[发明专利]半导体模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括多个功率用半导体元件及对这些半导体元件分别进行导通、截止驱动的多个控制电路的半导体模块。

背景技术

包括多个开关元件、及对这些开关元件分别进行导通、截止驱动的多个控制电路的半导体模块被用作为例如驱动电动机等负载的逆变器装置的构成器件。图4是表示驱动三相电动机M的逆变器装置中使用的半导体模块IPM的主要部分简要结构的图，Q1、Q2～Q6是分别形成3组半桥电路的6个开关元件。D1、D2～D6为分别与上述各开关元件Q1、Q2～Q6反并联连接的续流二极管。

此处，上述3组半桥电路将与施加有直流电压的电源端子P公共连接而形成上臂的开关元件Q1、Q2、Q3、以及形成下臂的开关元件Q4、Q5、Q6分别成对地直接连接而构成。这些各半桥电路将形成上臂的开关元件Q1(Q2、Q3)与形成下臂的开关元件Q4(Q5、Q6)之间的连接点作为向上述三相电动机M提供U(V、W)相的电力的输出端子L1(L2、L3)。

形成上述下臂的开关元件Q4、Q5～Q6的另一端分别连接到接地侧端子N1、N2、N3。这些接地侧端子N1、N2、N3例如经由分流电阻R1、R2、R3接地。另外，上述各开关元件Q1、Q2～Q6为由包括作为控制电极的栅极的IGBT或MOS-FET形成的功率用半导体元件。对于这种结构的半导体模块IPM，例如在专利文献1等中有详细介绍。

设置于上述半导体模块IPM并对上述开关元件Q1、Q2～Q6分别进行导通、截止驱动的控制电路IC1～IC6例如像图5所示那样，包括输出放大器A1～A6，以作为对上述各开关元件Q1、Q2～Q6的栅极施加驱动信号的驱动电路。上述各控制电路IC1～IC6还分别包括异常检测电路ED1～ED6，以监视流过上述开关元件Q1、Q2～Q6的电流、动作温度等并对该开关元件Q1、Q2～Q6的过电流、过热等异常进行检测。

此外，上述半导体模块IPM构成为在由上述异常检测电路ED1～ED6检测出异常时，经由输出控制电路C1～C6禁止上述输出放大器A1～A6的动作，由此保护上述开关元件Q1、Q2～Q6。同时，上述半导体模块IPM构成为将由上述异常检测电路ED1～ED6分别检测出的上述过电流、过热等的异常信息作为上述控制电路IC1～IC6的动作状态信息，经由例如切换元件S1～S6输出到外部。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3394377号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在如上述那样构成的半导体模块IPM中，为了将上述控制电路IC1～IC6的动作状态信息分别输出到外部，需要与上述各切换元件S1～S6分别连接的外部连接端子。因此，不可否认，会造成上述半导体模块IPM中的输入输出端子数增加。因此，以往，专门仅使上述半导体模块IPM中的特定控制电路IC具有上述动作状态信息的输出功能。此外，还提出在上述多个控制电路IC1～IC6间相互通知上述动作状态信息，在异常检测时，仅从上述特定控制电路IC将上述动作状态信息输出到外部。

在采用这种结构的情况下，确实可减少上述半导体模块IPM中的输入输出端子数。然而，在此情况下，不可否认，从异常检测到将上述动作状态信息输出到外部较花时间。此外，在控制上述半导体模块IPM的动作的外部控制装置中，存在如下问题：判定上述半导体模块IPM中发生的异常的种类，并适当地使该半导体模块IPM的保护功能起作用较花时间。

本发明是考虑这种情况而完成的，其目的在于提供一种简单结构的半导体模块，其能将多个控制电路的动作状态信息输出到外部而无需增加输入输出端子数，且对于各控制电路中检测出的异常能迅速启动保护动作。

解决技术问题所采用的技术方案

为了达到上述目的，本发明所涉及的半导体模块的特征在于，包括：例如由IGBT或MOS-FET构成的多个功率用半导体元件；对这些半导体元件分别进行导通、截止驱动的多个控制电路；及分别设置于这些控制电路并输入输出动作状态信息的多个信号输出电路，

特别是，各所述信号输出电路由分别包括漏极开路结构的信号输出端的切换元件构成，将这些信号输出电路中的所述信号输出端分别连接到装载有该半导体模块的各所述功率用半导体元件及各所述控制电路的内部引线框。

或者，各所述信号输出电路由分别包括集电极开路结构的信号输出端的切换元件构成，将这些信号输出电路中的所述信号输出端分别连接到装载有该半导体模块的各所述功率用半导体元件及各所述控制电路的内部引线框。