半导体装置及温度警报输出方法制造方法及图纸

本发明专利技术的半导体装置及温度警报输出方法根据过热状态来改变预告警报的输出时间，以实现改善维护操作。半导体装置(1‑1)包括半导体开关(1a)和驱动电路(2)，驱动电路(2)包含过热保护部(2a)和预告警报控制部(2b)。过热保护部(2a)检测半导体开关(1a)的温度，检测温度达到过热保护温度时，进行半导体开关(1a)的过热保护。预告警报控制部(2b)设定了低于过热保护温度的阈值温度，当检测温度达到设定的阈值温度时，使过热保护工作前输出预告警报信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及半导体装置及温度警报输出方法。
技术介绍
近年，将绝缘栅型半导体元件(IGBT：InsulatedGateBipolarTransistor)及驱动IGBT的驱动电路等内置、称为IPM(IntelligentPowerModule)的半导体装置的开发正在进步。IPM是进行电力变换的模块，被广泛利用在例如AC(AlternatingCurrent)伺服、空调设备、电梯等用途中。另外，IPM具有这保护功能，当检测出异常状态时，进行异常状态的回避及元件的保护。例如，检测出过热状态时，回避过热状态来进行元件的保护，向外部输出警报。作为现有技术，提出了一种技术，该技术将温度检测用二极管的正向下降电压输入到调整器，再将调整器输出输出到外部端子，持续监视半导体开关的温度(专利文献1)。另外，提出了一种技术，该技术在半导体开关元件的芯片温度超过大于正常值的第一预定值时判别为有异常，在芯片温度超过大于正常值而小于第一预定值的第二预定值时输出预告警报(专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特開2013-183595号公報专利文献2：日本特開2000-341960号公報
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题IPM所内置的保护功能，保护IPM内的半导体元件不变为异常状态以回避破坏，当IPM检测出异常时，IGBT的驱动也停止了。因此，IPM检测出异常时，虽然能够回避内部元件的破坏，但由于这样的保护功能起作用而使得IGBT的驱动也被停止，可能引起正从IGBT接受供电的装置突然停止。因此，现有技术(例如，专利文献2)中，通过当IPM检测出异常时在停止IGBT的驱动前输出预告警报，从而抑制了正接受供电的装置突然停止这样的现象发生。然而，虽然现有技术中将预告警报信号构成为与警报信号从相同端子输出，并使各个信号对应于信号宽度，但因为不经过信号宽度所对应的时间就不能判别是哪个信号，所以判别花费了时间。另外，即使当存在异常发生的预兆时输出了预告警报，也未进行根据IPM的工作状态将预告警告尽量早地输出或尽量晚地输出的控制。虽然期望若IPM的异常状态的紧急度高则也较早地将预告警报输出，但由于以往是不管紧急度而输出预告警报，在控制IPM的一侧存在应对IPM施行的对应延迟的可能性。本技术是鉴于这样的问题点而作出的，旨在提供能够根据过热状态来迅速发出预告警报的半导体装置及温度警报输出方法。解决技术问题所采用的技术方案为了解决上述课题，在一个方案中，将半导体装置构成为具有半导体开关电路和驱动电路的半导体装置，所述半导体开关电路具有：半导体开关；以及在该半导体开关的附近检测所述半导体开关的温度的温度传感器，所述驱动电路具有：过热保护部，当所述温度传感器的检测温度达到过热保护温度时，进行所述半导体开关的过热保护，并且发出过热保护警报信号；预告警报控制部，至少设定一个低于所述过热保护温度的阈值温度，当所述检测温度达到所述阈值温度时，使所述过热保护工作前输出预告警报信号；以及半导体开关的驱动电路，所述过热保护警报信号与所述预告警报信号分别以不同的信号电平从相同端子输出。在另一方案中，将半导体装置构成为用于驱动具有半导体开关和在该半导体开关的附近检测所述半导体开关的温度的温度传感器的半导体开关电路的驱动电路，所述驱动电路具有：过热保护部，接收所述温度传感器的输出，当所述温度传感器的检测温度达到过热保护温度时，为了进行所述半导体开关的过热保护而工作，并且发出过热保护警报信号；预告警报控制部，设定低于所述过热保护温度的阈值温度，当所述检测温度达到所述阈值温度时，在使所述过热保护工作前输出预告警报信号；以及半导体开关的驱动电路，所述过热保护警报信号与所述预告警报信号是分别以不同的信号电平从相同端子输出的信号。在另一方案中，将半导体装置构成为具有半导体开关电路和驱动电路的半导体装置，所述半导体开关电路具有：半导体开关；以及在该半导体开关的附近检测所述半导体开关的温度的温度传感器，所述驱动电路具有：过热保护部，当所述温度传感器的检测温度达到过热保护温度时，进行所述半导体开关的过热保护，并且发出过热保护警报信号；预告警报控制部，至少设定一个低于所述过热保护温度的阈值温度，当所述检测温度达到所述阈值温度时，使所述过热保护工作前输出预告警报信号；以及半导体开关的驱动电路，所述过热保护部，比较所述温度传感器的检测温度所对应的电压与对应于所述过热保护温度的第一基准电压，当所述第一基准电压为所述检测温度所对应的电压以上时，进行所述过热保护，输出表示所述过热保护的工作状态的警报信号，所述预告警报控制部具有产生对应于所述阈值温度的多个相互不同的第二基准电压的基准电压源群，比较所述检测温度所对应的电压与所述第二基准电压，当所述第二基准电压为所述检测温度所对应的电压以上时，输出表示所述过热保护即将工作的所述预告警报信号。在另一方案中，将半导体装置构成为具有半导体开关电路和驱动电路的半导体装置，所述半导体开关电路具有：半导体开关；以及在该半导体开关的附近检测所述半导体开关的温度的温度传感器，所述驱动电路具有：过热保护部，当所述温度传感器的检测温度达到过热保护温度时，进行所述半导体开关的过热保护，并且发出过热保护警报信号；预告警报控制部，至少设定一个低于所述过热保护温度的阈值温度，当所述检测温度达到所述阈值温度时，使所述过热保护工作之前输出预告警报信号；以及半导体开关的驱动电路，所述过热保护部，比较所述温度传感器的检测温度所对应的电压与对应于所述过热保护温度的第一基准电压，当所述第一基准电压为所述检测温度所对应的电压以上时，进行所述过热保护，输出表示所述过热保护的工作状态的警报信号，所述预告警报控制部具有产生对应于所述阈值温度的多个相互不同的第二基准电压的基准电压源群，比较所述检测温度所对应的电压与所述第二基准电压，当所述第二基准电压为所述检测温度所对应的电压以上时，输出表示所述过热保护即将工作的所述预告警报信号。在另一方案中，构成半导体装置使得，所述过热保护部，比较位于所述半导体开关的附近的温度检测用二极管的正向电压与对应于所述过热保护温度的第一基准电压，当所述第一基准电压为所述正向电压以上时，进行所述过热保护，输出表示所述过热保护的工作状态的警报信号；所述预告警报控制部具有产生对应于所述阈值温度的多个相互不同的第二基准电压的基准电压源群，比较所述正向电压与所述第二基准电压，当所述第二基准电压为所述正向电压以上时，输出表示所述过热保护即将工作的所述预告警报信号。在另一方案中，构成半导体装置使得，所述预告警报控制部从所述基准电压源群中选择流至所述半导体开关的电流量越大、所述第二基准电压越高的基准电压源。在另一方案中，构成半导体装置使其还具有与所述驱动电路连接并向所述驱动电路发送控制信号来进行所述半导体开关的驱动指示的控制装置，所述控制装置，对应于输出所述过热保护警报信号和所述预告警报信号的端子的信号电平，发送所述控制信号的频率。在另一方案中，构成半导体装置使得，所述预告警报控制部中齐纳二极管连接至所述预告警报信号的输出端，所述预告警报控制部将所述齐纳二极管的击穿电压作为所述预告警报信号的电平来输出。在另一方案中，构成半导体装置使得，在检测半导体开关的温度上升以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置具有半导体开关电路和驱动电路，该半导体装置的特征在于，所述半导体开关电路具有：半导体开关；以及在该半导体开关的附近检测所述半导体开关的温度的温度传感器，所述驱动电路具有：过热保护部，当所述温度传感器的检测温度达到过热保护温度时，进行所述半导体开关的过热保护，并且发出过热保护警报信号；预告警报控制部，至少设定一个低于所述过热保护温度的阈值温度，当所述检测温度达到所述阈值温度时，在使所述过热保护工作前输出预告警报信号；以及半导体开关的驱动电路，所述过热保护警报信号与所述预告警报信号分别以不同的信号电平从相同端子输出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.26 JP 2014-2646831.一种半导体装置具有半导体开关电路和驱动电路，该半导体装置的特征在于，所述半导体开关电路具有：半导体开关；以及在该半导体开关的附近检测所述半导体开关的温度的温度传感器，所述驱动电路具有：过热保护部，当所述温度传感器的检测温度达到过热保护温度时，进行所述半导体开关的过热保护，并且发出过热保护警报信号；预告警报控制部，至少设定一个低于所述过热保护温度的阈值温度，当所述检测温度达到所述阈值温度时，在使所述过热保护工作前输出预告警报信号；以及半导体开关的驱动电路，所述过热保护警报信号与所述预告警报信号分别以不同的信号电平从相同端子输出。2.一种半导体装置，是用于驱动具有半导体开关和在该半导体开关的附近检测所述半导体开关的温度的温度传感器的半导体开关电路的驱动电路，该半导体装置的特征在于，所述驱动电路具有：过热保护部，接收所述温度传感器的输出，当所述温度传感器的检测温度达到过热保护温度时，为了进行所述半导体开关的过热保护而工作，并且发出过热保护警报信号；预告警报控制部，设定低于所述过热保护温度的阈值温度，当所述检测温度达到所述阈值温度时，在使所述过热保护工作前输出预告警报信号；以及所述半导体开关的驱动电路，所述过热保护警报信号与所述预告警报信号分别以不同的信号电平从相同端子输出。3.一种半导体装置具有半导体开关电路和驱动电路，该半导体装置的特征在于，所述半导体开关电路具有：半导体开关；以及在该半导体开关的附近检测所述半导体开关的温度的温度传感器，所述驱动电路具有：过热保护部，当所述温度传感器的检测温度达到过热保护温度时，进行所述半导体开关的过热保护，并且发出过热保护警报信号；预告警报控制部，至少设定一个低于所述过热保护温度的阈值温度，当所述检测温度达到所述阈值温度时，在使所述过热保护工作前输出预告警报信号；以及半导体开关的驱动电路，所述过热保护部比较所述温度传感器的检测温度所对应的电压与对应于所述过热保护温度的第一基准电压，当所述第一基准电压为所述检测温度所对应的电压以上时，进行所述过热保护，输出表示所述过热保护的工作状态的警报信号，所述预告警报控制部具有产生对应于所述阈值温度的多个相互不同的第二基准电压的基准电压源群，比较所述检测温度所对应的电压与所述第二基准电压，当所述第二基准电压为所述检测温度所对应的电压以上时，输出表示所述过热保护即将进行的所述预告警报信号。4.一种半导体装置，是用于驱动具有半导体开关和在该半导体开关的附近检测所述半导体开关的温度的温度传感器的半导体开关电路的驱动电路，该半导体装置的特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：中森昭，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP