半导体功率模块及用于电动机的驱动系统技术方案

根据本发明专利技术可容易地检测半导体功率模块的错误安装。根据本发明专利技术的一种半导体功率模块(9)包括：状态信号产生单元(90)，配置成检测该半导体功率模块(9)内的状态以及产生并输出表示所检测到的状态的状态信号；识别信息存储单元(91)，配置成预先存储用于识别所述半导体功率模块(9)的识别信息以及输出表示所述识别信息的识别信号；以及切换单元(92)，配置成选择所述状态信号产生单元(90)输出的状态信号和所述识别信息存储单元(91)输出的识别信号中的一者以及将所选择的信号输出至所述半导体功率模块(9)的外部。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请基于2015年9月25日提交的第2015-188194号日本专利申请并要求其优先权权益，通过引用将该日本专利申请的全部公布内容并入本文。
本专利技术涉及用于电动机的半导体功率模块及驱动系统。例如，本专利技术涉及用于驱动电动机的半导体功率模块。
技术介绍
功率模块是半导体装置的示例(例如，公布号为2015-68810的日本未审查专利申请和已公布的专利申请号为2008-535255的PCT国际公布的日文译文)。作为功率模块，已知有智能功率模块(intelligentpowermodule,IPM)。IPM包括用于基于来自外部装置的驱动信号驱动电动马达的驱动电路和用于保护IPM自身的保护电路。封装功率模块，生产出各种类型的封装件(packages)。例如，各种类型的封装件具有不同的额定电流。尽管功率模块具有各种类型的封装件，但是多数封装件具有相同的形状。这可引起如下问题：当在生产线上将功率模块的封装件安装到印刷线路板上时，将与待安装到该印刷线路板的封装件不同的封装件错误地安装到所述印刷线路板上。例如，如果将具有15A额定电流的错误封装件安装到待安装具有15A的额定电流的封装件的产品上，可供给该产品所必需的电流，使得产品像其上正常地安装了封装件那样运行。但是，实际上，该产品在过电流状态下运行，这可导致该产品故障。因此，需要能够容易地检测功率模块封装件的错误安装的机制。作为用于检测错误安装的方法，可以采用下述方法：将用于识别封装件类型的标签贴到封装件上并且由生产线上的操作者目视检查该标签。但是，在该方法中，标签的尺寸极小并且标签可能被隐藏在诸如散热片之类的其他实现模块之后。因此，存在花费操作员很多时间和工夫的问题。
技术实现思路
如前所述，存在半导体功率模块可能被错误安装的问题。根据下文的描述以及附图，本专利技术解决的其它问题以及本专利技术的新特征将变得明朗。根据一种实施方式，半导体功率模块包括切换单元，所述切换单元配置成选择表示半导体功率模块内的状态的状态信号和用于识别所述半导体功率模块的识别信号中的一种，以及输出所选择的信号至所述半导体功率模块的外部。根据所述一种实施方式，能够容易地检测半导体功率模块的错误安装。附图说明根据下文结合附图对一些实施方式的描述，前述的以及其它的方面、优点和特征将更加清楚。其中：图1是示出根据第一实施方式的电动机驱动系统的框图；图2是示出根据第一实施方式的电动机驱动系统的运行的时序图；图3是示出根据第二实施方式的电动机驱动系统的框图；图4是示出了根据实施方式的功率模块的示意方框图。具体实施方式下文将参照附图描述优选实施方式。在下文的实施方式中描述的具体数值仅是示例性地以便于理解实施方式，并不限制这些实施方式，除非特别指出。而且，为了描述清楚，对于本领域普通技术人员而言的明显事项会被选择性地省略和精简。【第一实施方式】首先参照图1，将描述根据第一实施方式的电动机驱动系统1的配置。如图1所示，电动机驱动系统1包括微控制单元(microcontrolunint，MCU)2、功率模块3和电动机4。MCU2(功率模块控制单元)是控制用于驱动电动机4的功率模块3的半导体装置。具体而言，MCU2向功率模块3输出表示驱动电动机4的驱动信号，从而驱动电动机4。例如，驱动信号是表示向电动机4供给电流或中断电流供给的脉冲宽度调制(pulsewidthmodulation，PWM)信号。在PWM信号中，脉冲为高(High)的期间对应于给出向电动机4供应电流的指令的期间，脉冲为低(Low)的期间对应于给出中断向电动机4的电流供应的指令的期间。功率模块3是根据来自MCU2的控制驱动电动机4的半导体装置。如图1中所示，功率模块3包括功率元件驱动单元10和功率元件11。功率模块3是，例如，其中封装了包括功率元件驱动单元10的半导体芯片和包括功率元件11的半导体芯片的半导体封装。功率元件驱动单元10(控制单元)是控制功率元件11的电路，所述功率元件11以从MCU2输出的驱动信号所表示的方式运行，从而驱动电动机4。例如，功率元件驱动单元10是高压集成电路(HVIC)。功率元件11根据来自功率元件驱动单元10的控制向电动机4供给电流，从而驱动电动机4。例如，功率元件11是诸如功率晶体管之类的开关元件。例如，所述功率晶体管是绝缘栅双极晶体管(IGBT)。具体而言，在从MCU2输出的作为驱动信号的PWM信号为高的时间段内，功率元件驱动单元10接通功率元件11以向电动机4供给电流。在从MCU2输出的作为驱动信号的PWM信号为低的时间段内，功率元件驱动单元10断开功率元件11以中断向电动机4的电流供应。电动机4也就是所谓的马达。电动机4基于功率模块3供应的电流进行转动。如前文所述，在来自MCU2的PWM信号为高的时间段内，功率模块3向电动机4供应电流。相应地，电动机4的旋转速度根据PWM信号中脉冲为高的时间段相对于脉冲周期的比率(所谓的占空比)的增大而增大。功率元件驱动单元10包括温度信号产生单元20、识别信息存储单元21、欠压锁定(UnderVoltageLockOut，UVLO)检测单元22、过电流检测单元23、FO信号产生单元24、上升沿检测单元25、切换单元26和时钟信号产生单元27。温度信号产生单元20是测量功率模块3内的温度以及产生表示所测得的温度的温度信号的电路。温度信号产生单元20向切换单元26输出产生的温度信号。识别信息存储单元21是存储唯一表示功率模块3的类型的识别信息的电路。例如，所述识别信息是表示功率模块3的产品编号以及功率模块3的版本的信息。识别信息存储单元21向切换单元26输出存储在其内的识别信息作为识别信号。UVLO检测单元22判定供给至功率模块3的电压是否等于或大于预定电压阈值，产生表示判定结果的UVLO信号并输出UVLO信号至功率元件驱动单元10。UVLO信号被输入至FO信号产生单元24。所述电压阈值是预先确定的值，作为功率模块3正常运行所必需的最小电压。具体而言，当供应至功率模块3的电压等于或大于电压阈值时，功率模块3的正常运行是有保障的。另一方面，当供应至功率模块3的电压小于电压阈值时，功率模块3的正常运行是没有保障的。在第一实施方式中，将描述这样的实施例：在该实施例中，表示供应至功率模块3的电压等于或大于电压阈值的UVLO信号为低电平(Low)，而表示供应至功率模块3的电压小于电压阈值的UVLO信号为高电平(High)。过电流检测单元23是在功率模块3中检测过电流的电路。过电流检测单元23判定供应至功率模块3的电流是否等于或大于预先确定的电流阈值，产生表示判定结果的过电流检测信号，以及输出所述过电流检测信号至FO信号产生单元。所述电流阈值是预先确定的值，假定等于或大于该电流阈值的电流被确定为过电流。具体而言，当供应至功率模块3的电流小于电流阈值时，功率模块3的正常运行是有保障的。另一方面，当供应至功率模块3的电流等于或大于电流阈值时，功率模块3的正常运行是没有保障的。FO(FaultOutput，故障输出)信号产生单元24是执行下述操作的电路：产生表示功率模块3是否异常的FO信号以及通过功率元件驱动单元10中包含的检测端向上升沿检测单元25和MCU2输出产生的FO信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配置成驱动电动机的半导体功率模块，所述半导体功率模块包括：状态信号产生单元，该状态信号产生单元配置成检测该半导体功率模块内的状态、产生表示所检测到的状态的状态信号以及输出所述状态信号；识别信息存储单元，该识别信息存储单元配置成预先存储用于识别所述半导体功率模块的识别信息，以及输出表示所述识别信息的识别信号；和切换单元，该切换单元配置成选择所述状态信号产生单元输出的状态信号和所述识别信息存储单元输出的识别信号中的一者，以及将所选择的信号输出至所述半导体功率模块的外部。

【技术特征摘要】
2015.09.25 JP 2015-1881941.一种配置成驱动电动机的半导体功率模块，所述半导体功率模块包括：状态信号产生单元，该状态信号产生单元配置成检测该半导体功率模块内的状态、产生表示所检测到的状态的状态信号以及输出所述状态信号；识别信息存储单元，该识别信息存储单元配置成预先存储用于识别所述半导体功率模块的识别信息，以及输出表示所述识别信息的识别信号；和切换单元，该切换单元配置成选择所述状态信号产生单元输出的状态信号和所述识别信息存储单元输出的识别信号中的一者，以及将所选择的信号输出至所述半导体功率模块的外部。2.根据权利要求1所述的半导体功率模块，其中，在所述半导体功率模块恢复至正常运行状态之后的预定时间段内，所述切换单元选择所述识别信号。3.根据权利要求2所述的半导体功率模块，还包括：故障输出信号产生单元，该故障输出信号产生单元配置成产生表示所述半导体功率模块是否异常的故障输出信号，以及将所述故障输出信号输出至所述半导体功率模块的外部；和检测单元，该检测单元配置成检测从所述故障输出信号产生单元输出的故障输出信号从表示所述半导体功率模块异常的状态切换为表示所述半导体功率模块正常的状态，其中，在检测到所述故障输出信号从表示所述半导体功率模块异常的状态切换为表示所述半导体功率模块正常的状态之后的预定时间段内，所述检测单元向所述切换单元输出表示选择所述识别信号的指示信号，以及，所述切换单元在所述检测单元输出所述指示信号的时间段内选择所述识别信号，所述检测单元输出所述指示信号的时间段被设置为在所述半导体功率模块恢复至正常运行状态之后的预定时间段。4.根据权利要求2所述的半导体功率模块，还包括：检测单元，该检测单元配置成在预定时间段结束之后检测接收到的来自外部电路的请求信号，该预定时间段是在所述半导体功率模块通电之后稳定所述半导体功率模块的电压所需的时间段，其中，在检测到来自所述外部电路的所述请求信号之后的预定时间段内，所述检测单元向所述切换单元输出表示选择所述识别信号的指示信号，以及所述切换单元在所述检测单元输出所述指示信号的时间段内选择所述识别信号，所述检测单元输出所述指示信号的时间段被设置为在所述半导体功率模块恢复至正常运行状态之后的预定时间段。5.根据权利要求1所述的半导体功率模块，其中，所述状态为所述半导体功率模块内的温度。6.根据权利要求3所述的半导体功率模块，进一步包括：欠压锁定单元，该欠压锁定单元配置成确定供应至所述半导体功率模块的电压是否小于预定电压阈值，所述预定电压阈值被设置为所述半导体功率模块正常运行所需的最小电压；其中，当所述欠压锁定单元确定供应至所述半导体功率模块的电压等于或大于所述电压阈值时，所述故障输出信号产生单元将所述故障输出信号切换为表示所述半导体功率模块正常的状态。7.根据权利要求3所述的半导体功率模块，进一步包括：过电流检测单元，该过电流检测单元配置成确定供应至所述半导体功率模块的电流是否等于或大于预定电流阈值，等于或大于所述预定电流阈值的...

【专利技术属性】
技术研发人员：野泽俊哉，近藤庆太郎，菅原祐介，上村省一，前田正利，白井康裕，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP