[go: up one dir, main page]

JP2002369542A - Semiconductor power module and power converter - Google Patents

Semiconductor power module and power converter

Info

Publication number
JP2002369542A
JP2002369542A JP2001176606A JP2001176606A JP2002369542A JP 2002369542 A JP2002369542 A JP 2002369542A JP 2001176606 A JP2001176606 A JP 2001176606A JP 2001176606 A JP2001176606 A JP 2001176606A JP 2002369542 A JP2002369542 A JP 2002369542A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power module
semiconductor power
signal
mode
input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001176606A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3808326B2 (en
Inventor
Takeshi Tanaka
毅 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2001176606A priority Critical patent/JP3808326B2/en
Publication of JP2002369542A publication Critical patent/JP2002369542A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3808326B2 publication Critical patent/JP3808326B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce voltage applied to respective IPMs(intelligent power module), a semiconductor power module with a protection function which cuts off when some failure is detected, under abnormal conditions for application of a semiconductor having low withstand voltage to the IPMs, in a three-level inverter formed out of the IPMs. SOLUTION: IPM 31 has two selectable operation modes; a first mode which cuts off, when failure is detected according to a protection mode setting signal ST from the outside, and a second mode which does not cut off but will output only an error signal OF. The three-level inverter 50 has four IPM 31s (X1, X2, X3, X4). X1 and X4 are set in the first mode, X2 (X3) is set in the second mode only when X1 (X4) is under ON state, and when X2 (X3) detects a failure, X1 (X4) is, first, turned off, then X2 (X3) is placed into the first mode, thereby making X2 (X3) turned off.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明はスイッチング半導
体素子とそれを制御する制御回路とを同一のパッケージ
に収納した半導体パワーモジュール、及び、この半導体
パワーモジュールを備えた3レベルインバータ装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor power module in which a switching semiconductor element and a control circuit for controlling the same are housed in the same package, and a three-level inverter device provided with the semiconductor power module.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体パワーモジュールはスイッチング
半導体素子とそれを制御する制御回路とを同一のパッケ
ージに収納したもので、インバータ装置あるいは無停電
電源装置などの電力変換装置に主として用いられるもの
である。図5は、例えば電子技術1993−8、44頁
に記載された従来の半導体パワーモジュール(インテリ
ジェントパワーモジュール=以下、IPMと称す)を示
す構成図である。図5において、1はIPM、2はIP
M1の主回路部、3は主回路を構成するIGBT、4は
主回路を構成するフライホイールダイオード、5はIP
M1のコレクタ端子、6はIPM1のエミッタ端子、7
はIGBT3のコレクタ端子5からエミッタ端子6に流
れる電流を検知するために設けられたセンスエミッタに
接続され、センスエミッタを流れる電流を電圧に変換す
るための抵抗、8はゲート信号CIを受けIGBT3を
オンないしオフするための駆動回路、9はIGBT3を
保護するための保護回路で、この保護回路として、IG
BT3の過電流を検知しIGBT3をオフする過電流保
護回路10、IGBT3の短絡電流を検知しIGBT3
をオフする短絡電流保護回路11、駆動回路8の電源電
圧が所定の電圧以下になるとIGBT3をオフする制御
電源電圧低下保護回路12、およびIGBT3やフライ
ホイールダイオード4の過熱を検知しIGTB3をオフ
する過熱保護回路13がある。14はそれらの保護機能
が働いたとき、IPM1の外部へエラー信号FOを出力
するエラー出力回路である。
2. Description of the Related Art A semiconductor power module contains a switching semiconductor element and a control circuit for controlling the switching semiconductor element in the same package, and is mainly used for a power converter such as an inverter or an uninterruptible power supply. FIG. 5 is a configuration diagram showing a conventional semiconductor power module (intelligent power module = hereinafter, referred to as IPM) described in, for example, Electronics Technology 1993-8, p. In FIG. 5, 1 is IPM and 2 is IPM.
The main circuit portion of M1 is an IGBT 3 that constitutes a main circuit, 4 is a flywheel diode that constitutes a main circuit, and 5 is an IP.
M1 is a collector terminal, 6 is an IPM1 emitter terminal, 7
Is connected to a sense emitter provided for detecting a current flowing from the collector terminal 5 to the emitter terminal 6 of the IGBT 3, and a resistor for converting a current flowing through the sense emitter into a voltage. A drive circuit 9 for turning on or off is a protection circuit for protecting the IGBT 3.
An overcurrent protection circuit 10 that detects an overcurrent of the BT3 and turns off the IGBT3, and detects a short-circuit current of the IGBT3 and detects the IGBT3.
A short-circuit current protection circuit 11 that turns off the power supply, a control power supply voltage drop protection circuit 12 that turns off the IGBT 3 when the power supply voltage of the drive circuit 8 falls below a predetermined voltage, and an overheat of the IGBT 3 and the flywheel diode 4 is detected and the IGTB 3 is turned off. There is an overheat protection circuit 13. Reference numeral 14 denotes an error output circuit that outputs an error signal FO to the outside of the IPM 1 when those protection functions operate.

【0003】このように構成される従来のIPM1の動
作について以下に説明する。ゲート信号CIとしてオン
信号が入力されると駆動回路8によりIGBT3のゲー
トをオンしIGBT3はオンする。たとえば、このオン
状態のときに、コレクタ端子5からIGBT3を介しエ
ミッタ端子6に流れる電流が過電流保護回路10に設定
された所定の電流値を超えた場合、過電流保護回路10
は過電流を検知し保護信号OCを出力する。この保護信
号OCは駆動回路8に入力され駆動回路8はIGBT3
のゲートをオフし、IGBT3はオフされる。同様に、
短絡保護回路11、制御電源電圧低下保護回路12およ
び過熱保護回路13のそれぞれが予め設定された基準を
超えた異常を検知すると、それぞれの保護信号SC、U
V、OTは駆動回路8に入力されIGBT3はオフされ
る。
The operation of the conventional IPM 1 configured as described above will be described below. When an ON signal is input as the gate signal CI, the gate of the IGBT 3 is turned on by the drive circuit 8 and the IGBT 3 is turned on. For example, when the current flowing from the collector terminal 5 to the emitter terminal 6 via the IGBT 3 in this ON state exceeds a predetermined current value set in the overcurrent protection circuit 10, the overcurrent protection circuit 10
Detects an overcurrent and outputs a protection signal OC. The protection signal OC is input to the driving circuit 8 and the driving circuit 8
Is turned off, and the IGBT 3 is turned off. Similarly,
When each of the short-circuit protection circuit 11, the control power supply voltage drop protection circuit 12, and the overheat protection circuit 13 detects an abnormality that exceeds a preset reference, the respective protection signals SC, U
V and OT are input to the drive circuit 8, and the IGBT 3 is turned off.

【0004】図6はこのIPM1を3レベルインバータ
18に応用した例で、1相分の回路構成を示す図であ
る。図6に示すように、高電位側電源端子Pと低電位側
電源端子Nとの間に、直列に4段のIPM(U1、U
2、U3、U4)が接続されている。また、19、20
は高電位側電源端子Pと低電位側電源端子Nとの間に直
列に接続され、互いに等しい容量を持ち、それぞれ直流
電圧Eが充電されているコンデンサ、21、22はクラ
ンプダイオードで、2つのIPM(U1、U2)の間の
接続部と中間電位点Cとの間、および2つのIPM(U
3、U4)の間の接続部と中間電位点Cとの間にそれぞ
れ接続されている。23はこの3レベルインバータ18
の出力端子である。
FIG. 6 shows an example in which the IPM 1 is applied to a three-level inverter 18 and shows a circuit configuration for one phase. As shown in FIG. 6, four stages of IPMs (U1, U1) are connected in series between the high-potential-side power supply terminal P and the low-potential-side power supply terminal N.
2, U3, U4) are connected. Also, 19, 20
Are capacitors connected in series between the high-potential-side power supply terminal P and the low-potential-side power supply terminal N, have the same capacitance, and are charged with the DC voltage E, respectively. Reference numerals 21 and 22 denote clamp diodes. Between the connection between the IPMs (U1, U2) and the intermediate potential point C, and between the two IPMs (U1, U2).
3, U4) and the intermediate potential point C, respectively. 23 is a three-level inverter 18
Output terminal.

【0005】正常動作において、3レベルインバータ1
8は3種の動作モードを順に反復する。まず、2つのI
PM(U1、U2)がオンし、他のIPM(U3、U
4)がオフする。続いて、2つのIPM(U2、U3)
がオンし、他のIPM(U1、U4)がオフする。さら
に続いて、2つのIPM(U3、U4)がオンし、他の
IPM(U1、U2)がオフする。各IPM(U1〜U
4)がこのように動作する結果、出力端子23の中間電
位点Cを基準とした電圧は、E、0、−Eの順に変化
し、3レベルインバータ18は3レベルの電圧を出力す
る。いずれのモードにおいても、2つのIPM1がオフ
され、各IPM(U1〜U4)に印加されるコレクタ電
圧はそれぞれEとなる。このように、3レベルインバー
タ18ではその回路を構成する各IPM(U1〜U4)
の動作電圧は、高電位側直流母線と低電位側直流母線と
の間の電圧(以下、直流母線電圧と称す)の1/2でよ
く、一般に、使用されるIPMの耐圧よりも高い端子間
電圧を取り扱うことができる。
In normal operation, three-level inverter 1
8 repeats three operation modes in order. First, two I
PM (U1, U2) turns on and other IPMs (U3, U2)
4) turns off. Next, two IPMs (U2, U3)
Turns on, and the other IPMs (U1, U4) turn off. Subsequently, two IPMs (U3, U4) are turned on, and the other IPMs (U1, U2) are turned off. Each IPM (U1-U
As a result of the above operation 4), the voltage with reference to the intermediate potential point C of the output terminal 23 changes in the order of E, 0, and -E, and the three-level inverter 18 outputs a three-level voltage. In any mode, the two IPMs 1 are turned off, and the collector voltages applied to the respective IPMs (U1 to U4) become E. Thus, in the three-level inverter 18, each IPM (U1 to U4)
May be 1/2 of the voltage between the high-potential-side DC bus and the low-potential-side DC bus (hereinafter, referred to as the DC bus voltage), and the voltage between the terminals is generally higher than the withstand voltage of the IPM used. Can handle voltage.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】次に、上記のように構
成される従来の3レベルインバータ18における異常時
の動作について図7に基づいて説明する。図7に示すよ
うに、誘導負荷Lが例えば出力端子23と低電位側直流
母線との間に接続されている。図7(a)に示すよう
に、2つのIPM(U1、U2)がオンし、他のIPM
(U3、U4)がオフする場合、コンデンサ19のP端
子からIPM(U1、U2)のIGBT3、負荷Lを介
して、コンデンサ20のN端子へ負荷電流が流れてい
る。たとえば、負荷回路の異常でこの負荷電流が増大
し、IPM(U1)よりも先にIPM(U2)が過電流
保護回路9により過電流を検知し、IPM(U2)がオ
フした場合、図7(b)に示すように負荷Lの電流はI
PM(U3、U4)のフライホイールダイオード4を介
して還流する。このとき、IPM(U1)はまだオンし
ているので、IPM(U2)にはコンデンサ19のP端
子からコンデンサ20のN端子までの全電圧(直流母線
電圧=2E)が印加されることになる。
Next, the operation of the conventional three-level inverter 18 configured as described above when an abnormality occurs will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 7, the inductive load L is connected, for example, between the output terminal 23 and the low potential side DC bus. As shown in FIG. 7A, two IPMs (U1, U2) are turned on and the other IPMs are turned on.
When (U3, U4) is turned off, a load current flows from the P terminal of the capacitor 19 to the N terminal of the capacitor 20 via the IGBT 3 of the IPM (U1, U2) and the load L. For example, when the load current increases due to an abnormality in the load circuit, the IPM (U2) detects an overcurrent by the overcurrent protection circuit 9 before the IPM (U1), and the IPM (U2) is turned off. As shown in (b), the current of the load L is I
It circulates through the flywheel diode 4 of PM (U3, U4). At this time, since the IPM (U1) is still on, the entire voltage (DC bus voltage = 2E) from the P terminal of the capacitor 19 to the N terminal of the capacitor 20 is applied to the IPM (U2). .

【0007】従来の半導体パワーモジュールは以上のよ
うに構成されているため、3レベルインバータ18を構
成する各IPM1の耐電圧を、保護動作が働いた場合の
ために、直流母線電圧以上とする必要があった。このた
め、本来の3レベルインバータの利点である低い耐圧の
半導体素子を使用できずコストが増大すると共に、高耐
圧の半導体素子を用いるため、オン電圧が大きく、装置
の損失が大きくなるという問題点があった。
Since the conventional semiconductor power module is configured as described above, the withstand voltage of each of the IPMs 1 constituting the three-level inverter 18 needs to be equal to or higher than the DC bus voltage in case the protection operation is activated. was there. For this reason, there is a problem that a semiconductor device having a low withstand voltage, which is an advantage of the original three-level inverter, cannot be used, so that the cost is increased. was there.

【0008】この発明は、上記のような問題点を解消す
るために成されたものであって、各半導体パワーモジュ
ールが異常を検出すると遮断する保護機能を備えた3レ
ベルインバータにおいて、耐電圧の低い半導体パワーモ
ジュールを適用可能にすることを目的とし、さらにその
ような半導体パワーモジュールおよび3レベルインバー
タの構造を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. In a three-level inverter having a protection function of shutting off when each semiconductor power module detects an abnormality, a three-level inverter having a withstand voltage is provided. It is an object of the present invention to make a low-power semiconductor power module applicable, and to provide a structure of such a semiconductor power module and a three-level inverter.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明に係る請求項1
記載の半導体パワーモジュールは、制御電極に入力され
る駆動制御信号に応答して1対の主電極の間を導通また
は遮断し、フライホイールダイオードが逆並列に接続さ
れたスイッチング半導体素子と、外部から入力される入
力制御信号に応答して上記駆動制御信号を出力する制御
回路と、上記スイッチング半導体素子または上記制御回
路における異常を検出する異常検出手段とを備えた装置
構成であって、第1および第2の2種の動作モードを有
し、上記第1のモードでは、上記異常検出手段による異
常検出時に、外部に異常検出信号を出力すると共に、上
記入力制御信号に係わらず上記駆動制御信号を”L”と
して上記スイッチング半導体素子を遮断し、異常が検出
されない時(以下、正常時と称す)に、上記入力制御信
号に応じた上記駆動制御信号により上記スイッチング半
導体素子を導通/遮断し、上記第2のモードでは、常に
上記入力制御信号に応じた上記駆動制御信号により上記
スイッチング半導体素子を導通/遮断し、上記異常検出
手段による異常検出時に、外部に異常検出信号を出力す
るものである。
Means for Solving the Problems Claim 1 according to the present invention.
The semiconductor power module described above conducts or cuts off a pair of main electrodes in response to a drive control signal input to a control electrode, and a switching semiconductor element to which a flywheel diode is connected in anti-parallel, An apparatus configuration comprising: a control circuit that outputs the drive control signal in response to an input control signal that is input; and abnormality detection means that detects an abnormality in the switching semiconductor element or the control circuit. In the first mode, when the abnormality is detected by the abnormality detecting means, an abnormality detection signal is output to the outside, and the drive control signal is output regardless of the input control signal. When the switching semiconductor element is cut off as "L", and no abnormality is detected (hereinafter, referred to as normal), the drive according to the input control signal is turned off. The switching semiconductor element is turned on / off by a control signal, and in the second mode, the switching semiconductor element is turned on / off by the drive control signal in accordance with the input control signal, and the abnormality is detected by the abnormality detecting means. Sometimes, it outputs an abnormality detection signal to the outside.

【0010】またこの発明に係る請求項2記載の半導体
パワーモジュールは、請求項1において、異常検出手段
は、スイッチング半導体素子における主電極の間を流れ
る過電流を検出する過電流検出手段、上記スイッチング
半導体素子の過温度を検出する過熱検出手段、上記スイ
ッチング半導体素子の短絡電流を検出する短絡電流検出
手段、あるいは制御回路に供給される電源電圧が所定値
よりも低下したことを検出する制御電源電圧低下検出手
段のいずれかまたはこれらの組み合わせで構成されるも
のである。
According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor power module according to the first aspect, the abnormality detecting means includes an overcurrent detecting means for detecting an overcurrent flowing between the main electrodes of the switching semiconductor element; Overheat detection means for detecting overtemperature of the semiconductor element, short-circuit current detection means for detecting short-circuit current of the switching semiconductor element, or control power supply voltage for detecting that the power supply voltage supplied to the control circuit has dropped below a predetermined value It is constituted by any one of the decrease detecting means or a combination thereof.

【0011】またこの発明に係る請求項3記載の半導体
パワーモジュールは、請求項1または2において、外部
から入力される入力設定信号により、第1あるいは第2
のモードを設定するものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a semiconductor power module according to the first or second aspect, wherein the first or the second is set by an input setting signal input from the outside.
The mode is set.

【0012】またこの発明に係る請求項4記載の電力変
換装置は、高電位側直流母線と低電位側直流母線との間
に、直列に接続された第1〜第4の4個の請求項3記載
の半導体パワーモジュールを有して3レベルインバータ
装置を構成し、上記第1〜第4の各半導体パワーモジュ
ールに対し入力制御信号と入力設定信号とを出力する制
御手段を備えたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a power conversion apparatus comprising: a first to a fourth four units connected in series between a high-potential-side DC bus and a low-potential-side DC bus; 3. A three-level inverter device comprising the semiconductor power module described in 3 above, further comprising control means for outputting an input control signal and an input setting signal to each of the first to fourth semiconductor power modules. .

【0013】またこの発明に係る請求項5記載の電力変
換装置は、請求項4において、制御手段から第1〜第4
の各半導体パワーモジュールに対し出力される入力設定
信号により、上記第1および第4の半導体パワーモジュ
ールについては常に第1のモードに、上記第2の半導体
パワーモジュールについては、上記第1の半導体パワー
モジュールが遮断時は第1のモード、導通時は第2のモ
ードに、上記第3の半導体パワーモジュールについて
は、上記第4の半導体パワーモジュールが遮断時は第1
のモード、導通時は第2のモードに、設定して、上記第
2の半導体パワーモジュールが遮断時は、常に上記第1
の半導体パワーモジュールも遮断し、上記第3の半導体
パワーモジュールが遮断時は、常に上記第4の半導体パ
ワーモジュールも遮断するものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a power conversion device according to the fourth aspect, wherein the control means controls the first to fourth power supply units.
, The first and fourth semiconductor power modules are always in the first mode, and the second semiconductor power module is in the first semiconductor power module. When the module is turned off, the first mode is set. When the module is turned on, the mode is set to the second mode. For the third semiconductor power module, the first mode is set when the fourth semiconductor power module is turned off.
The second mode is set to the second mode when conducting, and the first mode is always set when the second semiconductor power module is shut off.
And the fourth semiconductor power module is always shut off when the third semiconductor power module is shut off.

【0014】またこの発明に係る請求項6記載の電力変
換装置は、請求項5において、第1の半導体パワーモジ
ュールに入力される第1の入力制御信号と上記第1の半
導体パワーモジュールから出力される第1の異常検出信
号とを受信し、これらの信号に応じて第2の半導体パワ
ーモジュールへの第2の入力設定信号を送信する第1の
送信手段と、第2の半導体パワーモジュールから出力さ
れる第2の異常検出信号を受信して第1の半導体パワー
モジュールへの第1の入力制御信号を送信する第2の送
信手段と、第4の半導体パワーモジュールに入力される
第4の入力制御信号と上記第4の半導体パワーモジュー
ルから出力される第4の異常検出信号とを受信し、これ
らの信号に応じて第3の半導体パワーモジュールへの第
3の入力設定信号を送信する第3の送信手段と、第3の
半導体パワーモジュールから出力される第3の異常検出
信号を受信して第4の半導体パワーモジュールへの第4
の入力制御信号を送信する第4の送信手段とを、制御手
段に備えたものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a power converter according to the fifth aspect, wherein a first input control signal input to the first semiconductor power module and an output signal from the first semiconductor power module are output. First transmitting means for receiving a first abnormality detection signal, and transmitting a second input setting signal to the second semiconductor power module in accordance with these signals, and an output from the second semiconductor power module. Second transmission means for receiving the second abnormality detection signal to be transmitted and transmitting a first input control signal to the first semiconductor power module, and a fourth input to be inputted to the fourth semiconductor power module A control signal and a fourth abnormality detection signal output from the fourth semiconductor power module are received, and a third input setting signal to the third semiconductor power module is received according to these signals. And third transmitting means for transmitting, the fourth to the third third of the abnormality detection signal by receiving the fourth semiconductor power module which is output from the semiconductor power module
And a fourth transmitting means for transmitting the input control signal of the above.

【0015】またこの発明に係る請求項7記載の電力変
換装置は、請求項6において、第1の半導体パワーモジ
ュールが正常時であって、第1の入力制御信号がオンの
とき、第1の送信手段は、第2のモードを設定する第2
の入力設定信号を第2の半導体パワーモジュールに送信
し、第2のモードに設定された該第2の半導体パワーモ
ジュールが第2の異常検出信号を出力したとき、第2の
送信手段が、上記第1の半導体パワーモジュールに送信
する上記第1の入力制御信号をオフとする第1の手順
と、この第1の入力制御信号を受信した上記第1の送信
手段が、第1のモードを設定する第2の入力設定信号を
上記第2の半導体パワーモジュールに送信する第2の手
順とにより、異常検出された上記第2の半導体パワーモ
ジュールは、上記第1の半導体パワーモジュールが遮断
された後、第1のモードに設定されて遮断され、第4の
半導体パワーモジュールが正常時であって、第4の入力
制御信号がオンのとき、第3の送信手段は、第2のモー
ドを設定する第3の入力設定信号を第3の半導体パワー
モジュールに送信し、第2のモードに設定された該第3
の半導体パワーモジュールが第3の異常検出信号を出力
したとき、第4の送信手段が、上記第4の半導体パワー
モジュールに送信する上記第4の入力制御信号をオフと
する第3の手順と、この第4の入力制御信号を受信した
上記第3の送信手段が、第1のモードを設定する第3の
入力設定信号を上記第3の半導体パワーモジュールに送
信する第4の手順とにより、異常検出された上記第3の
半導体パワーモジュールは、上記第4の半導体パワーモ
ジュールが遮断された後、第1のモードに設定されて遮
断されるものである。
According to a seventh aspect of the present invention, in the power conversion apparatus according to the sixth aspect, when the first semiconductor power module is in a normal state and the first input control signal is on, the first The transmitting means may be a second mode for setting a second mode.
Is transmitted to the second semiconductor power module, and when the second semiconductor power module set to the second mode outputs the second abnormality detection signal, the second transmitting means performs the above-described operation. A first procedure for turning off the first input control signal to be transmitted to the first semiconductor power module, and the first transmitting means having received the first input control signal sets a first mode The second procedure of transmitting the second input setting signal to the second semiconductor power module to the second semiconductor power module causes the second semiconductor power module in which abnormality is detected to operate after the first semiconductor power module is shut off. , When the fourth semiconductor power module is operating normally and the fourth input control signal is on, the third transmitting means sets the second mode. Third Transmits the force setting signal to the third semiconductor power module, the third set in a second mode
A third procedure in which when the semiconductor power module outputs a third abnormality detection signal, the fourth transmitting means turns off the fourth input control signal transmitted to the fourth semiconductor power module; The fourth procedure of receiving the fourth input control signal and transmitting the third input setting signal for setting the first mode to the third semiconductor power module is performed by the third transmitting means. The detected third semiconductor power module is set to the first mode and then shut off after the fourth semiconductor power module is shut off.

【0016】またこの発明に係る請求項8記載の電力変
換装置は、請求項7において、第1の送信手段および第
3の送信手段に遅延回路を設けたものである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the power conversion apparatus according to the seventh aspect, wherein the first transmitting means and the third transmitting means are provided with a delay circuit.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
実施の形態について図を用いて説明する。図1は、この
発明の実施の形態1による半導体パワーモジュールを示
す構成図である。図1において、31は半導体パワーモ
ジュールとしてのIPM、32はIPM31の主回路
部、33は主回路を構成するスイッチング半導体素子と
してのIGBT、34は主回路を構成し、IGBT33
に逆並列に接続されたフライホイールダイオード、35
はIPM31のコレクタ端子、36はIPM31のエミ
ッタ端子、37はIGBT33のコレクタ端子35から
エミッタ端子36に流れる電流を検知するために設けら
れたセンスエミッタに接続され、センスエミッタを流れ
る電流を電圧に変換するための抵抗である。また、38
は入力制御信号としてのゲート信号CIを外部から受信
し、IGBT33をオンないしオフするための駆動制御
信号としてのゲート駆動信号GP39を出力するための
制御回路としての駆動回路、40は駆動回路38内のゲ
ート信号選択回路である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing a semiconductor power module according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, 31 is an IPM as a semiconductor power module, 32 is a main circuit part of the IPM 31, 33 is an IGBT as a switching semiconductor element constituting the main circuit, 34 is a main circuit, and IGBT 33
Flywheel diode connected in anti-parallel to
Is a collector terminal of the IPM31, 36 is an emitter terminal of the IPM31, 37 is connected to a sense emitter provided for detecting a current flowing from the collector terminal 35 of the IGBT 33 to the emitter terminal 36, and converts a current flowing through the sense emitter into a voltage. It is the resistance to do. Also, 38
Is a drive circuit as a control circuit for receiving a gate signal CI as an input control signal from the outside and outputting a gate drive signal GP39 as a drive control signal for turning on or off the IGBT 33; Is a gate signal selection circuit.

【0018】さらにまた、41はIGBT33に所定の
電流以上の過電流が流れた場合にOC信号を出力する過
電流検出回路、42はIGBT33に短絡電流が流れた
場合にSC信号を出力する短絡電流検出回路、43は駆
動回路38の電源電圧が所定の電圧以下になるとUV信
号を出力する制御電源電圧低下保護回路、44はIGB
T33やフライホイールダイオード34の過熱を検知し
てOT信号を出力する過熱検出回路、45はOC信号、
SC信号、UV信号、OT信号のいずれかの信号を受信
したときにIPM31の外部に異常検出信号としてのエ
ラー信号FOを出力するエラー信号出力回路、46は外
部から入力される入力設定信号としての保護モード設定
信号STとエラー信号FOを受信してゲート信号CIを
選択させる信号をゲート信号選択回路40へ送出する保
護モード選択回路で、これら41〜46により異常検出
手段としての異常検出回路47が構成される。
Further, 41 is an overcurrent detection circuit for outputting an OC signal when an overcurrent exceeding a predetermined current flows in the IGBT 33, and 42 is a short-circuit current for outputting an SC signal when a short-circuit current flows in the IGBT33. A detection circuit 43 is a control power supply voltage drop protection circuit that outputs a UV signal when the power supply voltage of the drive circuit 38 becomes lower than a predetermined voltage, and 44 is an IGB
An overheat detection circuit that detects overheat of the T33 and the flywheel diode 34 and outputs an OT signal, 45 is an OC signal,
An error signal output circuit that outputs an error signal FO as an abnormality detection signal to the outside of the IPM 31 when any one of the SC signal, the UV signal, and the OT signal is received. A protection mode selection circuit that receives the protection mode setting signal ST and the error signal FO and sends a signal for selecting the gate signal CI to the gate signal selection circuit 40. The abnormality detection circuit 47 as an abnormality detection means is formed by these 41 to 46. Be composed.

【0019】このように構成されるIPM31の動作に
ついて以下に説明する。各異常検出回路41〜46によ
りいずれの異常も検出されていない正常状態では、エラ
ー出力回路45は“L”を出力し、これにより保護モー
ド選択回路46は“H”を出力し、ゲート信号選択回路
40から出力されるゲート駆動信号GPは、ゲート信号
CIが“L”であれば“L”、“H”であれば“H”と
なり、IGBT33はその信号にしたがってオン/オフ
する。例えば、外部から入力される保護モード設定信号
STが“H”の状態であり、いずれかの異常が検出され
た場合、エラー信号出力回路45は“H”を出力し、外
部へエラー信号FOを出力する。またこれにより保護モ
ード選択回路46は“L”を出力し、ゲート信号選択回
路40から出力されるゲート駆動信号GPは、ゲート信
号CIの状態に関係なく“L”となり、IGBT33は
オフされる。例えば、外部から入力される保護モード設
定信号STが“L”の状態であり、いずれかの異常が検
出された場合、エラー信号出力回路45は“H”を出力
し、外部へエラー信号FOを出力するが、保護モード選
択回路46は“H”を出力し、ゲート信号選択回路40
から出力されるゲート駆動信号GPは、ゲート信号CI
が“L”であれば“L”、“H”であれば“H”とな
り、異常を検出しながらでも、IGBT33はゲート信
号CIに応じてオン/オフ制御できる状態となる。
The operation of the IPM 31 thus configured will be described below. In a normal state in which no abnormality is detected by each of the abnormality detection circuits 41 to 46, the error output circuit 45 outputs "L", whereby the protection mode selection circuit 46 outputs "H", and the gate signal selection is performed. The gate drive signal GP output from the circuit 40 becomes “L” when the gate signal CI is “L”, and becomes “H” when the gate signal CI is “H”, and the IGBT 33 is turned on / off according to the signal. For example, when the protection mode setting signal ST input from the outside is “H” and any abnormality is detected, the error signal output circuit 45 outputs “H” and outputs the error signal FO to the outside. Output. Thus, the protection mode selection circuit 46 outputs "L", the gate drive signal GP output from the gate signal selection circuit 40 becomes "L" regardless of the state of the gate signal CI, and the IGBT 33 is turned off. For example, when the protection mode setting signal ST input from the outside is “L” and any abnormality is detected, the error signal output circuit 45 outputs “H” and outputs the error signal FO to the outside. Output, the protection mode selection circuit 46 outputs “H”, and the gate signal selection circuit 40
A gate drive signal GP output from the gate signal CI
Is "L" if "L", and "H" if "H", so that the IGBT 33 can be turned on / off according to the gate signal CI even while detecting an abnormality.

【0020】即ち、外部から入力される保護モード設定
信号STにより、IPM31は2種の動作モードが設定
され、保護モード設定信号STが“H”である第1のモ
ードでは、いずれかの異常検出回路41〜44による異
常検出時に、外部にエラー信号FOを出力すると共に、
ゲート信号CIに係わらずゲート駆動信号GPを”L”
としてIGBT33を強制的にオフする。また、保護モ
ード設定信号STが“L”である第2のモードでは、い
ずれかの異常検出回路41〜44による異常検出時に、
外部にエラー信号FOを出力するが、ゲート信号CIに
応じたゲート駆動信号GPによりIGBT33をオン/
オフ制御する。なお、異常が検出されない正常時には、
第1、第2のどちらのモードでも、ゲート信号CIに応
じたゲート駆動信号GPによりIGBT33をオフ/オ
フ制御する。
That is, two kinds of operation modes are set in the IPM 31 by the protection mode setting signal ST input from the outside, and in the first mode in which the protection mode setting signal ST is "H", any abnormality is detected. When an abnormality is detected by the circuits 41 to 44, an error signal FO is output to the outside,
The gate drive signal GP is set to “L” regardless of the gate signal CI.
IGBT 33 is forcibly turned off. In the second mode in which the protection mode setting signal ST is “L”, when any of the abnormality detection circuits 41 to 44 detects an abnormality,
An error signal FO is output to the outside, but the IGBT 33 is turned on / off by a gate drive signal GP corresponding to the gate signal CI.
Control off. In normal operation when no abnormality is detected,
In both the first and second modes, the IGBT 33 is turned off / off by the gate drive signal GP corresponding to the gate signal CI.

【0021】次に、このように構成されるIPM31を
3レベルインバータに適用した電力変換装置について以
下に説明する。図2は、図1で示した4個のIPM31
を3レベルインバータ50に適用した例で、1相分の回
路構成を示す図である。図2に示すように、高電位側電
源端子Pと低電位側電源端子Nとの間に、直列に第1〜
第4の4段のIPM(X1、X2、X3、X4)が接続
されている。また、51、52は高電位側電源端子Pと
低電位側電源端子Nとの間に直列に接続され、互いに等
しい容量を持ち、それぞれ直流電圧Eが充電されている
コンデンサ、53、54はクランプダイオードで、2つ
のIPM(X1、X2)の間の接続部と中間電位点Cと
の間、および2つのIPM(X3、X4)の間の接続部
と中間電位点Cとの間にそれぞれ接続されている。55
はこの3レベルインバータ50の出力端子である。
Next, a power conversion apparatus in which the IPM 31 configured as described above is applied to a three-level inverter will be described below. FIG. 2 shows the four IPMs 31 shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration for one phase in an example in which is applied to a three-level inverter 50. As shown in FIG. 2, first to first power supply terminals are connected in series between a high-potential-side power terminal P and a low-potential-side power terminal N.
Fourth four-stage IPMs (X1, X2, X3, X4) are connected. Further, 51 and 52 are connected in series between the high-potential-side power supply terminal P and the low-potential-side power supply terminal N, have the same capacitance, and are charged with the DC voltage E, respectively. Diodes connected between the connection between the two IPMs (X1, X2) and the intermediate potential point C, and between the connection between the two IPMs (X3, X4) and the intermediate potential point C, respectively Have been. 55
Is an output terminal of the three-level inverter 50.

【0022】また、60は各IPM(X1、X2、X
3、X4)に対しゲート信号CI1〜CI4と保護モー
ド設定信号ST1〜ST4とを出力する制御手段として
の制御回路で、IPM(X1、X4)をコントロールす
る制御回路61a、61bと、IPM(X2、X3)を
コントロールする制御回路62a、62bとで構成され
る。各制御回路61a、62a、62b、61bにおい
て、外部から各ゲート信号CIX1〜CIX4を入力
し、各IPM(X1〜X4)に対して、エラー信号FO
1〜FO4を受信し、ゲート信号CI1〜CI4と保護
モード設定信号ST1〜ST4とを出力する。なお、I
PM(X1、X4)に入力される保護モード設定信号S
T1、ST4は予め、常時”H”に設定されている。
Reference numeral 60 denotes each IPM (X1, X2, X
3, X4) to output gate signals CI1 to CI4 and protection mode setting signals ST1 to ST4. Control circuits 61a and 61b for controlling IPM (X1, X4), and IPM (X2 , X3). In each of the control circuits 61a, 62a, 62b, and 61b, each gate signal CIX1 to CIX4 is input from the outside, and an error signal FO is supplied to each IPM (X1 to X4).
1 to FO4, and outputs gate signals CI1 to CI4 and protection mode setting signals ST1 to ST4. Note that I
Protection mode setting signal S input to PM (X1, X4)
T1 and ST4 are always set to “H” in advance.

【0023】63a(63b)は、制御回路61a(6
1b)内に設けられ、ゲート信号CIX1(CIX4)
とステップ信号S1(S3)とを入力としてIPMゲー
ト信号CI1(CI4)を出力するAND回路、64a
(64b)は、制御回路61a(61b)内に設けら
れ、エラー信号FO1(FO4)とIPMゲート信号C
I1(CI4)との反転信号とを入力として保護モード
設定信号ST2(ST3)となるステップ信号S2(S
4)を出力する、第1(第3)の送信手段としてのOR
回路である。これにより、OR回路64a(64b)か
ら出力されるステップ信号S2(S4)は、IPM(X
2)(X3)への保護モード設定信号ST2(ST3)
として送信される。また、IPM(X2)(X3)に入
力される保護モード設定信号ST2(ST3)は、IP
M(X1)(X4)がオンの時”L”、オフの時”H”
となる。
The control circuit 61a (63b)
1b) and the gate signal CIX1 (CIX4)
AND circuit 64a that receives as input the step signal S1 (S3) and outputs the IPM gate signal CI1 (CI4)
(64b) is provided in the control circuit 61a (61b), and includes the error signal FO1 (FO4) and the IPM gate signal C.
A step signal S2 (S3) which becomes an inverted signal of I1 (CI4) and a protection mode setting signal ST2 (ST3) as an input.
OR as first (third) transmitting means for outputting 4)
Circuit. As a result, the step signal S2 (S4) output from the OR circuit 64a (64b) becomes the IPM (X
2) Protection mode setting signal ST2 (ST3) to (X3)
Sent as Further, the protection mode setting signal ST2 (ST3) input to the IPM (X2) (X3)
"L" when M (X1) (X4) is on, "H" when it is off
Becomes

【0024】また、65a(65b)は、制御回路62
a(62b)内に設けられ、ゲート信号CIX2(CI
X3)とエラー信号FO2(FO3)とを入力としてI
PMゲート信号CI2(CI3)を出力するOR回路、
66a(66b)は、制御回路62a(62b)内に設
けられ、ゲート信号CIX2(CIX3)とエラー信号
FO2(FO3)の反転信号とを入力として、ステップ
信号S1(S3)を出力するAND回路である。このA
ND回路66a(66b)とAND回路63a(63
b)とにより第2(第4)の送信手段が構成され、IP
M(X2)(X3)のエラー信号FO2(FO3)を受
信して、ステップ信号S1(S3)が送信され、IPM
(X1)(X4)へのIPMゲート信号CI1(CI
4)が送出される。さらに、67a(67b)は、制御
回路62a(62b)内に設けられ、ステップ信号S2
(S4)の伝達経路に設けられた遅延回路である。
Further, 65a (65b) is a control circuit 62
a (62b) and a gate signal CIX2 (CI
X3) and the error signal FO2 (FO3) as inputs.
An OR circuit that outputs a PM gate signal CI2 (CI3),
An AND circuit 66a (66b) is provided in the control circuit 62a (62b) and receives the gate signal CIX2 (CIX3) and the inverted signal of the error signal FO2 (FO3) and outputs a step signal S1 (S3). is there. This A
The ND circuit 66a (66b) and the AND circuit 63a (63
b) constitutes a second (fourth) transmission means,
Upon receiving the error signal FO2 (FO3) of M (X2) (X3), the step signal S1 (S3) is transmitted and the IPM
(X1) IPM gate signal CI1 to (X4) (CI
4) is sent out. Further, 67a (67b) is provided in the control circuit 62a (62b), and the step signal S2
This is a delay circuit provided in the transmission path of (S4).

【0025】以上のように構成される3レベルインバー
タ50の動作を図3および図4に基づいて説明する。図
3に示すように、誘導負荷Lが例えば出力端子と低電位
側直流母線との間に接続されている。なお、図4では、
各信号のタイミングチャートを示す。まず、図3(a)
に示すような、2つのIPM(X1、X2)がオンし、
他のIPM(X3、X4)がオフする正常状態(ta区
間)について以下に説明する。正常状態では、IPM
(X2)のエラー信号FO2=“L”である。このとき
制御回路62aのゲート信号CIX2=“H”になる
と、IPM(X2)のゲート信号CI2は“H”となり
IPM(X2)はオンする。制御回路62aのゲート信
号CIX2=“H”でエラー信号FO2=“L”である
ためAND回路66aにより信号S1は“H”となる。
制御回路61aのゲート信号CIX1=“H”になる
と、上述より信号S1=“H”であるためにIPM(X
1)のゲート信号CI1は“H”となりIPM(X1)
はオンする。IPM(X1)のゲート信号CI1=
“H”でエラー信号FO1=“L”であるため信号S2
は“L”となり、IPM(X2)の保護モード設定信号
ST2は“L”となる。以上の動作で、IPM(X1、
X2)がオンしているため、負荷電流IはコンデンサP
端子→IPM(X1)→IPM(X2)→負荷Lを介し
てコンデンサN端子へ流れる。
The operation of the three-level inverter 50 configured as described above will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 3, an inductive load L is connected, for example, between an output terminal and a low-potential-side DC bus. In FIG. 4,
The timing chart of each signal is shown. First, FIG.
The two IPMs (X1, X2) turn on as shown in
The normal state (ta section) in which the other IPMs (X3, X4) are turned off will be described below. Normally, IPM
The error signal FO2 of (X2) = "L". At this time, when the gate signal CIX2 of the control circuit 62a becomes "H", the gate signal CI2 of the IPM (X2) becomes "H" and the IPM (X2) turns on. Since the gate signal CIX2 = “H” and the error signal FO2 = “L” of the control circuit 62a, the signal S1 becomes “H” by the AND circuit 66a.
When the gate signal CIX1 of the control circuit 61a becomes “H”, since the signal S1 is “H” from the above, IPM (X
The gate signal CI1 of 1) becomes "H" and the IPM (X1)
Turns on. Gate signal CI1 of IPM (X1) =
Since the error signal FO1 = "L" at "H", the signal S2
Becomes "L", and the protection mode setting signal ST2 of the IPM (X2) becomes "L". With the above operation, the IPM (X1,
X2) is on, the load current I is
Terminal → IPM (X1) → IPM (X2) → Flow to the capacitor N terminal via the load L.

【0026】次に、何らかの異常により上記負荷電流I
が増大し、IPM(X1)よりも先にIPM(X2)が
過電流を検出してしまった場合について、図3(b)お
よび図4(tb区間)に基づいて以下に説明する。IP
M(X1)よりも先にIPM(X2)が過電流を検出し
た場合、エラー信号FO2は出力するが、IPM(X
2)の保護モード設定信号ST2は“L”であるためI
PM(X2)は即座にはオフしない。また、IPM(X
2)のエラー信号FO2が“H”になるためOR回路6
5aの出力は“H”になりIPM(X2)のゲート信号
CI2は“H”となり、オンを維持する。IPM(X
2)のエラー信号FO2が“H”になると制御回路62
aのAND回路66aの出力信号S1が“L”となる。
この第1のステップ信号としての信号S1により、第1
の手順として、制御回路61aのAND回路63aの出
力を“L”としてIPM(X1)をオフする。以上の動
作によって、IPM(X2)はオンを維持し、IPM
(X1)はオフし、負荷電流IはコンデンサC端子→ク
ランプダイオード53→IPM(X2)を介して負荷L
に流れる。したがって、IPM(X1)には直流母線電
圧(=2E)の1/2が、IPM(X3)とIPM(X
4)にはその残りの1/2が印加される。IPM(X
1)がオフした後も、コンデンサC−N間の電圧により
負荷電流Iは増加していく。
Next, the load current I
Will be described below with reference to FIG. 3B and FIG. 4 (tb section) when IPM (X2) detects an overcurrent before IPM (X1). IP
If IPM (X2) detects an overcurrent before M (X1), error signal FO2 is output, but IPM (X2) is output.
Since the protection mode setting signal ST2 of 2) is “L”,
PM (X2) does not turn off immediately. In addition, IPM (X
Since the error signal FO2 of 2) becomes "H", the OR circuit 6
The output of 5a becomes "H", and the gate signal CI2 of the IPM (X2) becomes "H" and is kept on. IPM (X
When the error signal FO2 of 2) becomes "H", the control circuit 62
The output signal S1 of the AND circuit 66a of “a” becomes “L”.
By the signal S1 as the first step signal, the first
As a procedure, the output of the AND circuit 63a of the control circuit 61a is set to "L" to turn off the IPM (X1). By the above operation, the IPM (X2) is kept on,
(X1) is turned off, and the load current I is applied to the load L via the capacitor C terminal → the clamp diode 53 → IPM (X2).
Flows to Therefore, half of the DC bus voltage (= 2E) is stored in IPM (X1), and IPM (X3) and IPM (X
The remaining half is applied to 4). IPM (X
Even after 1) is turned off, the load current I increases due to the voltage between the capacitors CN.

【0027】次に、IPM(X2)が遮断に至る動作に
ついて、図3(c)および図4(tc区間)に基づいて
以下に説明する。先にAND回路63aの出力であるI
PM(X1)のゲート信号CI1は“L”となっている
ため、OR回路64aにより信号S2は“H”となる。
この第2のステップ信号としての信号S2により、第2
の手順として、IPM(X2)の保護モード設定信号S
T2を“L”から“H”とする。なお、この場合、遅延
回路67aが設けられているため、信号S2が“H”と
なってから遅延回路67aにより所定の遅延時間Tの経
過後、IPM(X2)の保護モード設定信号ST2は
“L”から“H”となる。保護モード設定信号ST2が
“H”になると、IPM(X2)の過電流検出によりI
GBT33はオフされるため、この時点でIPM(X
2)がオフする。IPM(X2)がオフすることによ
り、負荷電流IはIPM(X3)のフライホイールダイ
オード34とIPM(X4)のフライホイールダイオー
ド34を介して還流し、IPM(X2)には直流母線電
圧の1/2が印加される。最終的にIPM(X1)とI
PM(X2)とは直流母線電圧の1/2ずつを分担す
る。
Next, the operation of the IPM (X2) leading to the interruption will be described with reference to FIGS. 3C and 4C (section tc). First, I which is the output of the AND circuit 63a
Since the gate signal CI1 of PM (X1) is at "L", the signal S2 is at "H" by the OR circuit 64a.
By the signal S2 as the second step signal, the second
Of the protection mode setting signal S of the IPM (X2)
T2 is changed from "L" to "H". In this case, since the delay circuit 67a is provided, the protection mode setting signal ST2 of the IPM (X2) becomes "after a predetermined delay time T has elapsed by the delay circuit 67a after the signal S2 becomes" H ". From "L" to "H". When the protection mode setting signal ST2 becomes “H”, the overcurrent detection of the IPM (X2) causes
Since the GBT 33 is turned off, the IPM (X
2) turns off. When the IPM (X2) is turned off, the load current I flows through the flywheel diode 34 of the IPM (X3) and the flywheel diode 34 of the IPM (X4), and the DC bus voltage of 1 is supplied to the IPM (X2). / 2 is applied. Finally IPM (X1) and I
PM (X2) shares 1/2 of the DC bus voltage.

【0028】このように、IPM(X1)よりも先にI
PM(X2)が先に異常を検出したとしても、先にIP
M(X1)をオフし、その後IPM(X2)をオフする
ようにしたため、IPM(X2)に直流母線の全電圧が
印加されることはない。また、遅延回路67aを設けた
ため、IPM(X1、X2)のオフ動作などにバラツキ
が生じても、IPM(X1)が確実にオフした後に、I
PM(X2)をオフできる。
As described above, prior to IPM (X1), I
Even if PM (X2) detects an abnormality first,
Since M (X1) is turned off and then IPM (X2) is turned off, the entire voltage of the DC bus is not applied to IPM (X2). Further, since the delay circuit 67a is provided, even if the IPM (X1, X2) has a variation in the OFF operation, etc., after the IPM (X1) is surely turned off, I
PM (X2) can be turned off.

【0029】なお、図3、図4を用いた動作説明では、
IPM(X1、X2)について説明したが、正常時に2
つのIPM(X3、X4)がオンし、他のIPM(X
1、X2)がオフする場合でも同様に説明できる。この
場合、IPM(X4)よりも先にIPM(X3)が異常
を検出したとしても、第3のステップ信号S3を用いた
第3の手順により、先にIPM(X4)をオフし、次い
で、第4のステップ信号S4を用いた第4の手順によ
り、IPM(X3)の保護モード設定信号ST3を”
L”から”H”にすることで、IPM(X3)をオフす
るようにしたため、IPM(X3)に直流母線の全電圧
が印加されることはなく、同様の効果が得られる。
In the description of the operation with reference to FIGS.
IPM (X1, X2) has been described.
One IPM (X3, X4) turns on and the other IPM (X3, X4)
1, X2) can be similarly described. In this case, even if the IPM (X3) detects an abnormality before the IPM (X4), the IPM (X4) is turned off first by the third procedure using the third step signal S3, and then, According to the fourth procedure using the fourth step signal S4, the protection mode setting signal ST3 of the IPM (X3) is changed to "
Since the IPM (X3) is turned off by changing from “L” to “H”, the same effect can be obtained without applying the full voltage of the DC bus to the IPM (X3).

【0030】また、この実施の形態で示したIPM31
は、3レベルインバータ50に用いた場合を示したが、
用途を限定するものではない。さらに、保護モードの設
定は外部からの信号STで行うようにしたため、外部か
らの制御が容易になるものであったが、IPM31の内
部で設定することも可能である。
Further, the IPM 31 shown in this embodiment
Has shown the case where it was used for the three-level inverter 50,
It does not limit the use. Further, since the protection mode is set by an external signal ST, external control is facilitated. However, the protection mode can be set inside the IPM 31.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上のようにこの発明に係る請求項1記
載の半導体パワーモジュールは、制御電極に入力される
駆動制御信号に応答して1対の主電極の間を導通または
遮断し、フライホイールダイオードが逆並列に接続され
たスイッチング半導体素子と、外部から入力される入力
制御信号に応答して上記駆動制御信号を出力する制御回
路と、上記スイッチング半導体素子または上記制御回路
における異常を検出する異常検出手段とを備えた装置構
成であって、第1および第2の2種の動作モードを有
し、上記第1のモードでは、上記異常検出手段による異
常検出時に、外部に異常検出信号を出力すると共に、上
記入力制御信号に係わらず上記駆動制御信号を”L”と
して上記スイッチング半導体素子を遮断し、異常が検出
されない時(以下、正常時と称す)に、上記入力制御信
号に応じた上記駆動制御信号により上記スイッチング半
導体素子を導通/遮断し、上記第2のモードでは、常に
上記入力制御信号に応じた上記駆動制御信号により上記
スイッチング半導体素子を導通/遮断し、上記異常検出
手段による異常検出時に、外部に異常検出信号を出力す
るため、異常検出によりスイッチング半導体素子を遮断
する保護機能を備えていても、一時的に遮断せず異常検
出信号のみを出力させることが可能になり、半導体パワ
ーモジュールにおける適用範囲が拡大する。
As described above, in the semiconductor power module according to the first aspect of the present invention, the connection or disconnection between the pair of main electrodes is made in response to the drive control signal input to the control electrode. A switching semiconductor element having a wheel diode connected in anti-parallel, a control circuit for outputting the drive control signal in response to an input control signal input from the outside, and detecting an abnormality in the switching semiconductor element or the control circuit An abnormality detection unit, which has first and second operation modes. In the first mode, when an abnormality is detected by the abnormality detection unit, an abnormality detection signal is externally output. Output, and the drive control signal is set to “L” irrespective of the input control signal to shut off the switching semiconductor element. The switching semiconductor element is turned on / off by the drive control signal according to the input control signal, and in the second mode, the switching is always performed by the drive control signal according to the input control signal. Since the semiconductor element is turned on / off and an abnormality detection signal is output to the outside when an abnormality is detected by the abnormality detecting means, even if a protection function of shutting off the switching semiconductor element upon abnormality detection is provided, the semiconductor element is not temporarily shut off. It is possible to output only the abnormality detection signal, and the application range in the semiconductor power module is expanded.

【0032】またこの発明に係る請求項2記載の半導体
パワーモジュールは、請求項1において、異常検出手段
は、スイッチング半導体素子における主電極の間を流れ
る過電流を検出する過電流検出手段、上記スイッチング
半導体素子の過温度を検出する過熱検出手段、上記スイ
ッチング半導体素子の短絡電流を検出する短絡電流検出
手段、あるいは制御回路に供給される電源電圧が所定値
よりも低下したことを検出する制御電源電圧低下検出手
段のいずれかまたはこれらの組み合わせで構成されるた
め、半導体パワーモジュールの異常を信頼性良く検出で
きる。
According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor power module according to the first aspect, the abnormality detecting means includes an overcurrent detecting means for detecting an overcurrent flowing between the main electrodes of the switching semiconductor element; Overheat detection means for detecting overtemperature of the semiconductor element, short-circuit current detection means for detecting short-circuit current of the switching semiconductor element, or control power supply voltage for detecting that the power supply voltage supplied to the control circuit has dropped below a predetermined value Since the semiconductor power module is constituted by any one of the drop detection means or a combination thereof, the abnormality of the semiconductor power module can be detected with high reliability.

【0033】またこの発明に係る請求項3記載の半導体
パワーモジュールは、請求項1または2において、外部
から入力される入力設定信号により、第1あるいは第2
のモードを設定するため、外部からの制御が容易にな
る。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a semiconductor power module according to the first or second aspect, wherein the first or second input / output setting signal is inputted from the outside.
Is set, the external control becomes easy.

【0034】またこの発明に係る請求項4記載の電力変
換装置は、高電位側直流母線と低電位側直流母線との間
に、直列に接続された第1〜第4の4個の請求項3記載
の半導体パワーモジュールを有して3レベルインバータ
装置を構成し、上記第1〜第4の各半導体パワーモジュ
ールに対し入力制御信号と入力設定信号とを出力する制
御手段を備えたため、各半導体パワーモジュールに、異
常時に印加される電圧が低減でき、安価で耐電圧の低い
半導体素子を使用でき、装置の損失も低減できる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a power conversion apparatus comprising: a first to a fourth four units connected in series between a high-potential-side DC bus and a low-potential-side DC bus; 3. A three-level inverter device comprising the semiconductor power module described in item 3 and control means for outputting an input control signal and an input setting signal to each of the first to fourth semiconductor power modules. The voltage applied to the power module at the time of abnormality can be reduced, an inexpensive semiconductor element with low withstand voltage can be used, and the loss of the device can be reduced.

【0035】またこの発明に係る請求項5記載の電力変
換装置は、請求項4において、制御手段から第1〜第4
の各半導体パワーモジュールに対し出力される入力設定
信号により、上記第1および第4の半導体パワーモジュ
ールについては常に第1のモードに、上記第2の半導体
パワーモジュールについては、上記第1の半導体パワー
モジュールが遮断時は第1のモード、導通時は第2のモ
ードに、上記第3の半導体パワーモジュールについて
は、上記第4の半導体パワーモジュールが遮断時は第1
のモード、導通時は第2のモードに、設定して、上記第
2の半導体パワーモジュールが遮断時は、常に上記第1
の半導体パワーモジュールも遮断し、上記第3の半導体
パワーモジュールが遮断時は、常に上記第4の半導体パ
ワーモジュールも遮断するため、第2または第3の半導
体パワーモジュールに、異常時に印加される電圧が低減
でき、安価で耐電圧の低い半導体素子を使用でき、装置
の損失も低減できる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a power conversion apparatus according to the fourth aspect, wherein the control means controls the first to fourth power supply units.
, The first and fourth semiconductor power modules are always in the first mode, and the second semiconductor power module is in the first semiconductor power module. When the module is turned off, the first mode is set. When the module is turned on, the mode is set to the second mode. For the third semiconductor power module, the first mode is set when the fourth semiconductor power module is turned off.
The second mode is set to the second mode when conducting, and the first mode is always set when the second semiconductor power module is shut off.
When the third semiconductor power module is shut off, the fourth semiconductor power module is always shut off. Therefore, the voltage applied to the second or third semiconductor power module when an abnormality occurs. , A low-cost semiconductor element with low withstand voltage can be used, and the loss of the device can be reduced.

【0036】またこの発明に係る請求項6記載の電力変
換装置は、請求項5において、第1の半導体パワーモジ
ュールに入力される第1の入力制御信号と上記第1の半
導体パワーモジュールから出力される第1の異常検出信
号とを受信し、これらの信号に応じて第2の半導体パワ
ーモジュールへの第2の入力設定信号を送信する第1の
送信手段と、第2の半導体パワーモジュールから出力さ
れる第2の異常検出信号を受信して第1の半導体パワー
モジュールへの第1の入力制御信号を送信する第2の送
信手段と、第4の半導体パワーモジュールに入力される
第4の入力制御信号と上記第4の半導体パワーモジュー
ルから出力される第4の異常検出信号とを受信し、これ
らの信号に応じて第3の半導体パワーモジュールへの第
3の入力設定信号を送信する第3の送信手段と、第3の
半導体パワーモジュールから出力される第3の異常検出
信号を受信して第4の半導体パワーモジュールへの第4
の入力制御信号を送信する第4の送信手段とを、制御手
段に備えたため、第1、第2の半導体パワーモジュール
間、および第3、第4の半導体パワーモジュール間にお
いて、信号の伝達が効果的に行えて、第2または第3の
半導体パワーモジュールに、異常時に印加される電圧が
制御性良く低減できる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the power conversion apparatus according to the fifth aspect, a first input control signal input to the first semiconductor power module and an output signal from the first semiconductor power module are output. First transmitting means for receiving a first abnormality detection signal, and transmitting a second input setting signal to the second semiconductor power module in accordance with these signals, and an output from the second semiconductor power module. Second transmission means for receiving the second abnormality detection signal to be transmitted and transmitting a first input control signal to the first semiconductor power module, and a fourth input to be inputted to the fourth semiconductor power module A control signal and a fourth abnormality detection signal output from the fourth semiconductor power module are received, and a third input setting signal to the third semiconductor power module is received according to these signals. And third transmitting means for transmitting, the fourth to the third third of the abnormality detection signal by receiving the fourth semiconductor power module which is output from the semiconductor power module
And the fourth transmission means for transmitting the input control signal is provided in the control means, so that signal transmission is effective between the first and second semiconductor power modules and between the third and fourth semiconductor power modules. The voltage applied to the second or third semiconductor power module at the time of abnormality can be reduced with good controllability.

【0037】またこの発明に係る請求項7記載の電力変
換装置は、請求項6において、第1の半導体パワーモジ
ュールが正常時であって、第1の入力制御信号がオンの
とき、第1の送信手段は、第2のモードを設定する第2
の入力設定信号を第2の半導体パワーモジュールに送信
し、第2のモードに設定された該第2の半導体パワーモ
ジュールが第2の異常検出信号を出力したとき、第2の
送信手段が、上記第1の半導体パワーモジュールに送信
する上記第1の入力制御信号をオフとする第1の手順
と、この第1の入力制御信号を受信した上記第1の送信
手段が、第1のモードを設定する第2の入力設定信号を
上記第2の半導体パワーモジュールに送信する第2の手
順とにより、異常検出された上記第2の半導体パワーモ
ジュールは、上記第1の半導体パワーモジュールが遮断
された後、第1のモードに設定されて遮断され、第4の
半導体パワーモジュールが正常時であって、第4の入力
制御信号がオンのとき、第3の送信手段は、第2のモー
ドを設定する第3の入力設定信号を第3の半導体パワー
モジュールに送信し、第2のモードに設定された該第3
の半導体パワーモジュールが第3の異常検出信号を出力
したとき、第4の送信手段が、上記第4の半導体パワー
モジュールに送信する上記第4の入力制御信号をオフと
する第3の手順と、この第4の入力制御信号を受信した
上記第3の送信手段が、第1のモードを設定する第3の
入力設定信号を上記第3の半導体パワーモジュールに送
信する第4の手順とにより、異常検出された上記第3の
半導体パワーモジュールは、上記第4の半導体パワーモ
ジュールが遮断された後、第1のモードに設定されて遮
断されるため、第1、第2の半導体パワーモジュールが
導通時に、第2の半導体パワーモジュールが先に異常を
検出した場合、および第3、第4の半導体パワーモジュ
ールが導通時に、第3の半導体パワーモジュールが先に
異常を検出した場合に、第2、第3の半導体パワーモジ
ュールに印加される電圧が制御性良く低減できる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the power converter according to the sixth aspect, when the first semiconductor power module is in a normal state and the first input control signal is on, the first The transmitting means may be a second mode for setting a second mode.
Is transmitted to the second semiconductor power module, and when the second semiconductor power module set to the second mode outputs the second abnormality detection signal, the second transmitting means performs the above-described operation. A first procedure for turning off the first input control signal to be transmitted to the first semiconductor power module, and the first transmitting means having received the first input control signal sets a first mode The second procedure of transmitting the second input setting signal to the second semiconductor power module to the second semiconductor power module causes the second semiconductor power module in which abnormality is detected to operate after the first semiconductor power module is shut off. , When the fourth semiconductor power module is operating normally and the fourth input control signal is on, the third transmitting means sets the second mode. Third Transmits the force setting signal to the third semiconductor power module, the third set in a second mode
A third procedure in which when the semiconductor power module outputs a third abnormality detection signal, the fourth transmitting means turns off the fourth input control signal transmitted to the fourth semiconductor power module; The fourth procedure of receiving the fourth input control signal and transmitting the third input setting signal for setting the first mode to the third semiconductor power module is performed by the third transmitting means. The detected third semiconductor power module is set to the first mode and then shut off after the fourth semiconductor power module is shut off, so that the first and second semiconductor power modules are turned on when the first and second semiconductor power modules are turned on. When the third semiconductor power module first detects the abnormality, and when the third semiconductor power module detects the abnormality first when the third and fourth semiconductor power modules conduct. , The second voltage applied to the third semiconductor power module can be reduced with good controllability.

【0038】またこの発明に係る請求項8記載の電力変
換装置は、請求項7において、第1の送信手段および第
3の送信手段に遅延回路を設けたため、第2、第3の半
導体パワーモジュールに異常時に印加される電圧の低減
効果が確実で信頼性良く得られる。
[0038] In the power converter according to claim 8 of the present invention, since the delay circuit is provided in the first transmitting means and the third transmitting means in claim 7, the second and third semiconductor power modules are provided. In this case, the effect of reducing the voltage applied in the event of an abnormality can be reliably and reliably obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1による半導体パワー
モジュールの構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a semiconductor power module according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態1による3レベルイン
バータの回路構成図である。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a three-level inverter according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実施の形態1による3レベルイン
バータの動作説明図である。
FIG. 3 is an operation explanatory diagram of the three-level inverter according to the first embodiment of the present invention;

【図4】 この発明の実施の形態1による3レベルイン
バータの動作を説明するタイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart illustrating an operation of the three-level inverter according to the first embodiment of the present invention.

【図5】 従来の半導体パワーモジュールの構成図であ
る。
FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional semiconductor power module.

【図6】 従来の3レベルインバータの回路構成図であ
る。
FIG. 6 is a circuit configuration diagram of a conventional three-level inverter.

【図7】 従来の3レベルインバータの動作説明図であ
る。
FIG. 7 is a diagram illustrating the operation of a conventional three-level inverter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

31 半導体パワーモジュールとしてのIPM、33
スイッチング半導体素子としてのIGBT、34 フラ
イホイールダイオード、35 コレクタ端子、36 エ
ミッタ端子、38 制御回路としての駆動回路、39
駆動制御信号としてのゲート駆動信号GP、41 過電
流検出回路、42 短絡電流検出回路、43 制御電源
電圧低下検出回路、44 過熱検出回路、45 エラー
信号出力回路、46 保護モード選択回路、47 異常
検出手段としての異常検出回路、50 3レベルインバ
ータ、60(61a,61a,62a,62b) 制御
手段としての制御回路、63a,63b AND回路、
64a,64b OR回路、65a,65b OR回
路、66a,66b AND回路、67a,67b 遅
延回路、CI 入力制御信号としてのゲート信号、FO
異常検出信号としてのエラー信号、S1〜S4 第1
〜第4のステップ信号、ST 入力設定信号としての保
護モード設定信号、X1〜X4 第1〜第4の半導体パ
ワーモジュールとしての第1〜第4のIPM。
31 IPM as semiconductor power module, 33
IGBT as a switching semiconductor element, 34 flywheel diode, 35 collector terminal, 36 emitter terminal, 38 drive circuit as control circuit, 39
Gate drive signal GP as drive control signal, 41 overcurrent detection circuit, 42 short-circuit current detection circuit, 43 control power supply voltage drop detection circuit, 44 overheat detection circuit, 45 error signal output circuit, 46 protection mode selection circuit, 47 abnormality detection Abnormality detection circuit as means, a three-level inverter, 60 (61a, 61a, 62a, 62b) control circuit as control means, 63a, 63b AND circuit,
64a, 64b OR circuit, 65a, 65b OR circuit, 66a, 66b AND circuit, 67a, 67b delay circuit, CI Gate signal as input control signal, FO
Error signal as abnormality detection signal, S1 to S4 first
To a fourth step signal, a protection mode setting signal as an ST input setting signal, and X1 to X4 first to fourth IPMs as first to fourth semiconductor power modules.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 制御電極に入力される駆動制御信号に応
答して1対の主電極の間を導通または遮断し、フライホ
イールダイオードが逆並列に接続されたスイッチング半
導体素子と、外部から入力される入力制御信号に応答し
て上記駆動制御信号を出力する制御回路と、上記スイッ
チング半導体素子または上記制御回路における異常を検
出する異常検出手段とを備えた半導体パワーモジュール
において、第1および第2の2種の動作モードを有し、
上記第1のモードでは、上記異常検出手段による異常検
出時に、外部に異常検出信号を出力すると共に、上記入
力制御信号に係わらず上記駆動制御信号を”L”として
上記スイッチング半導体素子を遮断し、異常が検出され
ない時(以下、正常時と称す)に、上記入力制御信号に
応じた上記駆動制御信号により上記スイッチング半導体
素子を導通/遮断し、上記第2のモードでは、常に上記
入力制御信号に応じた上記駆動制御信号により上記スイ
ッチング半導体素子を導通/遮断し、上記異常検出手段
による異常検出時に、外部に異常検出信号を出力するこ
とを特徴とする半導体パワーモジュール。
1. A switching semiconductor element having a flywheel diode connected in anti-parallel with a pair of main electrodes in response to a drive control signal inputted to a control electrode, and a flywheel diode being inputted from the outside. A semiconductor power module comprising: a control circuit that outputs the drive control signal in response to an input control signal; and an abnormality detection unit that detects an abnormality in the switching semiconductor element or the control circuit. It has two operation modes,
In the first mode, when an abnormality is detected by the abnormality detection means, an abnormality detection signal is output to the outside, and the drive control signal is set to “L” regardless of the input control signal to shut off the switching semiconductor element; When no abnormality is detected (hereinafter referred to as a normal state), the switching semiconductor element is turned on / off by the drive control signal according to the input control signal, and in the second mode, the switching semiconductor element is always switched to the input control signal. A semiconductor power module, wherein the switching semiconductor element is turned on / off by a corresponding drive control signal, and an abnormality detection signal is output to the outside when an abnormality is detected by the abnormality detecting means.
【請求項2】 異常検出手段は、スイッチング半導体素
子における主電極の間を流れる過電流を検出する過電流
検出手段、上記スイッチング半導体素子の過温度を検出
する過熱検出手段、上記スイッチング半導体素子の短絡
電流を検出する短絡電流検出手段、あるいは制御回路に
供給される電源電圧が所定値よりも低下したことを検出
する制御電源電圧低下検出手段のいずれかまたはこれら
の組み合わせで構成されることを特徴とする請求項1記
載の半導体パワーモジュール。
2. The abnormality detecting means includes an overcurrent detecting means for detecting an overcurrent flowing between main electrodes of the switching semiconductor element, an overheating detecting means for detecting an overtemperature of the switching semiconductor element, and a short circuit of the switching semiconductor element. It is characterized by comprising either short-circuit current detecting means for detecting current, or control power supply voltage drop detecting means for detecting that the power supply voltage supplied to the control circuit has dropped below a predetermined value, or a combination thereof. The semiconductor power module according to claim 1, wherein
【請求項3】 外部から入力される入力設定信号によ
り、第1あるいは第2のモードを設定することを特徴と
する請求項1または2記載の半導体パワーモジュール。
3. The semiconductor power module according to claim 1, wherein the first or second mode is set by an input setting signal input from outside.
【請求項4】 高電位側直流母線と低電位側直流母線と
の間に、直列に接続された第1〜第4の4個の請求項3
記載の半導体パワーモジュールを有して3レベルインバ
ータ装置を構成し、上記第1〜第4の各半導体パワーモ
ジュールに対し入力制御信号と入力設定信号とを出力す
る制御手段を備えたことを特徴とする電力変換装置。
4. The first to fourth four units connected in series between the high-potential-side DC bus and the low-potential-side DC bus.
A three-level inverter device comprising the semiconductor power module described above, and control means for outputting an input control signal and an input setting signal to each of the first to fourth semiconductor power modules. Power converter.
【請求項5】 制御手段から第1〜第4の各半導体パワ
ーモジュールに対し出力される入力設定信号により、上
記第1および第4の半導体パワーモジュールについては
常に第1のモードに、上記第2の半導体パワーモジュー
ルについては、上記第1の半導体パワーモジュールが遮
断時は第1のモード、導通時は第2のモードに、上記第
3の半導体パワーモジュールについては、上記第4の半
導体パワーモジュールが遮断時は第1のモード、導通時
は第2のモードに、設定して、上記第2の半導体パワー
モジュールが遮断時は、常に上記第1の半導体パワーモ
ジュールも遮断し、上記第3の半導体パワーモジュール
が遮断時は、常に上記第4の半導体パワーモジュールも
遮断することを特徴とする請求項4記載の電力変換装
置。
5. The first and fourth semiconductor power modules are always set to a first mode by an input setting signal output from the control means to each of the first to fourth semiconductor power modules. The first semiconductor power module is in the first mode when the first semiconductor power module is shut off, and is in the second mode when the first semiconductor power module is conductive, and the fourth semiconductor power module is The first mode is set to the first mode at the time of cutoff, and the second mode is set to the second mode at the time of conduction. When the second semiconductor power module is cut off, the first semiconductor power module is also always cut off. 5. The power converter according to claim 4, wherein when the power module is shut off, the fourth semiconductor power module is always shut off.
【請求項6】 第1の半導体パワーモジュールに入力さ
れる第1の入力制御信号と上記第1の半導体パワーモジ
ュールから出力される第1の異常検出信号とを受信し、
これらの信号に応じて第2の半導体パワーモジュールへ
の第2の入力設定信号を送信する第1の送信手段と、第
2の半導体パワーモジュールから出力される第2の異常
検出信号を受信して第1の半導体パワーモジュールへの
第1の入力制御信号を送信する第2の送信手段と、第4
の半導体パワーモジュールに入力される第4の入力制御
信号と上記第4の半導体パワーモジュールから出力され
る第4の異常検出信号とを受信し、これらの信号に応じ
て第3の半導体パワーモジュールへの第3の入力設定信
号を送信する第3の送信手段と、第3の半導体パワーモ
ジュールから出力される第3の異常検出信号を受信して
第4の半導体パワーモジュールへの第4の入力制御信号
を送信する第4の送信手段とを、制御手段に備えたこと
を特徴とする請求項5記載の電力変換装置。
6. Receiving a first input control signal input to the first semiconductor power module and a first abnormality detection signal output from the first semiconductor power module,
A first transmitting means for transmitting a second input setting signal to the second semiconductor power module in response to these signals; and a second abnormality detecting signal output from the second semiconductor power module for receiving A second transmitting means for transmitting a first input control signal to the first semiconductor power module;
Receiving the fourth input control signal input to the third semiconductor power module and the fourth abnormality detection signal output from the fourth semiconductor power module, and transmitting the fourth abnormality control signal to the third semiconductor power module in accordance with these signals. A third transmitting means for transmitting the third input setting signal, and a fourth input control to the fourth semiconductor power module by receiving a third abnormality detection signal output from the third semiconductor power module. The power converter according to claim 5, wherein the control unit includes a fourth transmission unit that transmits a signal.
【請求項7】 第1の半導体パワーモジュールが正常時
であって、第1の入力制御信号がオン(半導体パワーモ
ジュールを導通するための信号状態)のとき、第1の送
信手段は、第2のモードを設定する第2の入力設定信号
を第2の半導体パワーモジュールに送信し、第2のモー
ドに設定された該第2の半導体パワーモジュールが第2
の異常検出信号を出力したとき、第2の送信手段が、上
記第1の半導体パワーモジュールに送信する上記第1の
入力制御信号をオフ(半導体パワーモジュールを遮断す
るための信号状態)とする第1の手順と、この第1の入
力制御信号を受信した上記第1の送信手段が、第1のモ
ードを設定する第2の入力設定信号を上記第2の半導体
パワーモジュールに送信する第2の手順とにより、異常
検出された上記第2の半導体パワーモジュールは、上記
第1の半導体パワーモジュールが遮断された後、第1の
モードに設定されて遮断され、 第4の半導体パワーモジュールが正常時であって、第4
の入力制御信号がオンのとき、第3の送信手段は、第2
のモードを設定する第3の入力設定信号を第3の半導体
パワーモジュールに送信し、第2のモードに設定された
該第3の半導体パワーモジュールが第3の異常検出信号
を出力したとき、第4の送信手段が、上記第4の半導体
パワーモジュールに送信する上記第4の入力制御信号を
オフとする第3の手順と、この第4の入力制御信号を受
信した上記第3の送信手段が、第1のモードを設定する
第3の入力設定信号を上記第3の半導体パワーモジュー
ルに送信する第4の手順とにより、異常検出された上記
第3の半導体パワーモジュールは、上記第4の半導体パ
ワーモジュールが遮断された後、第1のモードに設定さ
れて遮断されることを特徴とする請求項6記載の電力変
換装置。
7. When the first semiconductor power module is in a normal state and the first input control signal is on (signal state for conducting the semiconductor power module), the first transmitting means outputs A second input setting signal for setting the second mode is transmitted to the second semiconductor power module, and the second semiconductor power module set to the second mode transmits the second input signal to the second semiconductor power module.
The second transmission means turns off the first input control signal to be transmitted to the first semiconductor power module (signal state for shutting off the semiconductor power module) when the abnormality detection signal is output. And a second step of transmitting the second input setting signal for setting the first mode to the second semiconductor power module by the first transmitting means having received the first input control signal. According to the above procedure, the second semiconductor power module in which an abnormality is detected is set to the first mode and then shut off after the first semiconductor power module is shut off, and the fourth semiconductor power module is operated normally. And the fourth
When the input control signal is ON, the third transmitting means
Transmitting a third input setting signal for setting the third mode to the third semiconductor power module, and outputting the third abnormality detection signal when the third semiconductor power module set to the second mode outputs the third abnormality detection signal. A third procedure for turning off the fourth input control signal transmitted to the fourth semiconductor power module by the fourth transmitting means; and a third transmitting means for receiving the fourth input control signal. And a fourth step of transmitting a third input setting signal for setting the first mode to the third semiconductor power module. 7. The power converter according to claim 6, wherein after the power module is shut down, the power module is set to the first mode and shut down.
【請求項8】 第1の送信手段および第3の送信手段に
遅延回路を設けたことを特徴とする請求項7記載の電力
変換装置。
8. The power converter according to claim 7, wherein a delay circuit is provided in each of the first transmitting means and the third transmitting means.
JP2001176606A 2001-06-12 2001-06-12 Power converter Expired - Lifetime JP3808326B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001176606A JP3808326B2 (en) 2001-06-12 2001-06-12 Power converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001176606A JP3808326B2 (en) 2001-06-12 2001-06-12 Power converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002369542A true JP2002369542A (en) 2002-12-20
JP3808326B2 JP3808326B2 (en) 2006-08-09

Family

ID=19017574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001176606A Expired - Lifetime JP3808326B2 (en) 2001-06-12 2001-06-12 Power converter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3808326B2 (en)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005038918A1 (en) * 2003-10-15 2005-04-28 Hitachi, Ltd. Power semiconductor module, power converter employing it and mobile unit
JP2008503194A (en) * 2004-06-18 2008-01-31 アーベーベー・シュバイツ・アーゲー Method for ground fault handling in converter circuit for switching of three voltage levels
WO2010013322A1 (en) * 2008-07-30 2010-02-04 東芝三菱電機産業システム株式会社 Power conversion device
JP2010172141A (en) * 2009-01-23 2010-08-05 Sanken Electric Co Ltd Three-phase power conversion apparatus
JP2010288444A (en) * 2009-05-13 2010-12-24 Fuji Electric Systems Co Ltd Gate drive device
JP2013192418A (en) * 2012-03-15 2013-09-26 Toyota Motor Corp Power conversion device
CN103606901A (en) * 2013-11-25 2014-02-26 广东美的制冷设备有限公司 Electrostatic protection device, intelligent power module and frequency conversion household appliance
KR20150037512A (en) 2013-09-30 2015-04-08 산켄덴키 가부시키가이샤 Motor driver
JP2016012986A (en) * 2014-06-30 2016-01-21 日立オートモティブシステムズ株式会社 Drive circuit device
CN110611297A (en) * 2019-09-10 2019-12-24 沈阳微控新能源技术有限公司 IPM short-circuit protection circuit, module and system for flywheel energy storage device
CN111313731A (en) * 2018-12-12 2020-06-19 三菱电机株式会社 Intelligent power module
CN112825459A (en) * 2019-11-20 2021-05-21 三菱电机株式会社 Power module

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005038918A1 (en) * 2003-10-15 2005-04-28 Hitachi, Ltd. Power semiconductor module, power converter employing it and mobile unit
JP2008503194A (en) * 2004-06-18 2008-01-31 アーベーベー・シュバイツ・アーゲー Method for ground fault handling in converter circuit for switching of three voltage levels
KR101131030B1 (en) 2004-06-18 2012-03-29 에이비비 슈바이쯔 아게 Method for error handling in a converter circuit for wiring of three voltage levels
US8994216B2 (en) 2008-07-30 2015-03-31 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Power conversion apparatus
WO2010013322A1 (en) * 2008-07-30 2010-02-04 東芝三菱電機産業システム株式会社 Power conversion device
US20110127837A1 (en) * 2008-07-30 2011-06-02 Toshiba Mitsubishi-Electric Indus. Sys. Corp. Power conversion apparatus
JP5248611B2 (en) * 2008-07-30 2013-07-31 東芝三菱電機産業システム株式会社 Power converter
JP2010172141A (en) * 2009-01-23 2010-08-05 Sanken Electric Co Ltd Three-phase power conversion apparatus
JP2010288444A (en) * 2009-05-13 2010-12-24 Fuji Electric Systems Co Ltd Gate drive device
JP2013192418A (en) * 2012-03-15 2013-09-26 Toyota Motor Corp Power conversion device
KR20150037512A (en) 2013-09-30 2015-04-08 산켄덴키 가부시키가이샤 Motor driver
CN103606901A (en) * 2013-11-25 2014-02-26 广东美的制冷设备有限公司 Electrostatic protection device, intelligent power module and frequency conversion household appliance
JP2016012986A (en) * 2014-06-30 2016-01-21 日立オートモティブシステムズ株式会社 Drive circuit device
CN111313731A (en) * 2018-12-12 2020-06-19 三菱电机株式会社 Intelligent power module
CN111313731B (en) * 2018-12-12 2023-10-24 三菱电机株式会社 Intelligent power module
CN110611297A (en) * 2019-09-10 2019-12-24 沈阳微控新能源技术有限公司 IPM short-circuit protection circuit, module and system for flywheel energy storage device
CN112825459A (en) * 2019-11-20 2021-05-21 三菱电机株式会社 Power module
CN112825459B (en) * 2019-11-20 2024-05-31 三菱电机株式会社 Power module

Also Published As

Publication number Publication date
JP3808326B2 (en) 2006-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6744644B2 (en) Soft-start of DC link capacitors for power electronics and drive systems
US9112344B2 (en) Driver for switching element and control system for rotary machine using the same
JP3193827B2 (en) Semiconductor power module and power converter
JP2669117B2 (en) Drive circuit for voltage-driven semiconductor devices
EP3767315A1 (en) Short circuit detection and protection for a gate driver circuit and methods of detecting the same using logic analysis
EP1056205B1 (en) Semiconductor apparatus
JP3780898B2 (en) Power device drive circuit
US9242564B2 (en) Converter for an electrical machine, controller and method for operating a converter
EP2747260B1 (en) Method for operating an electrical power rectifier, and an electrical power rectifier
TW201125250A (en) Power supply and the control method for controlling the same and power supply system incorporating such power supplies
JP2018057105A (en) Semiconductor drive device and power converter using the same
JP2002369542A (en) Semiconductor power module and power converter
JP2000350465A (en) Three-level inverter
JPH114150A (en) Semiconductor device and power conversion device using the semiconductor device
JPH07263626A (en) Power semiconductor module and circuit device that have at least two power semiconductor switch modules
CN212627729U (en) High-voltage driving integrated circuit and intelligent power module
JP2010259313A (en) Power converter
JP2004007989A (en) Semiconductor power module and composite power module
WO2020179633A1 (en) Drive device for switch
CN111817597A (en) an intelligent power module
JP2005012951A (en) Semiconductor power conversion device
JP2004260981A (en) Power converter and electric system using the same
JPH02119530A (en) Inverter
KR0133530B1 (en) Driving circuit
JPH09182463A (en) Voltage source inverter arm short circuit detector

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040624

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040624

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060223

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060228

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060421

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060516

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060517

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 3808326

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100526

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100526

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110526

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110526

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120526

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120526

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130526

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140526

Year of fee payment: 8

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term