专利名称：半导体元件控制装置、车载用电机系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及对进行用于将直流电力转换为交流电力或将交流电力转换为直流电力这一开关动作的半导体元件进行控制的半导体元件控制装置、具有该半导体元件控制装置的车载用电机系统。
背景技术：
电力转换装置具备将从直流电源提供的直流电力转换为用于提供给旋转电机等交流电负荷的交流电力的功能、或者将由旋转电机产生的交流电力转换为用于提供给直流电源的直流电力的功能。为了发挥该转换功能，电力转换装置包括具有多个开关元件的逆变器电路，且通过开关元件反复执行导通动作或切断动作来进行从直流电力向交流电力或从交流电力向直流电力的电力转换。在驱动上述开关元件的电路中，在电源短路等异常时，若没有保护电路，则会在开关元件中流动过大的电流，有可能因元件发热或开关浪涌电压而引起破坏。用于抑制这种短路时的过电流的技术在专利文献1中有所公开。根据专利文献1，记载了基于感测IGBT 的感测电流来检测过电流及短路并切断IGBT的内容。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开平3-40517号公报在上述专利文献1所记载的基于感测电流来检测过电流及短路的现有的电力转换装置中，在因IGBT的开关动作导致感测电流中增加了开关噪声等情况下，容易误检测过电流或短路。因此，期望尽量降低这种误检测。
发明内容
本发明的第1方式的半导体元件控制装置，其控制半导体元件，该半导体元件进行用于将直流电力转换为交流电力或者将交流电力转换为直流电力的开关动作，该半导体元件控制装置具备驱动部，其将用于控制半导体元件的开关动作的驱动信号输出至半导体元件的端子；短路检测部，其基于端子的电压来检测半导体元件的短路，并输出短路检测信号；和驱动切断部，其基于从短路检测部输出的短路检测信号来切断半导体元件中流动的电流。根据本发明的第2方式，第1方式的半导体元件控制装置能够还具备过电流检测部，其基于自半导体元件输出的感测电流来检测半导体元件中流过的过电流，并输出过电流检测信号；和滤波器部，其去除从过电流检测部输出的过电流检测信号中的噪声成分。在该半导体元件控制装置中优选，驱动切断部基于短路检测信号来切断半导体元件中流过的电流，并且基于由滤波器部去除了噪声成分的过电流检测信号来切断半导体元件中流过的电流。本发明的第3方式的半导体元件控制装置，其控制半导体元件，该半导体元件进行用于将直流电力转换为交流电力的开关动作，该半导体元件控制装置具备驱动部，其将用于控制半导体元件的开关动作的驱动信号输出至半导体元件的端子；短路检测部，其基于端子的电压和自半导体元件输出的感测电流来检测半导体元件的短路，并输出短路检测信号；和驱动切断部，其基于从短路检测部输出的短路检测信号来切断半导体元件中流过的电流。根据本发明的第4方式，第3方式的半导体元件控制装置能够还具备过电流检测部，其基于端子的电压和感测电流来检测半导体元件中流过的过电流，并输出过电流检测信号；和滤波器部，其去除从过电流检测部输出的过电流检测信号中的噪声成分。在该半导体控制装置中优选，驱动切断部基于短路检测信号来切断半导体元件中流过的电流，并且基于由滤波器部去除了噪声成分的过电流检测信号来切断半导体元件中流过的电流。根据本发明的第5方式，在第4方式的半导体元件控制装置中，所述过电流检测部在端子的电压超过规定的第一电压值、且感测电流超过规定的第一电流值时，检出半导体元件中流过的过电流并输出过电流检测信号；短路检测部，在端子的电压超过在第一电压值以上的规定的第二电压值、且感测电流超过在第一电流值以下的规定的第二电流值时， 检出半导体元件的短路并输出短路检测信号。本发明的第6方式的车载用电机系统，其具备可充放电的车载电源；电动发电机，其基于交流电力产生动力，并且基于动力产生交流电力；和电力转换装置，其将来自车载电源的直流电力转换为交流电力后提供给电动发电机，并且将由电动发电机产生的交流电力转换为直流电力后对车载电源进行充电。在该车载用电机系统中，电力转换装置具有 多个半导体元件，其进行用于将来自车载电源的直流电力转换为交流电力、或者将由电动发电机产生的交流电力转换为直流电力的开关动作；驱动部，其将用于控制半导体元件的开关动作的驱动信号输出至半导体元件的端子；短路检测部，其基于端子的电压来检测半导体元件的短路，并输出短路检测信号；和驱动切断部，其基于从短路检测部输出的短路检测信号来切断半导体元件中流过的电流。根据本发明的第7方式，在第6方式的车载用电机系统中，所述电力转换装置还具有过电流检测部，其基于自半导体元件输出的感测信号来检测半导体元件中流过的过电流，并输出过电流检测信号；和滤波器部，其去除从过电流检测部输出的过电流检测信号中的噪声成分。在该车载用电机系统中优选，驱动切断部基于短路检测信号来切断半导体元件中流过的电流，并且基于由滤波器部去除了噪声成分的过电流检测信号来切断半导体元件中流过的电流。本发明的第8方式的车载用电机系统，具备可充放电的车载电源；电动发电机， 其基于交流电力产生动力，并且基于动力产生交流电力；和电力转换装置，其将来自车载电源的直流电力转换为交流电力后提供给电动发电机，并且将由电动发电机产生的交流电力转换为直流电力后对车载电源进行充电。在该车载用电机系统中，电力转换装置具有多个半导体元件，其进行用于将来自车载电源的直流电力转换为交流电力、或者将由电动发电机产生的交流电力转换为直流电力的开关动作；驱动部，其将用于控制半导体元件的开关动作的驱动信号输出至半导体元件的端子；短路检测部，其基于端子的电压和自半导体元件输出的感测电流来检测半导体元件的短路，并输出短路检测信号；和驱动切断部，其基于从短路检测部输出的短路检测信号来切断半导体元件中流过的电流。CN 102549925 A
根据本发明的第9方式，在第8方式的车载用电机系统中，电力转换装置还具有 过电流检测部，其基于端子的电压和感测电流来检测半导体元件中流过的过电流，并输出过电流检测信号；和滤波器部，其去除从过电流检测部输出的过电流检测信号中的噪声成分。在该车载用电机系统中优选，驱动切断部基于短路检测信号来切断半导体元件中流过的电流，并且基于由滤波器部去除了噪声成分的过电流检测信号来切断半导体元件中流过的电流。根据本发明的第10方式，在第9方式的车载用电机系统中，过电流检测部在端子的电压超过规定的第一电压值、且感测电流超过规定的第一电流值时，检出半导体元件中流过的过电流并输出过电流检测信号；短路检测部在端子的电压超过小于第一电压值的规定的第二电压值、且感测电流超过小于第一电流值的规定的第二电流值时，检出半导体元件的短路并输出短路检测信号。发明效果根据本发明，即便在感测电流中附加有开关噪声的情况下，也不会误检测过电流或短路，能实现高可靠的短路保护。
图1是表示混合动力汽车的控制模块的图。图2是表示具备包括上下支路的串联电路及控制部的逆变器装置、由连接于逆变器装置的直流侧的电容器构成的电力转换装置、电池、和电动发电机的车辆驱动用电机系统的电路结构的图。图3是与本发明的第1实施方式相关的半导体元件控制装置的电路框图。图4是与本发明的第1实施方式相关的半导体元件控制装置的电路图。图5是与本发明的第1实施方式相关的半导体元件控制装置的动作时的时序图。图6是与本发明的第2实施方式相关的半导体元件控制装置的电路框图。图7是与本发明的第2实施方式相关的半导体元件控制装置的电路图。图8是与本发明的第2实施方式相关的半导体元件控制装置的动作时的时序图。图9是与本发明的第2实施方式的一个变形例相关的半导体元件控制装置的电路框图。图10是与本发明的第2实施方式的另一个变形例相关的半导体元件控制装置的电路框图。图11是表示感测电阻的配置例的概略图。
具体实施例方式第1实施方式以下，参照附图，详细说明本发明的一个实施方式涉及的半导体元件控制装置及车载用电机系统。本发明的一个实施方式涉及的半导体元件控制装置被搭载于将直流电力转换为交流电力或将交流电力转换为直流电力的电力转换装置，控制用于进行这种电力转换的开关动作的半导体元件。具有本发明的一个实施方式涉及的半导体元件控制装置的电力转换装置，虽然可应用于混合动力电动汽车或纯粹的电动汽车等，但是作为代表例，利用图1和图2说明应用于混合动力电动汽车的情况。图1是表示混合动力电动汽车的控制模块的图。图2是表示具有包括上下支路的串联电路及控制部的逆变器装置、具备与逆变器装置的直流侧相连的电容器组件的电力转换装置、电池、和电动发电机的车载用电机系统的电路结构的图。在本实施方式中，举例说明在汽车所搭载的车载电机系统的车载用电力转换装置特别是车辆驱动用电机系统中使用并且搭载环境或工作环境等非常苛刻的车辆驱动用逆变器装置。车辆驱动用逆变器装置作为对车辆驱动用电动机的驱动进行控制的控制装置而配备于车辆驱动用电机系统中，将从构成车载电源的车载电池或车载发电装置提供的直流电力转换为规定的交流电力，将得到的交流电力提供给车辆驱动用电动机来控制车辆驱动用电动机的驱动。另外，因为车辆驱动用电动机也具有作为发电机的功能，所以车辆驱动用逆变器装置也具有根据运转模式将车辆驱动用电动机产生的交流电力转换为直流电力的功能。被转换后的直流电力提供给车载电池。此外，本实施方式的结构作为汽车或卡车等车辆驱动用电力转换装置最适用，但也可应用于除此之外的电力转换装置，例如电车、船舶或航空器等电力转换装置。进而，也可应用于作为驱动工厂设备的电动机的控制装置而使用的产业用电力转换装置、或者驱动家庭太阳能发电系统或家庭电器的电动机的控制装置而使用的家庭用电力转换装置。在图1中，混合动力电动汽车(以下，记为“HEV”)110为一辆电动车辆，具备两个车辆驱动用系统。其中之一是以内燃机即发动机120作为动力源的发动机系统121。发动机系统121主要作为HEVllO的驱动源使用。在发动机系统121中，发动机120基于从燃料箱132供给的汽油等燃料，按照发动机控制单元131的控制进行动作。另一个是以电动发电机192、194作为动力源的车载电机系统250。车载电机系统250主要作为HEVllO的驱动源及HEVl 10的电力产生源使用。电动发电机192、194例如是同步机或感应电机，因为根据运转方法作为电动机或发电机进行动作，所以这里记为“电动发电机”。在车体的前部，前轮车轴114可旋转地被轴支撑。在前轮车轴114的两端设置有1 对前轮112。在车体的后部，后轮车轴(未图示)可旋转地被轴支撑。在后轮车轴的两端设置有1对后轮。在本实施方式的HEV中，虽然采用了将由动力驱动的主轮设定为前轮112、 将连动的从轮设定为后轮的所谓的前轮驱动方式，但是也可采用相反的驱动方式即后轮驱动方式。在前轮车轴114的中央部设置有前轮侧差动齿轮(以下，记为“前轮侧DG”)116。 前轮车轴114与前轮侧DG116的输出侧机械地连接。变速器118的输出轴与前轮侧DG116 的输入侧机械地连接。前轮侧DG116是将由变速器118变速后传递的旋转驱动力分配给左右的前轮车轴114的差动式动力分配机构。电动发电机192的输出侧与变速器118的输入侧机械地连接。发动机120的输出侧及电动发电机194的输出侧经由动力分配机构122而与电动发电机192的输入侧机械地连接。此外，电动发电机192、194及动力分配机构122 被收纳于变速器118的框体内部。动力分配机构122是由齿轮123 130构成的差动机构。齿轮125 1 是锥齿轮。齿轮123、124、129、130是正齿轮。电动发电机192的动力被直接传递给变速器118。 电动发电机192的轴与齿轮129为同轴。根据该结构，在对电动发电机192没有驱动电力供给的情况下，传递给齿轮129的动力被直接传递给变速器118的输入侧。
当由发动机120的运转而驱动了齿轮123时，发动机120的动力首先从齿轮123 传递给齿轮124，其次从齿轮IM传递给齿轮1 及齿轮128，接着从齿轮1 及齿轮128 传递给齿轮130，最终传递给齿轮129。当由电动发电机194的运转而驱动了齿轮125时， 电动发电机194的旋转首先从齿轮125传递给齿轮1 及齿轮128，其次从齿轮1 及齿轮 128传递给齿轮130，最终传递给齿轮129。此外，作为动力分配机构122，也可取代上述的差动机构而采用行星齿轮机构等其他机构。电动发电机192、194是转子处具备永久磁铁的同步机。逆变器装置140、142通过控制向电动发电机192、194的定子的电枢绕组供给的交流电力来控制电动发电机192、194 的驱动。电池136与逆变器装置140、142电连接，在电池136与逆变器装置140、142之间可授受电力。在本实施方式中，具备由电动发电机192及逆变器装置140构成的第1电动发电单元和由电动发电机194及逆变器装置142构成的第2电动发电单元这两个电动发电单元，并根据运转状态区分使用它们。也就是说，在由来自发动机120的动力来驱动车辆的情况下，在使车辆的驱动转矩加速时，将第2电动发电单元作为发电单元通过发动机120的动力使其进行运转并发电，由通过该发电得到的电力而使第1电动发电单元作为电动单元进行运转。另外，在同样的情况下，在使车辆的车速加速时，将第1电动发电单元作为发电单元通过发动机120的动力使其进行运转并发电，由通过该发电得到的电力而使第2电动发电单元作为电动单元进行运转。另外，在本实施方式中，由电池136的电力而使第1电动发电单元作为电动单元运转，从而仅由电动发电机192的动力就能驱动车辆。进而，在本实施方式中，由发动机120 的动力或来自车轮的动力而使第1电动发电单元或第2电动发电单元作为发电单元进行运转并发电，从而能对电池136进行充电。电池136还作为用于驱动辅机用的电动机195的电源使用。电动机195例如是对空调机的压缩机进行驱动的电动机、或者是对控制用的油压泵进行驱动的电动机。从电池 136向辅机用逆变器装置43供给直流电力，由辅机用逆变器装置43将该直流电力转换为交流电力之后提供给电动机195。辅机用逆变器装置43具有与逆变器装置140或142同样的功能，控制向电动机195供给的交流的相位、频率或电力。例如，通过提供相对于电动机195的转子的旋转而相位超前的交流电力，使得电动机195产生转矩。另一方面，通过产生相位延迟的交流电力，使得电动机195作为发电机起作用，电动机195处于再生制动状态的运转。这种辅机用逆变器装置43的控制功能与逆变器装置140或142的控制功能相同。 因为电动机195的容量比电动发电机192或194的容量小，所以辅机用逆变器装置43的最大转换电力比逆变器装置140、142小，但是辅机用逆变器装置43的电路结构基本上与逆变器装置140或142的电路结构相同。逆变器装置140及142、辅机用逆变器装置43以及电容器组件500在电气方面处于密切的关系。此外，针对发热的对策所需要的点也是共同的。另外，期望将装置的体积制作得尽量小。基于这些点，下面详细叙述的电力转换装置将逆变器装置140及142、辅机用逆变器装置43以及电容器组件500内置于电力转换装置的框体内。通过该结构，能够实现小型且可靠性高的装置。另外，通过将逆变器装置140及142、辅机用逆变器装置43以及电容器组件500内置于一个框体内，从而在布线的简单化及噪声对策方面具有效果。此外，能够降低电容器组件500与逆变器装置140及142的连接电路的电感，能降低峰值电压，并且能实现发热的降低及散热效率的提高。接下来，利用图2说明逆变器装置140及142、以及辅机用逆变器装置43的电路结构。此外，在图1、图2所示的实施方式中，举例说明分别单独构成逆变器装置140及142、 以及辅机用逆变器装置43的情形。逆变器装置140及142、以及辅机用逆变器装置43由于具有相同的结构，起到同样的作用，具有同样的功能，所以在此作为代表例而说明逆变器装置 140。本实施方式涉及的电力转换装置200具备逆变器装置140和电容器组件500，逆变器装置140具有逆变器电路144和控制部170。另外，逆变器电路144构成为具有由作为上支路动作的IGBT3^ (绝缘栅型双极性晶体管)及二极管156和作为下支路动作的 IGBT330及二极管166构成的多个上下支路串联电路150 (在图2的例子中为3个上下支路串联电路150、150、150)，并且从各个上下支路串联电路150的中点部分(中间电极169) 通过交流端子159连接于向电动发电机192的交流电力线(交流母线)186。另外，控制部 170具有对逆变器电路144进行驱动控制的驱动器电路174 ；和经由信号线176向驱动器电路174提供控制信号的控制电路172。上支路的IGBT3^、下支路的IGBT330是开关用功率半导体元件，接受从控制部 170输出的驱动信号进行动作，将从电池136供给的直流电力转换为三相交流电力。被转换后的电力提供给电动发电机192的电枢绕组。如上述，逆变器装置140也能将电动发电机 192产生的三相交流电力转换为直流电力。本实施方式涉及的电力转换装置200如图1的记载那样，虽然具有逆变器装置140 和142、以及辅机用逆变器装置43和电容器组件500，但是如上述那样，由于逆变器装置140 和142、以及辅机用逆变器装置43具有同样的电路结构，因此将逆变器装置140作为代表例进行记载，逆变器装置142和辅机用逆变器装置43如上面叙述那样已省略。逆变器电路144由3相桥式电路构成，3相的上下支路串联电路150、150、150分别在直流正极端子314与直流负极端子316之间并连地电连接。直流正极端子314和直流负极端子316分别与电池136的正极侧和负极侧电连接。这里，上下支路串联电路150被称作“支路”，并具备上支路侧的开关用功率半导体元件3 及二极管156、和下支路侧的开关用功率半导体元件330及二极管166。在本实施方式中，例示了作为开关用功率半导体元件而采用IGBT3^及330的情形。IGBT3^及330具备集电极电极153、163、发射极电极(信号用发射极电极端子155、 165)、栅极电极(栅极电极端子154、164)。如图示那样，在IGBT3^、330的集电极电极153、 163与发射极电极之间电连接二极管156、166。二极管156、166具备阴极电极及阳极电极这两个电极，按照从IGBT3^、330的发射极电极到集电极电极的方向为正向的方式，阴极电极与IGBT3^、330的集电极电极电连接，阳极电极与IGBT3^、330的发射极电极电连接。 作为开关用功率半导体元件，也可采用MOSFET (金属氧化物半导体型场效应晶体管)。此时，不需要上支路的二极管156、下支路的二极管166。上下支路串联电路150对应于电动发电机192的电枢绕组的各相绕组而设置 3相。3个上下支路串联电路150、150、150分别形成了经由将IGBT3^的发射极电极与IGBT330的下支路的集电极电极163连接起来的中间电极169、交流端子159而向电动发电机192传输的U相、V相、W相。上下支路串联电路彼此之间并连地电连接。上支路的 IGBT328的集电极电极153经由正极端子(P端子)157而与电容器组件500的正极侧电容器电极电连接，下支路的IGBT330的发射极电极经由负极端子(N端子)158而与电容器组件500的负极侧电容器电极电连接(以直流母线连接)。位于各支路的中点部分(上支路的IGBT3^的发射极电极与下支路的IGBT330的集电极电极的连接部分)的中间电极169， 经由交流连接器188而与电动发电机192的电枢绕组所对应的相绕组电连接。电容器组件500用于构成对由IGBT3^、330的开关动作所产生的直流电压的变动进行抑制的平滑电路。电池136的正极侧经由正极侧电容器端子504和直流连接器138而与电容器组件500的正极侧电容器电极电连接，电池136的负极侧经由负极侧电容器端子 506和直流连接器138而与电容器组件500的负极侧电容器电极电连接。由此，电容器组件 500在上支路IGBT3^的集电极电极153与电池136的正极侧之间、和下支路IGBT330的发射极电极与电池136的负极侧之间进行连接，从而与电池136和上下支路串联电路150并连地电连接。控制部170用于使IGBT3^、330工作，其具备控制电路172，基于来自其他控制装置或传感器等的输入信息来生成用于控制IGBT3^、330的开关定时的定时信号；和驱动器电路174，基于从控制电路172输出的定时信号来生成用于使IGBT3^、330进行开关动作的驱动器信号。控制电路172具备用于对IGBT3^、330的开关定时进行运算处理的微型计算机。 作为输入信息而向微型计算机中输入对电动发电机192请求的目标转矩值、从上下支路串联电路150向电动发电机192的电枢绕组供给的电流值、及电动发电机192的转子的磁极位置。其中，目标转矩值是基于从未图示的上位的控制装置输出的指令信号的值。电流值是基于自电流检测部180经由信号线182输出的检测信号而检测出的。磁极位置是基于从电动发电机192中设置的旋转磁极传感器(未图示)输出的检测信号而检测出的。在本实施方式中举例说明检测3相电流值的情形，但是也可检测2相的电流值。控制电路172内的微型计算机基于目标转矩值来运算电动发电机192的d、q轴的电流指令值，基于运算出的d、q轴的电流指令值与检测出的d、q轴的电流值之间的差值来运算d、q轴的电压指令值，并基于检测出的磁极位置将该运算出的d、q轴的电压指令值转换为U相、V相、W相的电压指令值。并且，微型计算机根据基于U相、V相、W相的电压指令值的基波(正弦波)与载波(三角波)的比较来生成脉冲状的调制波，并将所生成的调制波作为PWM(脉冲宽度调制)信号而输出到驱动器电路174。驱动器电路174在驱动下支路的情况下，将P丽信号进行放大，并将放大后的信号作为驱动信号输出到所对应的下支路的IGBT330的栅极电极。另外，在驱动上支路的情况下，在将PWM信号的基准电位的电平移动至上支路的基准电位的电平之后将PWM信号进行放大，并将放大后的信号作为驱动器信号而输出到所对应的上支路的IGBT3^的栅极电极。由此，各IGBT3^、330基于所输入的驱动器信号进行开关动作。另外，驱动器电路174进行异常检测(短路、过电流、过电压、过温度等)，以保护上下支路串联电路150。因此，向驱动器电路174输入传感信息。例如，各IGBT3^、330的栅极电压的信息被输入到所对应的驱动器电路174的驱动部(IC)。各驱动部(IC)基于该栅极电压的信息来进行短路检测，在检测到短路的情况下使所对应的IGBT3^、330的开关动作停止。由此，从短路中保护了所对应的IGBT3^、330。另外，与各IGBT3^、330中流过的集电极电流相关的信息被输入到所对应的驱动器电路174的驱动部(IC)。各驱动部(IC) 基于该信息来进行过电流检测，在检测到过电流的情况下使所对应的IGBT3^、330的开关动作停止，从过电流中保护了所对应的IGBT3^、330。后面，将对该短路及过电流时的保护动作进行详细说明。从上下支路串联电路150中设置的温度传感器(未图示)，向所对应的驱动器电路174的驱动部(IC)输入上下支路串联电路150的温度信息。另外，上下支路串联电路 150的直流正极侧的电压信息被输入到所对应的驱动器电路174的驱动部(IC)。各驱动部 (IC)基于这些信息来进行过温度检测及过电压检测，在检测到过温度或过电压的情况下使所有的IGBT3^、330的开关动作停止。由此，从过温度或过电压中保护上下支路串联电路 150(甚至是包括该电路15的半导体组件部)。在图2中，上下支路串联电路150是上支路的IGBT3^及上支路的二极管156和下支路的IGBT330及下支路的二极管166的串联电路，IGBT328.330是开关用半导体元件。 逆变器电路144的上下支路的IGBT3^、330的导通及切断动作是按一定顺序进行切换的， 切换时的电动发电机192的定子绕组的电流流经由二极管156、166构成的电路。上下支路串联电路150如图所示，具备Positive端子(P端子、正极端子)157、 Negative端子(N端子158、负极端子)、来自上下支路的中间电极169的交流端子159、上支路的信号用端子(信号用发射极电极端子)巧5、上支路的栅极电极端子154、下支路的信号用端子(信号用发射极电极端子)165、下支路的栅极电极端子164。另外，电力转换装置 200在输入侧具有直流连接器138，在输出侧具有交流连接器188，通过各个连接器138和 188而分别与电池136和电动发电机192连接。另外，作为产生向电动发电机输出的3相交流的各相输出的电路，也可以是在各相上并联连接了 2个上下支路串联电路的电路结构的电力转换装置。接下来，对短路及过电流时的保护动作进行说明。在本实施方式中，如前述那样的短路及过电流时的保护动作是通过由包括驱动器电路174的各种电路构成的半导体元件控制装置而进行的。以下，在图2的逆变器电路144中，以作为下支路动作的IGBT330及二极管166中的一个为例进行说明。此外，作为上支路动作的IGBT3^及二极管156中的短路及过电流时的保护动作也与下支路的情形相同。图3是与本实施方式相关的半导体元件控制装置的电路框图，图4是与本实施方式相关的半导体元件控制装置的电路图，图5是与本实施方式相关的半导体元件控制装置的动作时的时序图。在图3中，符号800表示将IGBT330的一部分电流分流并作为感测电流进行输出的感测IGBT。感测IGBT800连接着感测电阻801。当来自感测IGBT800的感测电流流经感测电阻801时，在感测电阻801中生成了与该感测电流的大小相应的电压(感测电压)。该感测电压被输入到驱动器电路174内的过电流检测部802。过电流检测部802通过比较所输入的感测电压和根据规定的过电流检测电平所设定的基准电压，来进行IGBT330中流过的过电流的检测。在检测到过电流的情况下，过电流检测部802经由噪声滤波器803向驱动切断部804输出过电流检测信号。噪声滤波器803根据从过电流检测部802输出的过电流检测信号，去掉规定频率以上的噪声成分。
向驱动器电路174内的短路检测部806输入IGBT330的栅极电压。短路检测部 806通过比较所输入的栅极电压和根据规定的短路检测电平所设定的基准电压，来进行 IGBT330的短路检测。在检测到短路的情况下，短路检测部806向驱动切断部804输出短路检测信号。当驱动切断部804被输入了通过噪声滤波器803的来自过电流检测部802的过电流检测信号、或来自短路检测部806的短路检测信号时，判断为IGBT330处于过电流状态或短路状态。之后，向驱动部805输出用于切断在IGBT330中流过的电流的异常时切断信号。 驱动部805基于从图2的控制电路172输出的PWM信号，将用于控制IGBT330的开关动作的驱动信号(驱动器信号)输出到IGBT330的栅极端子。根据该驱动信号来进行IGBT330 的开关动作。另外，当从驱动切断部804输入了异常时切断信号时，与PWM信号无关而使 IGBT330的开关动作停止，来切断IGBT330中流过的电流。以下，对图3的半导体元件控制装置的动作进行说明。当驱动部805输出IGBT330 的栅极电压脉冲时，IGBT330导通，在IGBT330中流过集电极电流Ic。同时，在感测IGBT800 中流过集电极电流Ic的分流电流Is，并流入感测电阻801。由此，在感测电阻801中产生感测电压Vs，并被输入到过电流检测部802。过电流检测部802具有在感测电压Vs大于规定的过电流检测电平Vsl时检测为过电流并输出过电流检测信号的功能。来自过电流检测部802的过电流检测信号通过噪声滤波器803，被输入到驱动切断部804。另外，当在电动机与接地短路或与电源短路的情况下IGBT330导通时，则IGBT330 处于短路状态，在IGBT330中流过相当大的短路电流。此时，在IGBT330的集电极-发射极之间施加的电源电压瞬间下降之后，该电压急剧上升。根据该电压的时间变化和IGBT330 的反馈容量所产生的电流流入到IGBT330的栅极。由此，产生了栅极电压提升至电源电压以上的现象(提升现象)。短路检测部806利用该短路时的栅极电压的提升现象来检测 IGBT330的短路。例如，将大于栅极电源电压的规定的电压电平设为短路检测电平Vg2。当输入IGBT330的栅极电压Vg且该栅极电压Vg大于短路检测电平Vg2时，短路检测部806 检测为短路并输出短路检测信号。来自短路检测部806的短路检测信号被输入到驱动切断部 804。如前述，当驱动切断部804接受了来自过电流检测部802的过电流检测信号或来自短路检测部806的短路检测信号时，向驱动部805输出异常时切断信号。驱动部805除了接受来自控制电路172的PWM信号并输出用于使IGBT330导通或关断的栅极驱动电压以夕卜，还在接受了来自驱动部805的异常时切断信号时软切断IGBT330。驱动部805还具有当栅极电压达到小于IGBT330的阈值的规定电压例如3V附近时，使栅极电压相对于IGBT330 的发射极而成为低阻抗的栅极短路功能。图4表示实现本实施方式的过电流检测部802和短路检测部806的功能的电路的一例。过电流检测部802由过电流检测用的比较器903构成。过电流检测用比较器903将感测电阻801的感测电压Vs输入到一个输入侧，例如非反相输入侧。另外，相当于规定的过电流检测电平Vsl的基准电压被输入到另一个输入侧，例如反相输入侧。在通常的IGBT330 的动作状态下，由于感测电压Vs小于过电流检测电平Vs 1，因而过电流检测用比较器903的输出变为低电平。另一方面，在IGBT330处于过电流状态下，由于感测电压Vs变得比过电流检测电平Vsl大，因而过电流检测用比较器903的输出变为高电平。这样，来自过电流检测用比较器903的输出从低电平变化为高电平，由此从过电流检测部802输出过电流检测信号。在过电流检测用比较器903的输出为高电平时，驱动切断部804判断为是过电流异常状态，从而将作为异常时切断信号的锁存信号输出到驱动部805。此外，由于在感测电压Vs上附加有IGBT330的开关噪声，因而有时会因噪声而导致过电流检测用比较器903的输出振动。这样，过电流检测用比较器903的输出振动关系到过电流的误检测。为此，通过噪声滤波器803，从过电流检测用比较器903的输出中作为噪声成分而去掉了规定频率以上的电压信号，从而抑制了因噪声引起的过电流检测用比较器903的输出振动。噪声滤波器803的滤波器时间常数小于通常动作时用到的滤波器(未图示)的时间常数。短路检测部806由短路检测用比较器905构成。短路检测用比较器905将栅极电压Vg输入到一个输入侧，例如非反相输入侧。另外，相当于规定的短路检测电平Vg2的基准电压被输入到另一个输入侧，例如反相输入侧。此外，短路检测电平Vg2大于栅极电源电压。在通常的IGBT330的动作状态下，由于栅极电压Vg小于短路检测电平Vg2，因而短路检测用比较器905的输出为低电平。另一方面，当IGBT330处于短路状态时，由于栅极电压Vg 变得比短路检测电平Vg2大，因而短路检测用比较器905的输出变为高电平。这样，来自短路检测用比较器905的输出从低电平变化为高电平，由此从短路检测部806输出了短路检测信号。在短路检测用比较器905的输出为高电平时，驱动切断部805判断为是短路异常状态，将作为异常时切断信号的锁存信号输出到驱动部805。此外，以上说明过的过电流检测部802和短路检测部806的电路结构只是一例，并不限于这些内容。为了实现相同功能，也可采用其他电路结构。图5是以上说明过的半导体元件控制装置的动作时的时序图。在该时序图中，分别示出通常动作时、过电流时、短路时的波形例。在图5中，符号1001表示IGBT330的栅极电压的波形例，符号1002表示IGBT330 的集电极电压(集电极-发射极间电压)的波形例，符号1003表示IGBT330的集电极电流的波形例。另外，符号1004表示相对于栅极电压1001的短路检测电平Vg2，符号1006表示相对于集电极电流1003的过电流检测电流等级Icl。此外，短路检测电平Vg2大于栅极电源电压。在图5中，虽然将过电流检测电流等级Icl设定成IGBT330的额定电流Ic的2倍， 但可设定的过电流检测电流等级并不限于此。在符号1001 1003的各波形中，符号1008 对应于通常动作期间，符号1009对应于过电流异常期间，符号1010对应于短路异常期间。如图5所示，在通常动作期间1008中，集电极电流1003低于符号1006所示的过电流检测电流等级Icl，且栅极电压1001低于符号1004所示的短路检测电平Vg2。因此， 不会检测出过电流和短路的任意一个。另一方面，可知在过电流异常期间1009中，集电极电流1003超过了过电流检测电流等级Icl。此时，由于对应于过电流检测电流等级Icl预先设定了前述的过电流检测电平 Vsl，从而在过电流检测部802中检测到过电流状态，并从过电流检测部802输出过电流检测信号。其结果，由驱动部805软切断栅极电压1001。另外，可知在短路异常期间1010，随着在IGBT330中开始流过短路电流，集电极电压1002瞬间下降之后又返回到电源电压附近。此时，如前述，与集电极电压1002的时间变化和IGBT330的反馈容量相应的电流流入IGBT330的栅极，从而如符号1011所示那样，栅极电压1001提升至电源电压以上。根据该提升现象，在栅极电压1001超过了符号1004所示的短路检测电平Vg2时，在短路检测部806中检测到短路状态，并从短路检测部806输出了短路检测信号。其结果，由驱动部805进行IGBT330的短路保护动作。如以往那样，在基于感测电流来检测过电流或短路的情况下，需要考虑感测电流的变动(偏差)并将短路检测电平设定得比过电流检测电平大。因此，针对短路电流止于过电流检测电平与短路检测电平的中间这种不完全的短路而言，无法恰当地进行短路保护。 另一方面，如在本发明中上述说明的那样，由于利用了在短路时栅极电压提升的特有现象， 故针对不完全的短路也能进行检测。因此，不会出现因感测电流的变动而导致的短路的误检测或短路保护的失败，能实现高可靠性的短路保护。根据以上说明的实施方式，起到了如下的作用效果。(1)短路检测部806基于IGBT330的栅极端子电压来检测IGBT330的短路，并在检测到短路的情况下输出短路检测信号。驱动切断部804基于从短路检测部806输出的短路检测信号，通过向驱动部805输出异常时切断信号来切断IGBT330中流过的电流。这样，因为利用了在短路时栅极电压提升的特有现象来检测短路，因而即便在感测电流上附加有开关噪声的情况下，也不会出现误检测短路的情形，能实现高可靠性的短路保护。(2)过电流检测部802基于自IGBT330输出的感测电流来检测IGBT330中流过的过电流，并在检测到过电流的情况下输出过电流检测信号。驱动切断部804如前述那样，基于来自短路检测部806的短路检测信号来切断IGBT330中流过的电流，并且基于由噪声滤波器803去除了噪声成分的过电流检测信号，向驱动部805输出异常时切断信号，来切断 IGBT330中流过的电流。正因为这样，所以除了不会出现误检测短路的情形之外，也不会出现误检测过电流的情形，能实现高可靠性的过电流保护。第2实施方式接下来，对本发明的第2实施方式进行说明。在本实施方式中，叙述与在第1实施方式中说明过的半导体元件控制装置不同的半导体元件控制装置。此外，本实施方式中的混合动力汽车的控制模块及车载用电机系统的电路结构与在图1、2示出的第1实施方式中的结构相同，因而关于这些省略了说明。图6是与本实施方式相关的半导体元件控制装置的电路框图，图7是与本实施方式相关的半导体元件控制装置的电路图，图8是与本实施方式相关的半导体元件控制装置的动作时的时序图。此外，在图6 8中，对于与图3 5示出的第1实施方式相同或对应的部分，分别赋予与图3 5相同的符号。图6与图3的不同之处在于根据来自感测IGBT800的感测电流所产生的感测电压被输入至过电流检测部802及短路检测部806 ；IGBT330的栅极电压被输入至过电流检测部802及短路检测部806。由于除此之外与图3相同，因此只要不是特别必要，在下面省略说明。过电流检测部802基于所输入的感测电压和根据规定的过电流检测电平所设定的基准电压的比较结果、以及所输入的栅极电压和根据规定的过电流检测电平所设定的基准电压的比较结果，来进行IGBT330中流过的过电流的检测。也就是说，在感测电压Vs超过规定的过电流检测电平Vsl、且栅极电压Vg超过规定的过电流检测电平Vgl时，检测为过电流。此外，栅极电压的过电流检测电平Vgl是比IGBT330导通的阈值大的电压。另外，感
15测电压的过电流检测电平Vsl例如是与IGBT330的额定电流的约2倍的电流对应的电压。 在检测到过电流的情况下，过电流检测部802与图3的情形同样地，经由噪声滤波器803向驱动切断部804输出过电流检测信号。短路检测部806基于所输入的感测电压和根据规定的短路检测电平所设定的基准电压的比较结果、以及所输入的栅极电压和根据规定的短路检测电平所设定的基准电压的比较结果，来进行IGBT330的短路检测。也就是说，在感测电压Vs超过规定的短路检测电平Vs2、且栅极电压Vg超过规定的短路检测电平Vg2时，检测为短路。此外，优选栅极电压的短路检测电平Vg2为上述的过电流检测电平Vgl以上。另一方面，优选感测电压Vs的短路检测电平Vs2为上述的过电流检测电平Vsl以下。这样，能够防止短路的误检测，另一方面，即便发生了短路电流止于过电流检测电平Vsl与短路检测电平Vs2之间这种短路的情况下，也能够在短路检测部806中检测出该短路。在检测到短路的情况下，短路检测部806 与图3的情形同样地，向驱动切断部804输出短路检测信号。图7示出实现本实施方式的过电流检测部802和短路检测部806的功能的电路的一例。过电流检测部802由过电流检测用的与电路901、和过电流检测用的比较器902、903 构成。此外，过电流检测用比较器903与图4所示的第1实施方式的过电流检测用比较器相同。过电流检测用比较器902将栅极电压Vg输入到一个输入侧，例如非反相输入侧。 另外，相当于过电流检测电平Vgl的基准电压被输入到另一个输入侧，例如反相输入侧。过电流检测用比较器903与图4同样地，感测电阻801的感测电压Vs被输入到一个输入侧， 例如非反相输入侧。另外，相当于过电流检测电平Vsl的基准电压被输入到另一个输入侧， 例如反相输入侧。过电流检测用与电路901计算过电流检测用比较器902、903的各输出的与运算，经由噪声滤波器803向驱动切断部804输出该结果。在通常的IGBT330的动作状态下，由于感测电压Vs小于过电流检测电平Vsl，因而过电流检测用比较器903的输出变为低电平。因此，与过电流检测用比较器902的输出无关，过电流检测用与电路901的输出变为低电平。另一方面，当IGBT330处于过电流状态时，由于感测电压Vs变得比过电流检测电平Vsl大，因而过电流检测用比较器903的输出变为高电平。另外，由于栅极电压Vg变得比过电流检测电平Vgl大，因而过电流检测用比较器902的输出也变为高电平。因此，过电流检测用与电路901的输出变为高电平。这样， 来自过电流检测用与电路901的输出从低电平变化为高电平，由此从过电流检测部802输出了作为过电流检测信号(异常时切断信号)的锁存信号。 此外，来自过电流检测用与电路901的输出被噪声滤波器803去掉了噪声成分。由此，可抑制因在感测电压Vs中附加有IGBT330的开关噪声从而过电流检测用比较器903的输出变动的情况下所弓丨起的过电流检测用与电路901的输出振动。短路检测部806由短路检测用的与电路904和短路检测用的比较器905、906构成。此外，短路检测用比较器905与图4所示的第1实施方式的短路检测用比较器相同。短路检测用比较器905与图4同样地，将栅极电压Vg输入到一个输入侧，例如非反相输入侧。另外，相当于短路检测电平Vg2的基准电压被输入到另一个输入侧，例如反相输入侧。短路检测用比较器906将感测电阻801的感测电压Vs输入到一个输入侧，例如非反相输入侧。另外，相当于短路检测电平Vs2的基准电压被输入到另一个输入侧，例如反相输入侧。短路检测用与电路904计算短路检测用比较器905、906的各输出的与运算，并向驱动切断部804输出该结果。在通常的IGBT330的动作状态下，由于栅极电压Vg小于短路检测电平Vg2，因而短路检测用比较器905的输出为低电平。因此，与短路检测用比较器906的输出无关，短路检测用与电路904的输出为低电平。另一方面，当IGBT330处于短路状态时，由于栅极电压 Vg变得比短路检测电平Vg2大，因而短路检测用比较器905的输出变为高电平。另外，由于感测电压Vs变得比短路检测电平Vs2大，因而短路检测用比较器906的输出也变为高电平。因此，短路检测用与电路904的输出变为高电平。这样，来自短路检测用与电路904的输出从低电平变化为高电平，由此从短路检测部806输出作为短路检测信号(异常时切断信号)的锁存信号。此外，以上说明过的过电流检测部802和短路检测部806的电路结构只是一例，并不限于这些内容。为了实现相同功能，也可采用其他电路结构。图8是以上说明过的半导体元件控制装置的动作时的时序图。在该时序图中，与图5所示的第1实施方式同样地，分别示出通常动作时、过电流时、短路时的波形例。在图8中，符号1005表示相对于栅极电压1001的过电流检测电平Vgl，符号1007 表示相对于集电极电流1003的短路检测电流等级Ic2。此外，过电流检测电平Vgl大于栅极电源电压、且小于或等于短路检测电平Vg2。另外，短路检测电流等级Ic2小于或等于过电流检测电流等级Icl。如图8所示，在通常动作期间1008中，集电极电流1003低于符号1006所示的过电流检测电流等级Icl、且栅极电压1001低于符号1004所示的短路检测电平Vg2。因此，不会检测出过电流和短路的任意一个。此外，在通常动作期间1008中，即便集电极电流1003 超过符号1007所示的短路检测电流等级Ic2，由于栅极电压1001未超过符号1004所示的短路检测电平Vg2，因此在短路检测部806中也不会检测出短路状态。另一方面，可知在过电流异常期间1009中，集电极电流1003超过了过电流检测电流等级Icl、且栅极电压1001超过了符号1005所示的过电流检测电平Vgl。此时，对应于过电流检测电流等级Ic 1预先设定了前述的过电流检测电平Vs 1，从而在过电流检测部802 中检测到过电流状态，从过电流检测部802输出过电流检测信号。其结果，由驱动部805软切断栅极电压1001。另外，在短路异常期间1010中，由于符号1011所示的提升现象，栅极电压1001超过了符号1004所示的短路检测电平Vg2、且集电极电流1003超过了符号1007所示的短路检测电流等级Ic2。此时，通过对应于短路检测电流等级Ic2预先设定前述的短路检测电平Vs2，从而在短路检测部806中检测到短路状态，从短路检测部806输出了短路检测信号。 其结果，由驱动部805进行了 IGBT330的短路保护动作。根据以上说明的实施方式，起到了如下的作用效果。(1)短路检测部806基于IGBT330的栅极端子电压和自IGBT330输出的感测电流来检测IGBT330的短路，在检测到短路的情况下输出短路检测信号。另外，过电流检测部 802基于IGBT330的栅极端子电压和自IGBT330输出的感测电流来检测IGBT330中流过的过电流，并在检测到过电流的情况下输出过电流检测信号。正因为这样，所以较之第1实施方式，能够实现可靠性更高的短路检测及过电流检测。
(2)过电流检测部802在IGBT330的栅极端子电压超过规定的过电流检测电平 Vgl、且自IGBT330输出的感测电流超过规定的过电流检测电流等级Icl时，检测到IGBT330 中流过的过电流并输出过电流检测信号。另外，短路检测部806在IGBT330的栅极端子电压超过大小为过电流检测电平Vgl以上的规定的短路检测电平Vg2、且自IGBT330输出的感测电流超过大小为过电流检测电流等级Icl以下的规定的过电流检测电流等级Ic2时，检测到IGBT330的短路并输出短路检测信号。正因为这样，所以能够防止短路检测部806的短路的误检测，另一方面，即便发生了短路电流止于过电流检测电平与短路检测电平之间这种短路的情况下，也能在短路检测部806中检测出该情形。变形例1图9的电路框图表示上述第2实施方式的变形例。图6所示的电路与图9所示的电路的不同之处在于在图6中，基于栅极电压和感测电压来进行短路检测和过电流检测， 相对于此在图9中，基于集电极电压和感测电压来进行短路检测和过电流检测。利用该电路也能够得到与在第2实施方式中说明过的效果相同的效果。变形例2图10的电路框图表示上述第2实施方式的另一变形例。图6所示的电路与图10 所示的电路的不同之处在于在图6中，将感测电压直接输入到短路检测电路806及过电流检测电路802中，相对于此在图10中，从感测电阻801的两端经由差动放大器1101来检测感测电压。由此，能够减少从感测电阻801分别到达短路检测电路806和过电流检测电路 802的布线的寄生电感，并且能够减少因IGBT330的开关噪声产生的感测电压的检测误差。 利用该电路也能够得到与在第2实施方式中说明过的效果相同的效果。图11表示图10所示的电路中的感测电阻的配置例。在图11中，符号1201表示 IGBT330的发射极用引导电极，符号1202表示内置有IGBT330和感测IGBT800的芯片，符号 1203表示IGBT330的集电极电极。IGBT330通过引线焊接部1204、1206而分别与栅极电极端子1208和感测负极端子1210连接。感测IGBT800通过引线焊接部1205而与感测正极端子1209连接。感测负极端子1210通过布线1213而与发射极电极端子1211连接。栅极电极端子1208、感测正极端子1209、感测负极端子1210及发射极电极端子1211设置在控制电极端子台1207上。感测电阻801设置在感测正极端子1209与感测负极端子1210之间。在图11中，感测负极端子1210和发射极电极端子1211分离地配置。另外，感测电阻801安装在芯片1202附近。由此，能够尽可能减小前述的寄生电感。此外，可以将上述说明过的各实施方式和变形例的一个或多个进行组合。也可以任意组合变形例。在以上说明过的各实施方式及变形例中，示出了具备过电流检测部802和短路检测部806这两个部件的半导体元件控制装置的例子，但是也可具备其中之一。也就是说，即便在利用前述方法进行过电流检测和短路检测中的一种检测并根据该检测结果执行电路的保护动作的半导体元件控制装置中，本发明也适用。以上的说明只是一个例子，本发明并不限于上述实施方式的任何结构。符号说明43辅机用逆变器装置
110混合动力电动汽车112 前轮114前轮车轴116 前轮侧 DG118变速器120发动机121发动机系统122动力分配机构123、124、125、126、127、128、129、130 齿轮131发动机控制单元132燃料箱136 电池138直流连接器140、142逆变器装置144逆变器电路150上下支路的串联电路153上支路的集电极电极154上支路的栅极电极端子155上支路的信号用发射极电极端子156上支路的二极管157正极(P)端子158负极(N)端子159交流端子163下支路的集电极电极164下支路的栅极电极端子165下支路的信号用发射极电极端子166下支路的二极管169中间电极170控制部172控制电路174驱动器电路176、182 信号线180电流检测部186交流电力线188交流连接器192、194电动发电机195辅机用电动机200电力转换装置250车载电机系统
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314直流正极端子316直流负极端子328,330 IGBT500电容器组件504负极侧电容器端子506正极侧电容器端子800 感测 IGBT801感测电阻802过电流检测部803噪声滤波器804驱动切断部805驱动部806短路检测部901过电流检测用与电路902、903过电流检测用比较器904短路检测用与电路905、906短路检测用比较器1001栅极电压波形1002集电极电压波形1003集电极电流波形1004短路检测电平Vg21005过电流检测电平Vgl1006过电流检测电流等级Icl1007短路检测电流等级Ic21008通常动作期间1009过电流异常期间1010短路异常期间1011提升现象1101差动放大器1201发射极用引导电极1202 芯片1203集电极电极1204、1205、1206 引线焊接部1207控制电极端子台1208栅极电极端子1209感测正极端子1210感测负极端子1211发射极电极端子
权利要求
1.一种半导体元件控制装置，其控制半导体元件，该半导体元件进行用于将直流电力转换为交流电力或者将交流电力转换为直流电力的开关动作，所述半导体元件控制装置具备驱动部，其将用于控制所述半导体元件的开关动作的驱动信号输出至所述半导体元件的端子；短路检测部，其基于所述端子的电压来检测所述半导体元件的短路，并输出短路检测信号；和驱动切断部，其基于从所述短路检测部输出的所述短路检测信号来切断所述半导体元件中流动的电流。
2.根据权利要求1所述的半导体元件控制装置，其中， 所述半导体元件控制装置还具备过电流检测部，其基于自所述半导体元件输出的感测电流来检测所述半导体元件中流过的过电流，并输出过电流检测信号；和滤波器部，其去除从所述过电流检测部输出的所述过电流检测信号中的噪声成分， 所述驱动切断部基于所述短路检测信号切断所述半导体元件中流过的电流，并且基于由所述滤波器部去除了所述噪声成分之后的所述过电流检测信号切断所述半导体元件中流过的电流。
3.一种半导体元件控制装置，其控制半导体元件，该半导体元件进行用于将直流电力转换为交流电力的开关动作，所述半导体元件控制装置具备驱动部，其将用于控制所述半导体元件的开关动作的驱动信号输出至所述半导体元件的端子；短路检测部，其基于所述端子的电压和自所述半导体元件输出的感测电流来检测所述半导体元件的短路，并输出短路检测信号；和驱动切断部，其基于从所述短路检测部输出的所述短路检测信号切断所述半导体元件中流过的电流。
4.根据权利要求3所述的半导体元件控制装置，其中， 所述半导体元件控制装置还具备过电流检测部，其基于所述端子的电压和所述感测电流来检测所述半导体元件中流过的过电流，并输出过电流检测信号；和滤波器部，其去除从所述过电流检测部输出的所述过电流检测信号中的噪声成分， 所述驱动切断部基于所述短路检测信号切断所述半导体元件中流过的电流，并且基于由所述滤波器部去除了所述噪声成分之后的所述过电流检测信号切断所述半导体元件中流过的电流。
5.根据权利要求4所述的半导体元件控制装置，其中，所述过电流检测部在所述端子的电压超过规定的第一电压值、且所述感测电流超过规定的第一电流值时，检出所述半导体元件中流过的过电流，输出所述过电流检测信号；所述短路检测部在所述端子的电压超过规定的第二电压值、且所述感测电流超过规定的第二电流值时，检出所述半导体元件的短路，输出所述短路检测信号，其中的规定的第二电压值在所述第一电压值以上，规定的第二电流值在所述第一电流值以下。
6.一种车载用电机系统，其具备 可充放电的车载电源；电动发电机，其基于交流电力产生动力，并且基于动力产生交流电力；和电力转换装置，其将来自所述车载电源的直流电力转换为交流电力提供给所述电动发电机，并且将由所述电动发电机产生的交流电力转换为直流电力对所述车载电源进行充电，所述电力转换装置具有多个半导体元件，其进行用于将来自所述车载电源的直流电力转换为交流电力、或者将由所述电动发电机产生的交流电力转换为直流电力的开关动作；驱动部，其将用于控制所述半导体元件的开关动作的驱动信号输出至所述半导体元件的端子；短路检测部，其基于所述端子的电压来检测所述半导体元件的短路，并输出短路检测信号；和驱动切断部，其基于从所述短路检测部输出的所述短路检测信号切断所述半导体元件中流过的电流。
7.根据权利要求6所述的车载用电机系统，其中， 所述电力转换装置还具有过电流检测部，其基于自所述半导体元件输出的感测信号来检测所述半导体元件中流过的过电流，并输出过电流检测信号；和滤波器部，其去除从所述过电流检测部输出的所述过电流检测信号中的噪声成分， 所述驱动切断部基于所述短路检测信号切断所述半导体元件中流过的电流，并且基于由所述滤波器部去除了所述噪声成分之后的所述过电流检测信号切断所述半导体元件中流过的电流。
8.一种车载用电机系统，其具备 可充放电的车载电源；电动发电机，其基于交流电力产生动力，并且基于动力产生交流电力；和电力转换装置，其将来自所述车载电源的直流电力转换为交流电力提供给所述电动发电机，并且将由所述电动发电机产生的交流电力转换为直流电力对所述车载电源进行充电，所述电力转换装置具有多个半导体元件，其进行用于将来自所述车载电源的直流电力转换为交流电力、或者将由所述电动发电机产生的交流电力转换为直流电力的开关动作；驱动部，其将用于控制所述半导体元件的开关动作的驱动信号输出至所述半导体元件的端子；短路检测部，其基于所述端子的电压和自所述半导体元件输出的感测电流来检测所述半导体元件的短路，并输出短路检测信号；和驱动切断部，其基于从所述短路检测部输出的所述短路检测信号切断所述半导体元件中流过的电流。
9.根据权利要求8所述的车载用电机系统，其中，所述电力转换装置还具有过电流检测部，其基于所述端子的电压和所述感测电流来检测所述半导体元件中流过的过电流，并输出过电流检测信号；和滤波器部，其去除从所述过电流检测部输出的所述过电流检测信号中的噪声成分， 所述驱动切断部基于所述短路检测信号切断所述半导体元件中流过的电流，并且基于由所述滤波器部去除了所述噪声成分之后的所述过电流检测信号切断所述半导体元件中流过的电流。
10.根据权利要求9所述的车载用电机系统，其中，所述过电流检测部在所述端子的电压超过规定的第一电压值、且所述感测电流超过规定的第一电流值时，检出所述半导体元件中流过的过电流，输出所述过电流检测信号；所述短路检测部在所述端子的电压超过规定的第二电压值、且所述感测电流超过规定的第二电流值时，检出所述半导体元件的短路，输出所述短路检测信号，其中的规定的第二电压值小于所述第一电压值，规定的第二电流值小于所述第一电流值。
全文摘要
本发明提供一种半导体元件控制装置、车载用电机系统。所述半导体元件控制装置，其控制进行开关动作的半导体元件，所述开关动作用于将直流电力转换为交流电力或者将交流电力转换为直流电力，所述半导体元件控制装置具备驱动部，其将用于控制半导体元件的开关动作的驱动信号输出至半导体元件的端子；短路检测部，其基于端子的电压来检测半导体元件的短路，并输出短路检测信号；和驱动切断部，其基于从短路检测部输出的短路检测信号来切断半导体元件中流动的电流。
文档编号H02M7/48GK102549925SQ20108003314
公开日2012年7月4日 申请日期2010年7月22日 优先权日2009年7月23日
发明者樱井直树, 稻叶政光 申请人:日立汽车系统株式会社