第二半导体元件的过电流保护；检测半导体电力转换电路的输出电流的电流传感器；在过电流保护电路或过热保护电路动作时的电流传感器的检测值在预先规定的设定值以下的情况下抑制半导体电力转换电路的输出电流的单元”(权利要求1)。此外，专利文献2公开了“一种功率半导体器件的温度测定电路，其检测在硅芯片设置有功率半导体元件和温度检测用二极管的功率半导体器件的温度，其在所述功率元件为n沟道类型时，在将温度检测用二极管的阳极和阴极的电位保持在与功率半导体元件的发射极或源极电位相比为负电位的状态下，检测流过所述阳极与阴极间的正向电流”(权利要求1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第24177392号

专利文献2：日本特开2010-199490号

发明内容

发明要解决的课题

专利文献1第[0012]段公开了，过热保护电路5由以下部件构成：用于使温度检测用二极管3产生正向电压的恒流源5a；将温度检测用二极管3的正向电压和预先规定的基准电压值进行比较的过热判断用比较电路5b；在IGBT1被判断为过热状态的情况下使IGBT1和IGBT2关断的逻辑翻转电路5c；和用于将过热状态传递到上级CPU7的缓冲器5d。

即，公开了在温度检测用二极管3的正向电压达到了预先规定的基准电压值的情况下判断为过热状态且自动关断IGBT1和IGBT2的结构，目的是根据不能超过功率半导体元件IGBT的温度，即与预先规定的一个基准电压值相当的温度进行保护。

此外，第[0016]段公开了，由于具有过热保护电路5和过电流保护电路6，能够防止IGBT的过热损坏和过电流损坏。

但是，不能超过功率半导体元件IGBT的温度，即预先规定的一个基准电压值，不是使用功率半导体元件的用户能够任意设定变更的，归根结底是由功率半导体元件制造商预先确定的温度，不过是为了在该工作界限温度以下使用功率半导体元件而设定的。

此外，专利文献2第[0041]段公开了，在检测在硅芯片上设置有功率半导体元件和温度检测用二极管的功率半导体器件的温度的情况下，在将温度检测用二极管的阳极和阴极的电位保持在与功率半导体元件所具有的多个端子中的低电位侧的端子电位相比为负电位的状态下，由于为了检测流过阳极和阴极间的正向电流，对于功率半导体元件和温度检测用二极管的隔离，不是经由绝缘膜的高成本的结构，而是通过结隔离的低成本的结构，以高精度检测硅芯片的温度。