[發(fā)明專利]多晶片溫度控制裝置及用于控制多晶片功率模塊的溫度的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880014558.1
• 申請(qǐng)日: 2018-03-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110446910B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·萬(wàn)楚克;J·布蘭德雷洛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三菱電機(jī)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): G01K3/06
• 分類號(hào): G01K3/06;H02M1/32
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 劉久亮;黃綸偉

本發(fā)明涉及一種用于控制包括多個(gè)晶片的多晶片功率模塊的溫度的方法，多晶片溫度控制裝置接收輸入信號(hào)并且獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)多晶片功率模塊的晶片。多晶片溫度控制：?在多晶片功率模塊的晶片當(dāng)中的一個(gè)晶片不導(dǎo)通時(shí)獲得表示該一個(gè)晶片的溫度的信號(hào)，?在多晶片功率模塊的所有晶片不導(dǎo)通時(shí)獲得表示取決于所有晶片的溫度的參考溫度的信號(hào)，?將表示一個(gè)晶片的溫度的信號(hào)與表示參考溫度的信號(hào)進(jìn)行比較，?根據(jù)比較結(jié)果減少晶片的導(dǎo)通時(shí)間的持續(xù)時(shí)間或減少多晶片功率模塊的其它晶片的導(dǎo)通時(shí)間的持續(xù)時(shí)間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體涉及用于控制多晶片功率模塊的溫度的裝置和方法。

背景技術(shù)

由于半導(dǎo)體制造工藝的限制，單功率晶片的總半導(dǎo)體面積存在實(shí)際限制。因此，高功率模塊通常包含并聯(lián)的數(shù)個(gè)晶片以實(shí)現(xiàn)給定的電流額定值。

然而，由于對(duì)幾何形狀的非理想約束和電參數(shù)變化，并聯(lián)晶片組內(nèi)的溫度分布通常是不均勻的。因此，溫度最高的晶片限制了模塊能夠消耗的總電力量，并且不均勻的溫度分布導(dǎo)致每個(gè)晶片老化不同，限制了使用并聯(lián)裝置的有效性。

本發(fā)明旨在使用閉環(huán)溫度控制實(shí)現(xiàn)對(duì)多晶片功率模塊的可靠的溫度控制，以便通過(guò)降低局部熱點(diǎn)溫度來(lái)提高多晶片功率模塊的壽命。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明涉及一種用于控制包括多個(gè)晶片的多晶片功率模塊的溫度的方法，多晶片溫度控制裝置接收輸入信號(hào)并且獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)多晶片功率模塊的晶片，其特征在于，該方法由多晶片溫度控制裝置執(zhí)行并包括以下步驟：

-在所述多晶片功率模塊的所述晶片當(dāng)中的一個(gè)晶片不導(dǎo)通時(shí)，獲得表示所述一個(gè)晶片的溫度的信號(hào)，

-在所述多晶片功率模塊的所有晶片不導(dǎo)通時(shí)，獲得表示取決于所有晶片的溫度的參考溫度的信號(hào)，

-將表示所述一個(gè)晶片的溫度的所述信號(hào)與表示所述參考溫度的所述信號(hào)進(jìn)行比較，

-根據(jù)比較結(jié)果減少所述晶片的導(dǎo)通時(shí)間的持續(xù)時(shí)間或者減少所述多晶片功率模塊的其它晶片的導(dǎo)通時(shí)間的持續(xù)時(shí)間。

本發(fā)明還涉及一種對(duì)包括多個(gè)晶片的多晶片功率模塊的溫度進(jìn)行控制的多晶片溫度控制裝置，該多晶片溫度控制裝置接收輸入信號(hào)并獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)所述多晶片功率模塊的所述晶片，其特征在于，該多晶片溫度控制裝置包括：

-用于在所述多晶片功率模塊的所述晶片當(dāng)中的一個(gè)晶片不導(dǎo)通時(shí)獲得表示所述一個(gè)晶片的溫度的信號(hào)的單元，

-用于在所述多晶片功率模塊的所有晶片不導(dǎo)通時(shí)獲得表示取決于所有晶片的溫度的參考溫度的信號(hào)的單元，

-用于將表示所述一個(gè)晶片的溫度的所述信號(hào)與表示所述參考溫度的所述信號(hào)進(jìn)行比較的單元，

-用于根據(jù)比較結(jié)果減少所述晶片的導(dǎo)通時(shí)間的持續(xù)時(shí)間或減少所述多晶片功率模塊的其它晶片的導(dǎo)通時(shí)間的持續(xù)時(shí)間的單元。

因此，多晶片溫度控制裝置能夠獨(dú)立于負(fù)載條件并且無(wú)需任何附加傳感器，來(lái)平衡并聯(lián)晶片組的溫度。

根據(jù)特定特征，所述輸入信號(hào)是由連續(xù)的周期性時(shí)間周期組成的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，并且表示所述多晶片功率模塊的所述晶片當(dāng)中的所述一個(gè)晶片的溫度的所述信號(hào)與表示所述參考溫度的所述信號(hào)是在相同的時(shí)間周期內(nèi)獲得的。

因此，多晶片溫度控制裝置能夠?qū)⒁粋€(gè)晶片的溫度與最近的參考溫度進(jìn)行比較。能夠獨(dú)立于系統(tǒng)中的晶片數(shù)量和負(fù)載條件來(lái)更新多晶片溫度控制裝置操作。

根據(jù)特定特征，表示一個(gè)晶片的溫度的信號(hào)和表示參考溫度的信號(hào)是通過(guò)向一個(gè)晶片的柵極和多個(gè)晶片的柵極提供電流來(lái)獲得的。

因此，僅需要一個(gè)電路來(lái)獲取一個(gè)晶片的溫度和參考溫度。用于感測(cè)溫度的低成本且簡(jiǎn)單的方法能夠容易地集成在用于功率裝置的柵極驅(qū)動(dòng)器中。