[發明專利]集成智能功率開關

有效

• 申請號: 200680010862.6
• 申請日: 2006-03-21
• 公開（公告）號: CN101167251A
• 公開（公告）日: 2008-04-23
• 發明（設計）人: B·S·雅各布森
• 申請（專利權）人: 雷聲公司
• 主分類號: H03K17/082
• 分類號: H03K17/082;G01K7/42;H01L23/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 王英

1.一種器件，其包括：

可控半導體器件，所述可控半導體器件與第一工作參數和第二工作參數相關，其中至少所述第一工作參數是可控制的；

與所述可控半導體器件通信的第一傳感器，所述第一傳感器獲得與所述可控半導體器件的所述第二工作參數相關的數據；

與所述可控半導體器件和所述傳感器通信的控制器，所述控制器配置為訪問與所述可控半導體器件相關的器件數據、控制所述可控半導體的所述第一工作參數，并接收來自所述第一傳感器的與所述第二工作參數相關的數據，

其中所述控制器根據所述器件數據確定第一預測值、將與所述第二工作參數相關的數據和所述第一預測值進行比較，并且如果基于該比較而檢測到第一狀況，則所述控制器動態修正所述第一工作參數。

2.如權利要求1所述的器件，其中所述可控半導體包括以下至少之一：功率晶體管、靜電感應晶體管(SIT)、晶閘管、MOS控制晶閘管(MCT)、柵極可關斷(GTO)晶閘管、以及發射極可關斷(ETO)晶閘管。

3.如權利要求1所述的器件，其中所述第一傳感器包括溫度傳感器、電壓傳感器、以及電流傳感器中至少之一。

4.如權利要求1所述的器件，其中所述第一工作參數包括以下至少之一：漏極-源極電壓、集電極-發射極電壓、陽極-陰極電壓、柵極電壓、柵極電流、基極電流、平均漏極器件電流、平均集電極器件電流、平均陽極器件電流、峰值漏極電流、峰值集電極電流、峰值陽極電流、RMS漏極電流、RMS集電極電流、RMS陽極電流、管芯溫度、管殼溫度、結溫(TJ)、開關頻率、以及占空比。

5.如權利要求1所述的器件，進一步包括獲取與所述可控半導體的第三工作參數相關的數據的第二傳感器，所述第二傳感器與所述控制器通信，并且所述控制器接收來自所述第二傳感器的與所述第三工作參數相關的數據，

其中所述控制器根據所存儲的器件數據確定所預測的第三工作參數、將與所述第三工作參數相關的數據和所述所預測的第三工作參數進行比較、以及如果檢測到第一狀況，則所述控制器動態修正所述第一工作參數。

6.如權利要求1所述的器件，其中所述第一傳感器和控制器中至少之一以周期性和基本上連續性的方式中的至少之一方式來獲取其數據。

7.如權利要求1所述的器件，其中所述第二工作參數包括以下至少之一：柵極驅動、基極驅動、晶體管偏壓、安全工作區(SOA)條件、漏極-源極電壓閾值(V_DS)、RMS漏極電流閾值(I_DRMS)、正向和反向偏壓安全工作區(SOA)脈沖電流閾值(I_DM)、由漏極-源極導通電阻(R_DS(on))限定的正向偏壓SOA漏極電流(I_D)邊界、以及功率器件的工作區。

8.如權利要求1所述的器件，其中所述第一狀況包括以下至少之一：溫度過高、電流隧穿、過功率、過電流、過電壓、冷卻液問題、散熱器問題、管芯缺陷、管芯互連連結缺陷、管芯附著缺陷、以及器件封裝裝配缺陷。

9.如權利要求8所述的器件，其中所述控制器配置為在檢測到所述第一狀況時執行操作。

10.如權利要求9所述的器件，其中所述操作包括以下至少之一：

(a)調節所述可控半導體的工作；

(b)關閉所述可控半導體；

(c)中斷所述可控半導體的工作；

(d)切換所述可控半導體的工作模式；

(e)基于所檢測到的第一狀況確定所述可控半導體的安全工作區(SOA)條件，并調整所述第一參數以維持SOA；

(f)檢查不同的第二工作參數；

(g)診斷所述第一狀況；

(h)基于所述第一狀況確定是否可能發生第二狀況，所述第二狀況包括以下至少之一：溫度過高、電流隧穿、過功率、過電流、過電壓、冷卻液問題、散熱器問題、管芯缺陷、管芯連接缺陷、管芯附著缺陷、器件封裝裝配缺陷、功率器件的熱接口問題、功率器件的降低的可靠性、高電流負載下功率器件失效、以及高功率負載下功率器件失效；以及

(i)提供通知。

11.如權利要求1所述的器件，其中所述第一傳感器在多個位置監測所述可控半導體。