半导体元件的驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及对构成电力变换装置的多个半导体元件进行驱动，并且具备半导体元件的保护所需要的信息的通知功能的半导体元件的驱动装置。
【背景技术】
[0002]近年来，智能功率模块(IPM)备受关注。该智能功率模块是将针对半导体元件的过电流、控制电源的电压降低、过热等异常进行保护的保护电路与由IGBT等功率晶体管构成的上述半导体元件及其驱动电路一起作为一个电子部件而进行了模块化的模块。另外，例如，专利文献I中提出将分别检测上述异常的多个保护电路，以及将根据各保护电路检测到的异常的种类而预先设定了脉冲宽度的报警信号输出到外部的通知电路(输出电路)安装到上述智能功率模块。通过具备这样的报警信号的通知电路，从而能够在控制上述驱动装置的控制装置侧，例如逆变器控制装置中检测上述报警信号的脉冲宽度，由此能够辨别在半导体元件中产生的异常的种类。
[0003]然而，当由上述通知电路同时输出脉冲宽度不同的多个报警信号时，存在难以进行辨别的问题。因此，本发明的发明人曾经提出了以专利文献2所公开的方式避免上述不良情况，并在通常情况下使作为脉冲信号列而输出的上述报警信号的辨别变得容易的半导体元件的驱动装置。该半导体元件的驱动装置根据最初由检测到异常的保护电路输出的保护信号而将预先根据每个异常的种类确定了脉冲宽度的报警信号作为单个脉冲输出，或者经过预先设定的时间间隔而逐一输出脉冲。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开平8-70580号公报
[0007]专利文献2:日本特开2012-143125号公报
【发明内容】
[0008]技术问题
[0009]根据专利文献2提出的半导体元件的驱动装置，不会同时输出脉冲宽度不同的多种报警信号。因此，容易检测所通知的报警信号的脉冲宽度，能够根据检测到的报警信号的脉冲宽度正确识别异常的种类。然而，在检测半导体元件的异常时，由于将与该种类对应的脉冲宽度的报警信号作为单个脉冲输出，或者经过预先设定的时间间隔而逐一输出脉冲，所以存在即使消除上述半导体元件的异常，也无法对其进行检测的不良情况。
[0010]为了消除这样的不良情况，也考虑例如在消除了上述半导体元件的异常时通过停止来自上述多个保护电路的上述保护信号的输出而输出与上述报警信号不同的脉冲宽度的异常消除信号。然而，为了能够明确地识别异常消除信号，例如如果与上述报警信号比较而增长其脉冲宽度，则产生在检测到异常消除为止会花费较长时间的新的问题。
[0011]本发明是考虑到这样的情况而完成的，其目的在于提供具备准确地通知与半导体元件中产生的异常因素对应的脉冲宽度的报警信号的功能，并且具备迅速通知上述半导体元件的异常因素被消除的功能的半导体元件的驱动装置。
[0012]技术方案
[0013]为了实现上述目的，本发明的半导体元件的驱动装置具备:驱动电路，对构成电力变换装置的半导体元件进行驱动；多个保护电路，检测上述半导体元件的保护动作所需要的信息并生成保护信号，根据该保护信号使通过上述驱动电路进行的上述半导体元件的驱动停止；报警生成电路，根据由这些保护电路输出的上述保护信号而生成与保护因素对应的脉冲宽度的报警信号；和输出电路，以预定的电平将上述报警信号输出到外部。
[0014]特别是，本发明的半导体元件的驱动装置的特征在于进一步具备:
[0015]保护解除电路，在来自上述多个保护电路的上述保护信号的输出停止，并且来自上述报警生成电路的上述报警信号的输出停止时，在一定期间持续生成保护解除信号；和
[0016]输出控制电路，根据上述保护解除信号而改变上述输出电路的信号输出电平。
[0017]优选上述多个保护电路包括:控制电压检测电路，检测施加到该驱动装置的控制电压；温度检测电路，检测上述半导体元件的温度；和电流检测电路，检测流过上述半导体元件的电流，分别生成促使进行低电压保护、过热保护和过电流保护的保护信号。并且，上述保护解除电路构成为包括单触发电路，上述单触发电路在来自上述多个保护电路的上述保护信号的输出停止且上述报警信号的输出停止时工作而在一定期间持续生成保护解除信号。
[0018]另外，上述输出控制电路作为例如与构成上述输出电路的输出晶体管并联设置，接收上述保护解除信号而对该输出晶体管的输出电压进行分压的分压电路得以实现。
[0019]优选上述报警生成电路构成为例如在上述保护信号的输出持续的整个期间连续地生成针对在上述多个保护电路中最初输出了保护信号的保护电路预先确定的脉冲宽度的报警信号。此外，上述报警生成电路构成为例如在上述多个保护电路中的任一个输出保护信号时开始生成上述报警信号，在上述保护信号的输出停止时，在形成上述报警信号的脉冲信号列中的一个脉冲的脉冲信号的输出结束的时刻停止该报警信号的生成。
[0020]有益效果
[0021]根据这样的构成的半导体元件的驱动装置，输出单个脉冲的与半导体元件中产生的异常因素对应的脉冲宽度的报警信号，或者经过预先设定的时间间隔而逐一输出脉冲。因此，易于检测由上述驱动装置通知的报警信号的脉冲宽度，能够根据检测到的报警信号的脉冲宽度正确地识别异常的种类。并且在上述半导体元件的异常因素被消除而上述报警信号的输出结束时，输出电平与该报警信号不同的保护解除信号。因此，即使不检测上述保护解除信号的脉冲宽度，也能够根据该信号输出电平明确地区分检测该保护解除信号与上述报警信号。因此，能够容易且迅速地根据上述保护解除信号检测上述异常因素的消除。
[0022]换言之，在例如生成对构成电力变换装置的半导体元件进行驱动的上述动作信号的控制部侧，能够正确地把握上述半导体元件的异常因素而寻求适当的保护方案。并且，能获得以下效果:即，在半导体元件的异常因素被消除时，可根据上述保护解除信号迅速检测该异常消除而使上述控制装置迅速恢复正常状态等。
【附图说明】
[0023]图1是表示应用本发明的电力变换装置的整体性示意构成的图。
[0024]图2是本发明的一个实施方式的半导体元件的驱动装置的主要部分示意构成图。
[0025]图3是表示图2所示的报警生成电路所生成的报警信号的图。
[0026]图4是用于说明图2所示的驱动装置的动作的信号波形图。
[0027]图5是表示对来自驱动装置的输出信号进行检测的检测电路的构成例的图。
[0028]符号说明
[0029]1:电力变换装置
[0030]Ia:智能功率模块(IPM)
[0031]2:逆变器
[0032]3U?3Z:驱动电路(驱动器电路)
[0033]4:交流负载
[0034]11?16:半导体元件(IGBT)
[0035]17:半导体芯片
[0036]18:电流传感器
[0037]19:温度传感器
[0038]21?26:续流二极管
[0039]31:栅极控制电路
[0040]32:控制电压检测电路