[發(fā)明專利]半導體元件驅(qū)動設備

有效

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• 申請日: 2011-12-14
• 公開（公告）號: CN102570401A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設計）人: 小松幸哲;本橋覺
• 申請（專利權(quán)）人: 富士電機株式會社
• 主分類號: H02H7/122
• 分類號: H02H7/122;H02H3/04
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張鑫

技術(shù)背景

1.技術(shù)領域

本發(fā)明涉及具有標識保護操作、以及驅(qū)動構(gòu)成例如功率變換器的半導體元件的功能的半導體元件驅(qū)動設備。

2.現(xiàn)有技術(shù)

作為這種類型的半導體元件驅(qū)動設備，例如JP-A-08-70580中所述的報警電路是已知的。在JP-A-08-70580中描述的這個目前已知的示例中，作為驅(qū)動變換器的功率晶體管模塊的智能功率模塊(IPM)包括過電流警報單元、過電壓警報單元和過熱警報單元。

在JP-A-08-70580中描述的這個目前已知的示例中，過電流警報單元被配置為在檢測到功率晶體管的過電流狀況時輸出具有第一脈沖寬度的第一警報信號。此外，過電壓警報單元被配置為檢測功率晶體管的輸出端的過電壓狀況并輸出具有第二脈沖寬度的第二警報信號。進一步地，過熱保護單元被配置為檢測功率晶體管的過熱狀況并輸出具有第三脈沖寬度的第三警報信號。因此，僅通過檢測輸出警報信號的脈沖寬度，就可能輕易地確定該功率晶體管是處于過電流狀況、過電壓狀況還是過熱狀況。

此外，作為另一個半導體元件驅(qū)動設備，提出了JP-A-2002-27665中所示的智能功率模塊。在JP-A-2002-27665中描述的這個目前已知的示例中，智能功率模塊包括所需數(shù)量的半導體開關元件、驅(qū)動電路、以及檢測開關元件、驅(qū)動電路等的重大異常和預兆異常的各種檢測電路與警告電路。此外，在JP-A-2002-27665中描述的目前已知的示例中，智能功率模塊包括在檢測電路與警告電路檢測到異常時執(zhí)行開關元件保護操作的異常檢測邏輯、用于基于異常檢測信號將信號輸出到外部的控制電路、以及傳輸電路。

在JP-A-2002-27665中描述的這個目前已知的示例中，在傳輸電路中設置有當檢測到重大異常時輸出警告信號的輸出端、和輸出指示包括重大異常和預兆異常的異常因素的異常因素標識信號的輸出端，且優(yōu)選地，一個配置是將這兩個端作為單個輸出端來共享。

此外，作為另一個半導體元件驅(qū)動設備，提出了JP-A-2000-341960中所述的智能功率模塊。在JP-A-2000-341960中描述的這個目前已知的示例中，智能功率模塊包括：構(gòu)成逆變器的功率轉(zhuǎn)換橋式電路的IGBT；整體地容納IGBT1DB的半導體器件，其經(jīng)由電阻器中斷消耗馬達原動力的電流；以及結(jié)合相應IGBT的驅(qū)動電路和保護電路的預驅(qū)動器。然后，在存在異常時，保護電路經(jīng)由警報啟用線將警報ALM1輸出到智能功率模塊的外部。然而，在輸出警報ALM1之前，在IGBT的集電極電流或者芯片溫度高于正常時并且超過預定值但小于發(fā)出警告ALM1的程度的點，保護電路確定有異常存在的跡象。一種配置為，當確定存在異常發(fā)生的跡象時，在IGBT沒有切斷的情況下經(jīng)由提前警報線將提前警報ALM2輸出到智能功率模塊外部。

此外，提出了在JP-A-2007-324828中描述的半導體元件驅(qū)動電路。在JP-A-2007-324828中描述的這個目前已知的示例中，半導體元件驅(qū)動電路包括產(chǎn)生IGBT的控制信號的命令單元、控制IGBT的選通電路和監(jiān)測IGBT的主電流或集電極電壓的監(jiān)測電路。然后，一種配置為使得：當來自監(jiān)測電路的輸出超過預定值時保護電路控制選通電路，并通知命令單元有異常，并將異常通知的次數(shù)計數(shù)，且當計數(shù)的次數(shù)為至少兩個或更多時，命令單元確定已經(jīng)發(fā)生了異常。

此外，提出了在JP-A-2007-82360中描述的電機驅(qū)動控制設備。在JP-A-2007-82360中描述的這個目前已知的示例中，電機驅(qū)動控制設備包括將直流功率轉(zhuǎn)換為交流功率并驅(qū)動作為負載的電機的主電路、驅(qū)動主電路的功率半導體開關元件的驅(qū)動器電路、以及將驅(qū)動信號發(fā)送給驅(qū)動器電路的主控制器。然后，驅(qū)動器電路包括異常感測電路和異常信息PWM變換器，該變換器將帶有對應于所感測到的異常的種類的占空比的PWM脈沖發(fā)送到主控制器作為異常信息。