JP2006287112A

JP2006287112A - Semiconductor device and vehicle

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Publication number: JP2006287112A
Application number: JP2005107656A
Authority: JP
Inventors: Noribumi Furuta; 紀文古田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-04-04
Filing date: 2005-04-04
Publication date: 2006-10-19

Abstract

【課題】装置内の温度変動を抑制可能な半導体装置を提供する。
【解決手段】パワートランジスタＱ１１をコンデンサＣ２と接続するバスバー１１２に、ペルチェ効果によってバスバー１１２を冷却制御する冷却素子１１４（熱電変換素子）が取付けられる。冷却素子１１４は、制御装置６０からの電流供給量に応じて冷却能力が制御され、バスバー１１２を冷却することによりパワートランジスタＱ１１を冷却する。制御装置６０は、パワートランジスタＱ１１の温度に基づいて冷却素子１１４への電流供給量を制御し、これにより冷却素子１１４の冷却能力を制御してパワートランジスタＱ１１の温度変動を抑制する。
【選択図】図４PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device capable of suppressing temperature fluctuation in the device.
A cooling element 114 (thermoelectric conversion element) that controls cooling of the bus bar 112 by a Peltier effect is attached to the bus bar 112 that connects a power transistor Q11 to a capacitor C2. The cooling element 114 has a cooling capacity controlled according to the amount of current supplied from the control device 60, and cools the power transistor Q11 by cooling the bus bar 112. Control device 60 controls the amount of current supplied to cooling element 114 based on the temperature of power transistor Q11, thereby controlling the cooling capacity of cooling element 114 to suppress temperature fluctuations of power transistor Q11.
[Selection] Figure 4

Description

この発明は、半導体装置および車両に関し、特に、車両に搭載される半導体装置の冷却技術に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a vehicle, and more particularly to a cooling technology for a semiconductor device mounted on a vehicle.

特開２０００−５８７４６号公報（特許文献１）は、電気自動車に使用されるパワー素子モジュール内を冷却するモジュール内冷却装置を開示する。このモジュール内冷却装置は、半導体チップと、金属細線を介して半導体チップに接続される電極端子とを有するパワー素子モジュール内を冷却する。 Japanese Patent Laying-Open No. 2000-58746 (Patent Document 1) discloses an in-module cooling device that cools the inside of a power element module used in an electric vehicle. This in-module cooling device cools the inside of a power element module having a semiconductor chip and electrode terminals connected to the semiconductor chip through a fine metal wire.

このモジュール内冷却装置は、電極端子に取付けられ、かつ、他の部材との電気的接続を行なうバスバーに取付けられる放熱フィンを備える。そして、この放熱フィンによってバスバーを冷却することにより、パワー素子モジュール内が冷却される。このモジュール内冷却装置によれば、パワー素子モジュール内に封止された半導体チップを効果的に冷却することができる（特許文献１参照）。
特開２０００−５８７４６号公報特開２００３−２０９２０７号公報特開平５−３１５７７９号公報特開平１１−１５４７２０号公報 This in-module cooling device includes heat radiating fins that are attached to electrode terminals and attached to bus bars that are electrically connected to other members. And the inside of a power element module is cooled by cooling a bus bar with this radiation fin. According to the in-module cooling device, the semiconductor chip sealed in the power element module can be effectively cooled (see Patent Document 1).
JP 2000-58746 A JP 2003-209207 A JP-A-5-315779 Japanese Patent Laid-Open No. 11-154720

しかしながら、上述した特開２０００−５８７４６号公報に開示されるモジュール内冷却装置では、モジュール内を効果的に冷却することはできても、パワーモジュール内の温度変動を積極的に抑制することはできない。パワーモジュール内の温度変動が大きいと、パワーモジュール内の各部品の熱膨張係数がそれぞれ異なることにより、温度変動に応じて、各部品を互いに接続する半田などの接合部材にストレスが繰返し加わる。そして、この繰返しのストレスにより接合部材が金属疲労を起こすと、接合部材が破損する。 However, the in-module cooling device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-58746 described above can effectively cool the inside of the module but cannot actively suppress temperature fluctuations in the power module. . When the temperature variation in the power module is large, the thermal expansion coefficients of the components in the power module are different, so that stress is repeatedly applied to a joining member such as solder that connects the components to each other according to the temperature variation. And when a joining member raise | generates a metal fatigue by this repeated stress, a joining member will be damaged.

そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、装置内の温度変動を抑制可能な半導体装置を提供することである。 Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide a semiconductor device capable of suppressing temperature fluctuation in the device.

また、この発明の別の目的は、装置内の温度変動を抑制可能な半導体装置を搭載した車両を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a vehicle equipped with a semiconductor device capable of suppressing temperature fluctuation in the device.

この発明によれば、半導体装置は、パワー半導体素子と、パワー半導体素子に接続される伝熱性の導体配線と、導体配線に取付けられ、導体配線の冷却を制御する冷却制御手段と、パワー半導体素子の温度に関する情報または負荷に関する情報に基づいて、パワー半導体素子の温度変動を抑制するように冷却制御手段の冷却能力を制御する温度制御手段とを備える。 According to the present invention, a semiconductor device includes a power semiconductor element, a heat conductive conductor wiring connected to the power semiconductor element, a cooling control unit that is attached to the conductor wiring and controls cooling of the conductor wiring, and the power semiconductor element Temperature control means for controlling the cooling capacity of the cooling control means so as to suppress the temperature fluctuation of the power semiconductor element based on the information on the temperature or the information on the load.

好ましくは、冷却制御手段は、ペルチェ効果を用いて導体配線を冷却する冷却素子を含み、冷却素子は、温度制御手段によって制御される電流が流されることにより導体配線の冷却を制御する。 Preferably, the cooling control means includes a cooling element that cools the conductor wiring using the Peltier effect, and the cooling element controls the cooling of the conductor wiring by passing a current controlled by the temperature control means.

好ましくは、温度に関する情報は、パワー半導体素子の素子温度またはパワー半導体素子を冷却する冷媒温度を含む。 Preferably, the temperature-related information includes an element temperature of the power semiconductor element or a refrigerant temperature that cools the power semiconductor element.

また、好ましくは、負荷に関する情報は、車両の駆動力を発生するモータに接続される電力変換装置として当該半導体装置を搭載する車両が走行する走路の勾配情報を含む。 Preferably, the information on the load includes gradient information of a travel path on which a vehicle on which the semiconductor device is mounted as a power conversion device connected to a motor that generates a driving force of the vehicle travels.

この発明による半導体装置においては、冷却制御手段は、パワー半導体素子に接続される伝熱性の導体配線の冷却を制御する。そして、温度制御手段は、パワー半導体素子の温度に関する情報または負荷に関する情報に基づいて冷却制御手段の冷却能力を制御することにより、導体配線およびパワー半導体素子の温度制御を行なう。 In the semiconductor device according to the present invention, the cooling control means controls the cooling of the heat conductive conductor wiring connected to the power semiconductor element. The temperature control means controls the temperature of the conductor wiring and the power semiconductor element by controlling the cooling capacity of the cooling control means based on the information related to the temperature of the power semiconductor element or the information related to the load.

したがって、この発明による半導体装置によれば、装置内の温度変動を抑制することができる。その結果、温度変動に起因した半導体装置の故障率を低減することができる。 Therefore, according to the semiconductor device of the present invention, temperature fluctuation in the device can be suppressed. As a result, the failure rate of the semiconductor device due to temperature fluctuation can be reduced.

好ましくは、導体配線は、冷却制御手段の取付部分近傍に形成され、かつ、パワー半導体素子の近傍に配置されるように形成された冷却フィンを含む。 Preferably, the conductor wiring includes cooling fins formed in the vicinity of the attachment portion of the cooling control means and formed in the vicinity of the power semiconductor element.

この半導体装置においては、冷却フィンは、パワー半導体素子の近傍に配置されるように形成されるので、冷却フィンがその周囲の雰囲気を冷却することによってパワー半導体素子が直接冷却される。したがって、この半導体装置によれば、パワー半導体素子の冷却性が向上する。 In this semiconductor device, the cooling fin is formed so as to be arranged in the vicinity of the power semiconductor element, so that the power semiconductor element is directly cooled by cooling the atmosphere around the cooling fin. Therefore, according to this semiconductor device, the cooling performance of the power semiconductor element is improved.

好ましくは、半導体装置は、パワー半導体素子に直流電力を供給するコンデンサをさらに備え、導体配線は、パワー半導体素子をコンデンサと接続する。 Preferably, the semiconductor device further includes a capacitor for supplying DC power to the power semiconductor element, and the conductor wiring connects the power semiconductor element to the capacitor.

この半導体装置においては、導体配線は、パワー半導体素子よりも耐熱温度の低いコンデンサに接続されるところ、導体配線に取付けられる冷却制御手段は、パワー半導体素子からコンデンサへの伝熱を抑制する。 In this semiconductor device, the conductor wiring is connected to a capacitor having a lower heat resistance temperature than the power semiconductor element, and the cooling control means attached to the conductor wiring suppresses heat transfer from the power semiconductor element to the capacitor.

したがって、この半導体装置によれば、コンデンサを熱的に保護できる。また、導体配線を短くできるので、導体配線の配線インダクタンスを低減することができる。 Therefore, according to this semiconductor device, the capacitor can be thermally protected. Moreover, since the conductor wiring can be shortened, the wiring inductance of the conductor wiring can be reduced.

また、この発明によれば、車両は、駆動輪に連結される交流モータと、直流電源と、直流電源からの直流電力を交流電力に変換し、その変換した交流電力を交流モータへ出力して交流モータを駆動する電力変換装置とを備え、電力変換装置は、電力変換を行なうためのパワー半導体素子と、パワー半導体素子に接続され、直流電力をパワー半導体素子に供給するための伝熱性の導体配線と、導体配線に取付けられ、導体配線の冷却を制御する冷却制御手段と、パワー半導体素子の温度に関する情報または負荷に関する情報に基づいて、パワー半導体素子の温度変動を抑制するように冷却制御手段の冷却能力を制御する温度制御手段とを含む。 According to the present invention, the vehicle converts an AC motor connected to the drive wheels, a DC power source, and DC power from the DC power source into AC power, and outputs the converted AC power to the AC motor. A power conversion device for driving an AC motor, the power conversion device including a power semiconductor element for performing power conversion, and a heat conductive conductor connected to the power semiconductor element for supplying DC power to the power semiconductor element A cooling control means for controlling the cooling of the conductor wiring, the cooling control means attached to the conductor wiring, and the cooling control means for suppressing temperature fluctuations of the power semiconductor element based on the information on the temperature of the power semiconductor element or the information on the load And a temperature control means for controlling the cooling capacity.

この発明による車両においては、電力変換装置の冷却制御手段は、パワー半導体素子に接続される伝熱性の導体配線の冷却を制御する。そして、電力変換装置の温度制御手段は、パワー半導体素子の温度に関する情報または負荷に関する情報に基づいて冷却制御手段の冷却能力を制御することにより、導体配線およびパワー半導体素子の温度制御を行なう。 In the vehicle according to the present invention, the cooling control means of the power conversion device controls the cooling of the heat conductive conductor wiring connected to the power semiconductor element. The temperature control means of the power conversion device controls the temperature of the conductor wiring and the power semiconductor element by controlling the cooling capacity of the cooling control means based on the information related to the temperature of the power semiconductor element or the information related to the load.

したがって、この発明による車両によれば、電力変換装置の温度変動を抑制することができる。その結果、温度変動に起因した電力変換装置の故障率が低減し、車両の信頼性が向上する。 Therefore, according to the vehicle of the present invention, temperature fluctuations of the power conversion device can be suppressed. As a result, the failure rate of the power conversion device due to temperature fluctuation is reduced, and the reliability of the vehicle is improved.

好ましくは、車両は、負荷に関する情報を有するカーナビゲーションシステムをさらに備え、温度制御手段は、カーナビゲーションシステムの負荷に関する情報に基づいて電力変換装置の負荷を予測し、その予測した負荷に基づいて、パワー半導体素子の温度変動を抑制するように冷却制御手段の冷却能力を制御する。 Preferably, the vehicle further includes a car navigation system having information on the load, and the temperature control unit predicts a load of the power conversion device based on the information on the load of the car navigation system, and based on the predicted load, The cooling capacity of the cooling control means is controlled so as to suppress temperature fluctuations of the power semiconductor element.

好ましくは、負荷に関する情報は、走路の勾配情報を含む。 Preferably, the information related to the load includes runway gradient information.

この車両においては、カーナビゲーションシステムの有する負荷に関する情報に基づいて電力変換装置の負荷が予測され、その予測負荷に基づいて冷却制御手段の冷却能力を制御することにより、導体配線およびパワー半導体素子の温度が事前に制御される。これにより、電力変換装置の温度上昇が抑制される。 In this vehicle, the load of the power conversion device is predicted based on information about the load of the car navigation system, and the cooling capacity of the cooling control means is controlled based on the predicted load, so that the conductor wiring and the power semiconductor element The temperature is controlled in advance. Thereby, the temperature rise of a power converter device is suppressed.

したがって、この車両によれば、電力変換装置を構成する各部品の最小かつ最適設計が可能となり、その結果、車両を低コスト化できる。 Therefore, according to this vehicle, the minimum and optimal design of each part which comprises a power converter device is attained, As a result, the vehicle can be reduced in cost.

この発明によれば、導体配線およびパワー半導体素子の温度制御が積極的に行なわれるので、半導体装置の温度変動を抑制することができる。その結果、温度変動に起因した半導体装置の故障率を低減することができる。 According to the present invention, temperature control of the conductor wiring and the power semiconductor element is positively performed, so that temperature fluctuation of the semiconductor device can be suppressed. As a result, the failure rate of the semiconductor device due to temperature fluctuation can be reduced.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による半導体装置を搭載した車両の一例として示されるハイブリッド自動車（ＨｙｂｒｉｄＶｅｈｉｃｌｅ）の構成を示す概略図である。 [Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a hybrid vehicle shown as an example of a vehicle equipped with a semiconductor device according to Embodiment 1 of the present invention.

図１を参照して、ハイブリッド自動車１０は、バッテリ１２と、パワーコントロールユニット（ＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ、以下「ＰＣＵ」と称する。）１４と、動力出力装置１６と、ディファレンシャルギア（ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＧｅａｒ、以下「ＤＧ」と称する。）１８と、前輪２０Ｒ，２０Ｌと、後輪２２Ｒ，２２Ｌと、フロントシート２４Ｒ，２４Ｌと、リアシート２６とを備える。 Referring to FIG. 1, a hybrid vehicle 10 includes a battery 12, a power control unit (hereinafter referred to as “PCU”) 14, a power output device 16, a differential gear (hereinafter referred to as “DG”). 18), front wheels 20R and 20L, rear wheels 22R and 22L, front seats 24R and 24L, and a rear seat 26.

バッテリ１２は、たとえばリアシート２６の後方に配設される。ＰＣＵ１４は、たとえばフロントシート２４Ｒ，２４Ｌの下部に位置するフロア下領域に配設される。動力出力装置１６は、たとえばダッシュボード２８の前方のエンジンルームに配設される。そして、ＰＣＵ１４は、バッテリ１２および動力出力装置１６と電気的に接続される。動力出力装置１６は、ＤＧ１８と連結される。 The battery 12 is disposed behind the rear seat 26, for example. PCU14 is arrange | positioned in the area | region under a floor located in the lower part of front seat 24R, 24L, for example. The power output device 16 is disposed, for example, in an engine room in front of the dashboard 28. PCU 14 is electrically connected to battery 12 and power output device 16. The power output device 16 is connected to the DG 18.

直流電源であるバッテリ１２は、充放電可能な電池であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池からなる。そして、バッテリ１２は、直流電圧をＰＣＵ１４へ供給するとともに、ＰＣＵ１４からの直流電圧によって充電される。 The battery 12 which is a direct current power source is a chargeable / dischargeable battery, and is composed of, for example, a secondary battery such as nickel hydride or lithium ion. The battery 12 supplies a DC voltage to the PCU 14 and is charged by the DC voltage from the PCU 14.

ＰＣＵ１４は、バッテリ１２から受ける直流電圧を昇圧し、その昇圧した直流電圧を交流電圧に変換して動力出力装置１６に含まれるモータジェネレータ（図示せず）を駆動する。また、ＰＣＵ１４は、動力出力装置１６に含まれるモータジェネレータが発電した交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ１２を充電する。 PCU 14 boosts the DC voltage received from battery 12, converts the boosted DC voltage to an AC voltage, and drives a motor generator (not shown) included in power output device 16. The PCU 14 charges the battery 12 by converting the AC voltage generated by the motor generator included in the power output device 16 into a DC voltage.

動力出力装置１６は、エンジン（図示せず）および／またはモータジェネレータにより動力を発生し、その発生した動力をＤＧ１８へ出力する。また、動力出力装置１６は、車両の回生制動時、前輪２０Ｒ，２０Ｌの回転力を用いて発電し、その発電した電力をＰＣＵ１４に供給する。さらに、動力出力装置１６は、エンジンの出力を用いて発電し、その発電した電力をＰＣＵ１４に供給する。 The power output device 16 generates power by an engine (not shown) and / or a motor generator, and outputs the generated power to the DG 18. The power output device 16 generates power using the rotational force of the front wheels 20R, 20L during regenerative braking of the vehicle, and supplies the generated power to the PCU 14. Further, the power output device 16 generates power using the output of the engine and supplies the generated power to the PCU 14.

ＤＧ１８は、動力出力装置１６から受ける動力を前輪２０Ｒ，２０Ｌに伝達するとともに、前輪２０Ｒ，２０Ｌの回転力を動力出力装置１６に伝達する。 The DG 18 transmits the power received from the power output device 16 to the front wheels 20R and 20L, and transmits the rotational force of the front wheels 20R and 20L to the power output device 16.

図２は、図１に示したＰＣＵ１４の主要部の構成を示す回路図である。図２を参照して、ＰＣＵ１４は、昇圧コンバータ３０と、インバータ４０，５０と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、制御装置６０と、温度検出装置７０，７２とを含む。 FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of PCU 14 shown in FIG. Referring to FIG. 2, PCU 14 includes a boost converter 30, inverters 40, 50, capacitors C1, C2, a control device 60, and temperature detection devices 70, 72.

コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１と接地ラインＳＬとの間にバッテリ１２に並列に接続される。昇圧コンバータ３０は、リアクトルＬと、パワートランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。リアクトルＬは、電源ラインＰＬ１に一端が接続され、パワートランジスタＱ１，Ｑ２の接続点に他端が接続される。パワートランジスタＱ１，Ｑ２は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に直列に接続される。そして、各パワートランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにダイオードＤ１，Ｄ２がそれぞれ接続される。 Capacitor C1 is connected in parallel to battery 12 between power supply line PL1 and ground line SL. Boost converter 30 includes a reactor L, power transistors Q1 and Q2, and diodes D1 and D2. Reactor L has one end connected to power supply line PL1, and the other end connected to the connection point of power transistors Q1 and Q2. Power transistors Q1, Q2 are connected in series between power supply line PL2 and ground line SL. Diodes D1 and D2 are connected between the collectors and emitters of the power transistors Q1 and Q2, respectively, so that current flows from the emitter side to the collector side.

コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に接続される。インバータ４０は、Ｕ相アーム４２、Ｖ相アーム４４およびＷ相アーム４６を含む。Ｕ相アーム４２、Ｖ相アーム４４およびＷ相アーム４６は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に並列に接続される。Ｕ相アーム４２は、直列に接続されたパワートランジスタＱ１１，Ｑ１２からなり、Ｖ相アーム４４は、直列に接続されたパワートランジスタＱ１３，Ｑ１４からなり、Ｗ相アーム４６は、直列に接続されたパワートランジスタＱ１５，Ｑ１６からなる。各パワートランジスタＱ１１〜Ｑ１６のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１１〜Ｄ１６がそれぞれ接続される。そして、各相アームにおける各パワートランジスタの接続点は、出力ラインＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１を介してモータジェネレータＭＧ１の各相コイルの中性点と反対側のコイル端にそれぞれ接続される。 Capacitor C2 is connected between power supply line PL2 and ground line SL. Inverter 40 includes a U-phase arm 42, a V-phase arm 44 and a W-phase arm 46. U-phase arm 42, V-phase arm 44 and W-phase arm 46 are connected in parallel between power supply line PL2 and ground line SL. The U-phase arm 42 includes power transistors Q11 and Q12 connected in series, the V-phase arm 44 includes power transistors Q13 and Q14 connected in series, and the W-phase arm 46 includes power connected in series. It consists of transistors Q15 and Q16. Between the collectors and emitters of the power transistors Q11 to Q16, diodes D11 to D16 that flow current from the emitter side to the collector side are respectively connected. The connection point of each power transistor in each phase arm is connected to the coil end opposite to the neutral point of each phase coil of motor generator MG1 via output lines UL1, VL1, WL1.

インバータ５０も、インバータ４０と同様の構成からなり、Ｕ相アーム５２、Ｖ相アーム５４およびＷ相アーム５６を含む。Ｕ相アーム５２、Ｖ相アーム５４およびＷ相アーム５６は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に並列に接続される。そして、各相アームにおける各パワートランジスタの接続点は、出力ラインＵＬ２，ＶＬ２，ＷＬ２を介してモータジェネレータＭＧ２の各相コイルの中性点と反対側のコイル端にそれぞれ接続される。 Inverter 50 has the same configuration as inverter 40 and includes a U-phase arm 52, a V-phase arm 54, and a W-phase arm 56. U-phase arm 52, V-phase arm 54 and W-phase arm 56 are connected in parallel between power supply line PL2 and ground line SL. The connection point of each power transistor in each phase arm is connected to the coil end on the opposite side to the neutral point of each phase coil of motor generator MG2 via output lines UL2, VL2, WL2.

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、たとえば３相交流同期電動発電機からなり、図１に示した動力出力装置１６に含まれる。そして、モータジェネレータＭＧ１は、エンジンによって駆動される発電機として動作するものとしてこのハイブリッド自動車１０に組み込まれる。また、モータジェネレータＭＧ２は、ハイブリッド自動車１０の駆動輪を駆動する電動機としてハイブリッド自動車１０に組み込まれる。 Motor generators MG1 and MG2 include, for example, a three-phase AC synchronous motor generator, and are included in power output device 16 shown in FIG. Motor generator MG1 is incorporated in hybrid vehicle 10 so as to operate as a generator driven by the engine. Motor generator MG2 is incorporated in hybrid vehicle 10 as an electric motor that drives the drive wheels of hybrid vehicle 10.

すなわち、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン６２の出力を用いて３相交流電圧を発生し、その発生した３相交流電圧をインバータ４０へ出力する。また、モータジェネレータＭＧ１は、インバータ４０から受ける３相交流電圧によって駆動力を発生し、エンジン６２の始動も行なう。モータジェネレータＭＧ２は、インバータ５０から受ける３相交流電圧によってハイブリッド自動車１０の駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータＭＧ２は、ハイブリッド自動車１０の回生制動時、３相交流電圧を発生してインバータ５０へ出力する。 In other words, motor generator MG1 generates a three-phase AC voltage using the output of engine 62, and outputs the generated three-phase AC voltage to inverter 40. Motor generator MG1 generates a driving force by the three-phase AC voltage received from inverter 40, and also starts engine 62. Motor generator MG 2 generates drive torque of hybrid vehicle 10 by the three-phase AC voltage received from inverter 50. Motor generator MG2 generates a three-phase AC voltage and outputs it to inverter 50 when regenerative braking of hybrid vehicle 10 is performed.

昇圧コンバータ３０は、制御装置６０からの信号ＰＷＣに基づいて、パワートランジスタＱ２のスイッチング動作に応じて流れる電流をリアクトルＬに磁場エネルギーとして蓄積することによってバッテリ１２からの直流電圧を昇圧する。そして、昇圧コンバータ３０は、その昇圧した昇圧電圧をパワートランジスタＱ２がオフされたタイミングに同期してダイオードＤ１を介して電源ラインＰＬ２へ出力する。また、昇圧コンバータ３０は、制御装置６０からの信号ＰＷＣに基づいて、電源ラインＰＬ２を介してインバータ４０および／または５０から受ける直流電圧をバッテリ１２の電圧レベルに降圧してバッテリ１２を充電する。 Boost converter 30 boosts the DC voltage from battery 12 by accumulating current flowing in accordance with the switching operation of power transistor Q2 as magnetic field energy in reactor L based on signal PWC from control device 60. Boost converter 30 outputs the boosted boosted voltage to power supply line PL2 via diode D1 in synchronization with the timing when power transistor Q2 is turned off. Boost converter 30 steps down DC voltage received from inverters 40 and / or 50 via power supply line PL2 to voltage level of battery 12 based on signal PWC from control device 60, and charges battery 12.

インバータ４０は、エンジン６２の始動時、制御装置６０からの信号ＰＷＭ１に基づいて、電源ラインＰＬ２から供給される直流電圧を３相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ４０は、エンジン６２の始動後は、制御装置６０からの信号ＰＷＭ１に基づいて、モータジェネレータＭＧ１によって発電された交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電源ラインＰＬ２へ出力する。 When starting engine 62, inverter 40 converts DC voltage supplied from power supply line PL2 into a three-phase AC voltage based on signal PWM1 from control device 60, and drives motor generator MG1. Further, after starting engine 62, inverter 40 converts AC voltage generated by motor generator MG1 into DC voltage based on signal PWM1 from control device 60, and converts the converted DC voltage to power supply line PL2. Output.

インバータ５０は、制御装置６０からの信号ＰＷＭ２に基づいて、電源ラインＰＬ２から受ける直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ２へ出力する。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、所望のトルクを発生して前輪２０Ｒ，２０Ｌを駆動する。また、インバータ５０は、車両の回生制動時、前輪２０Ｒ，２０Ｌの回転力を用いてモータジェネレータＭＧ２が発電した交流電圧を制御装置６０からの信号ＰＷＭ２に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電源ラインＰＬ２へ出力する。 Inverter 50 converts a DC voltage received from power supply line PL2 into an AC voltage based on signal PWM2 from control device 60, and outputs the AC voltage to motor generator MG2. Thus, motor generator MG2 generates a desired torque to drive front wheels 20R, 20L. Inverter 50 converts the AC voltage generated by motor generator MG2 using the rotational force of front wheels 20R and 20L into a DC voltage based on signal PWM2 from control device 60 during regenerative braking of the vehicle. DC voltage is output to power supply line PL2.

コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１と接地ラインＳＬとの間の電圧変動を平滑化する。コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間の電圧変動を平滑化する。温度検出装置７０は、たとえば、インバータ４０のパワートランジスタＱ１１の近傍に配設され、パワートランジスタＱ１１の温度に応じて変化する電圧ＶＴ１を制御装置６０へ出力する。温度検出装置７２は、たとえば、インバータ５０のパワートランジスタＱ２１の近傍に配設され、パワートランジスタＱ２１の温度に応じて変化する電圧ＶＴ２を制御装置６０へ出力する。 Capacitor C1 smoothes voltage fluctuation between power supply line PL1 and ground line SL. Capacitor C2 smoothes voltage fluctuation between power supply line PL2 and ground line SL. Temperature detection device 70 is disposed, for example, in the vicinity of power transistor Q11 of inverter 40, and outputs voltage VT1 that changes according to the temperature of power transistor Q11 to control device 60. For example, temperature detection device 72 is arranged in the vicinity of power transistor Q21 of inverter 50, and outputs voltage VT2 that changes according to the temperature of power transistor Q21 to control device 60.

制御装置６０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値および回転数、ならびに昇圧コンバータ３０の入出力電圧に基づいて、昇圧コンバータ３０を駆動するための信号ＰＷＣを生成し、その生成した信号ＰＷＣを昇圧コンバータ３０へ出力する。なお、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数は、図示されない回転センサによって検出され、昇圧コンバータ３０の入出力電圧は、図示されない電圧センサによって検出される。 Control device 60 generates a signal PWC for driving boost converter 30 based on torque command values and rotation speeds of motor generators MG1 and MG2, and an input / output voltage of boost converter 30, and generates generated signal PWC. Output to boost converter 30. The rotational speeds of motor generators MG1 and MG2 are detected by a rotation sensor (not shown), and the input / output voltage of boost converter 30 is detected by a voltage sensor (not shown).

また、制御装置６０は、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値および電流、ならびにインバータ４０の入力電圧に基づいて、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための信号ＰＷＭ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭ１をインバータ４０へ出力する。さらに、制御装置６０は、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値および電流、ならびにインバータ５０の入力電圧に基づいて、モータジェネレータＭＧ２を駆動するための信号ＰＷＭ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭ２をインバータ５０へ出力する。なお、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の電流は、図示されない電流センサによって検出され、インバータ４０，５０の入力電圧は、昇圧コンバータ３０の出力電圧に相当する。 Control device 60 generates signal PWM1 for driving motor generator MG1 based on the torque command value and current of motor generator MG1 and the input voltage of inverter 40, and sends the generated signal PWM1 to inverter 40. Output. Further, control device 60 generates a signal PWM2 for driving motor generator MG2 based on the torque command value and current of motor generator MG2 and the input voltage of inverter 50, and sends the generated signal PWM2 to inverter 50. Output. Motor generators MG1 and MG2 are detected by a current sensor (not shown), and the input voltages of inverters 40 and 50 correspond to the output voltage of boost converter 30.

さらに、制御装置６０は、温度検出装置７０からの電圧ＶＴ１に基づいてパワートランジスタＱ１１の温度を算出し、その算出した温度に基づいて、インバータ４０をコンデンサＣ２と接続する電源ラインＰＬ２を構成するバスバーに取付けられた冷却素子（後述）に流す電流を制御する。また、さらに、制御装置６０は、温度検出装置７２からの電圧ＶＴ２に基づいてパワートランジスタＱ２１の温度を算出し、その算出した温度に基づいて、インバータ５０をコンデンサＣ２と接続する電源ラインＰＬ２を構成するバスバーに取付けられた冷却素子に流す電流を制御する。 Further, control device 60 calculates the temperature of power transistor Q11 based on voltage VT1 from temperature detection device 70, and based on the calculated temperature, bus bar configuring power supply line PL2 connecting inverter 40 with capacitor C2. The electric current which flows into the cooling element (after-mentioned) attached to is controlled. Furthermore, control device 60 calculates the temperature of power transistor Q21 based on voltage VT2 from temperature detection device 72, and configures power supply line PL2 that connects inverter 50 to capacitor C2 based on the calculated temperature. The current flowing through the cooling element attached to the bus bar is controlled.

図３は、図２に示した温度検出装置７０の構成を示す図である。なお、特に図示しないが、図２に示した温度検出装置７２の構成も、温度検出装置７０の構成と同じである。図３を参照して、温度検出装置７０は、ダイオードＤ３と、電圧センサ７４とからなる。ダイオードＤ３は、アノードが定電流源に接続され、カソードが接地される。電圧センサ７４は、ダイオードＤ３の両端の電圧ＶＴ１を検出し、その検出した電圧ＶＴ１を制御装置６０へ出力する。 FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the temperature detection device 70 illustrated in FIG. 2. Although not particularly illustrated, the configuration of the temperature detection device 72 illustrated in FIG. 2 is the same as the configuration of the temperature detection device 70. Referring to FIG. 3, temperature detection device 70 includes diode D 3 and voltage sensor 74. The diode D3 has an anode connected to a constant current source and a cathode grounded. The voltage sensor 74 detects the voltage VT1 across the diode D3 and outputs the detected voltage VT1 to the control device 60.

この温度検出装置７０においては、温度に応じてダイオードＤ３の両端の電圧が変化するダイオードの電圧特性を利用して温度の検出を行なう。なお、電圧ＶＴ１から温度への変換は、制御装置６０において行なわれるものとするが、電圧ＶＴ１から温度への変換部を温度検出装置７０内に備えてもよい。 In this temperature detection device 70, the temperature is detected using the voltage characteristics of the diode in which the voltage at both ends of the diode D3 changes according to the temperature. Note that the conversion from the voltage VT1 to the temperature is performed in the control device 60, but a conversion unit from the voltage VT1 to the temperature may be provided in the temperature detection device 70.

図４は、この発明の実施の形態１による半導体装置の構成を示す図である。この半導体装置は、図２に示した昇圧コンバータ３０、コンデンサＣ２およびインバータ４０，５０を構成する。なお、この図４では、インバータ４０のＵ相上アーム近傍の構造が代表的に示され、その他のアームの構造も同様である。 FIG. 4 shows a configuration of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. This semiconductor device constitutes boost converter 30, capacitor C2, and inverters 40 and 50 shown in FIG. In FIG. 4, the structure in the vicinity of the U-phase upper arm of inverter 40 is representatively shown, and the structures of the other arms are the same.

図４を参照して、この半導体装置１００は、パワートランジスタＱ１１と、ダイオードＤ１１と（図示せず）、接合部材１０２，１０４，１０８と、絶縁基板１０６と、放熱板１１０と、バスバー１１２と、コンデンサＣ２と、冷却素子１１４と、電流供給線１１８と、制御装置６０とを備える。 Referring to FIG. 4, this semiconductor device 100 includes a power transistor Q11, a diode D11 (not shown), bonding members 102, 104, and 108, an insulating substrate 106, a heat sink 110, a bus bar 112, The capacitor C2, the cooling element 114, the current supply line 118, and the control device 60 are provided.

パワートランジスタＱ１１は、絶縁基板１０６上に搭載され、接合部材１０２によって絶縁基板１０６に固設される。絶縁基板１０６は、放熱板１１０上に搭載され、パワートランジスタＱ１１を放熱板１１０と絶縁する。そして、絶縁基板１０６は、接合部材１０８によって放熱板１１０に固設される。放熱板１１０は、図示されないヒートシンク上に搭載され、パワートランジスタＱ１１からの熱をヒートシンクに放熱する。 The power transistor Q11 is mounted on the insulating substrate 106 and fixed to the insulating substrate 106 by the bonding member 102. The insulating substrate 106 is mounted on the heat sink 110 and insulates the power transistor Q11 from the heat sink 110. The insulating substrate 106 is fixed to the heat sink 110 by the bonding member 108. The heat radiating plate 110 is mounted on a heat sink (not shown), and radiates heat from the power transistor Q11 to the heat sink.

バスバー１１２は、熱伝導率の高い金属からなり、たとえば銅からなる。そして、バスバー１１２は、接合部材１０４によってパワートランジスタＱ１１に一端が接続され、コンデンサＣ２に他端が接続され、パワートランジスタＱ１１をコンデンサＣ２と電気的に接続する。つまり、このバスバー１１２は、図１における電源ラインＰＬ２に対応するものである。接合部材１０２，１０４，１０８は、たとえば半田などの合金からなり、隣接する２つの部品を互いに接合する。 The bus bar 112 is made of a metal having high thermal conductivity, for example, copper. The bus bar 112 has one end connected to the power transistor Q11 by the joining member 104, the other end connected to the capacitor C2, and electrically connects the power transistor Q11 to the capacitor C2. That is, the bus bar 112 corresponds to the power supply line PL2 in FIG. The joining members 102, 104, and 108 are made of an alloy such as solder, for example, and join two adjacent parts together.

冷却素子１１４は、ペルチェ効果を利用して物体を冷却する熱電変換素子であって、バスバー１１２に取付けられる。そして、冷却素子１１４は、制御装置６０から電流供給線１１８を介して受ける電流に比例した熱エネルギーをバスバー１１２から吸収することによってバスバー１１２を冷却する。 The cooling element 114 is a thermoelectric conversion element that cools an object using the Peltier effect, and is attached to the bus bar 112. Cooling element 114 cools bus bar 112 by absorbing thermal energy from bus bar 112 in proportion to the current received from control device 60 via current supply line 118.

制御装置６０は、温度検出装置７０からの電圧ＶＴ１に基づいてパワートランジスタＱ１１の温度を算出し、その算出した温度に基づいて、パワートランジスタＱ１１の温度変動を抑制するように、電流供給線１１８を介して冷却素子１１４へ流す電流を制御する。具体的には、制御装置６０は、パワートランジスタＱ１１の温度が上昇したときは、冷却素子１１４へ流す電流を増加し、冷却素子１１４の冷却能力を高める。一方、パワートランジスタＱ１１の温度が低下したときは、制御装置６０は、冷却素子１１４へ流す電流を減少し、冷却素子１１４の冷却能力を抑制する。 Control device 60 calculates the temperature of power transistor Q11 based on voltage VT1 from temperature detection device 70, and controls current supply line 118 so as to suppress temperature fluctuations of power transistor Q11 based on the calculated temperature. The current flowing through the cooling element 114 is controlled. Specifically, when the temperature of power transistor Q11 rises, control device 60 increases the current flowing to cooling element 114 and increases the cooling capacity of cooling element 114. On the other hand, when the temperature of power transistor Q11 decreases, control device 60 reduces the current flowing to cooling element 114 and suppresses the cooling capacity of cooling element 114.

この半導体装置１００においては、冷却素子１１４は、電流供給線１１８を介して制御装置６０から受ける電流に比例した冷却能力でバスバー１１２を冷却する。これにより、バスバー１１２を介してパワートランジスタＱ１１が冷却される。そして、制御装置６０は、電圧ＶＴ１に基づいて算出したパワートランジスタＱ１１の温度に基づいて、パワートランジスタＱ１１の温度変動を抑制するように冷却素子１１４の冷却能力を制御する。 In this semiconductor device 100, the cooling element 114 cools the bus bar 112 with a cooling capacity proportional to the current received from the control device 60 via the current supply line 118. Thereby, the power transistor Q11 is cooled via the bus bar 112. Then, control device 60 controls the cooling capability of cooling element 114 based on the temperature of power transistor Q11 calculated based on voltage VT1 so as to suppress the temperature fluctuation of power transistor Q11.

図５，図６は、パワートランジスタＱ１１の温度変動の抑制効果を説明するための図である。図５は、パワー半導体素子の温度変動を示す図であり、図６は、パワー半導体素子の温度変動と故障に至る温度サイクル数との関係を示す図である。 5 and 6 are diagrams for explaining the effect of suppressing the temperature fluctuation of the power transistor Q11. FIG. 5 is a diagram showing the temperature fluctuation of the power semiconductor element, and FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the temperature fluctuation of the power semiconductor element and the number of temperature cycles leading to the failure.

図５を参照して、パワー半導体素子の素子温度Ｔは、負荷に応じて繰返し変動する。この温度の繰返し変化を、以下では「温度サイクル」と称する。また、パワー半導体素子の素子温度Ｔは、負荷量に応じて変化する。そして、パワー半導体素子の素子温度Ｔの変動幅（振れ量）をΔＴとする。 Referring to FIG. 5, element temperature T of the power semiconductor element repeatedly varies depending on the load. This repeated change in temperature is hereinafter referred to as a “temperature cycle”. Further, the element temperature T of the power semiconductor element changes according to the load amount. Then, the variation width (shake amount) of the element temperature T of the power semiconductor element is ΔT.

図６を参照して、パワー半導体素子の温度変動幅ΔＴが大きくなると、半導体装置の故障に至る温度サイクル数が低下する。すなわち、半導体装置の故障率が上昇する。これは、以下の理由による。パワー半導体素子が温度変動すると、半導体装置を構成する各部品の熱膨張係数がそれぞれ異なることにより、各部品を互いに接続する接合部材（半田など）にストレスが繰返し加わる。そして、このストレスの大きさは、温度変動幅ΔＴに依存し、温度変動幅ΔＴが大きいほどストレスも大きくなる。その結果、温度変動幅ΔＴが大きいほど、接合部材が破損（クラックの発生など）する確率は高くなる。反対に、温度変動幅ΔＴが小さいほど、接合部材が破損する確率は低くなり、その結果、半導体装置の故障率が低減する。 Referring to FIG. 6, when the temperature fluctuation range ΔT of the power semiconductor element is increased, the number of temperature cycles leading to the failure of the semiconductor device is decreased. That is, the failure rate of the semiconductor device increases. This is due to the following reason. When the power semiconductor element fluctuates in temperature, the components of the semiconductor device have different thermal expansion coefficients, so that stress is repeatedly applied to the joining members (solder or the like) that connect the components to each other. The magnitude of the stress depends on the temperature fluctuation range ΔT, and the stress increases as the temperature fluctuation range ΔT increases. As a result, the greater the temperature fluctuation range ΔT, the higher the probability that the joining member will be damaged (such as generation of cracks). On the other hand, the smaller the temperature fluctuation width ΔT, the lower the probability that the joining member will be damaged. As a result, the failure rate of the semiconductor device is reduced.

再び図４を参照して、この半導体装置１００においては、配線インダクタンスを極力低減するため、バスバー１１２の長さができるだけ短くなるように設計される。ここで、バスバー１１２の長さが短いと、バスバー１１２の放熱性が低下するため、パワートランジスタＱ１１からの伝熱によって、パワートランジスタＱ１１よりも耐熱温度の低いコンデンサＣ２が熱破壊するおそれがある。 Referring to FIG. 4 again, this semiconductor device 100 is designed so that the length of bus bar 112 is as short as possible in order to reduce the wiring inductance as much as possible. Here, if the length of the bus bar 112 is short, the heat dissipation of the bus bar 112 is deteriorated, and therefore the capacitor C2 having a lower heat resistance temperature than the power transistor Q11 may be thermally destroyed by heat transfer from the power transistor Q11.

しかしながら、この半導体装置１００においては、冷却素子１１４がバスバー１１２を冷却するので、コンデンサＣ２の耐熱温度を超えるようなコンデンサＣ２への伝熱が防止される。言い換えると、冷却素子１１４によってパワートランジスタＱ１１からコンデンサＣ２への伝熱が防止されるので、バスバー１１２の長さをさらに短くでき、その結果、配線インダクタンスをさらに低減することができる。 However, in this semiconductor device 100, since the cooling element 114 cools the bus bar 112, heat transfer to the capacitor C2 that exceeds the heat resistance temperature of the capacitor C2 is prevented. In other words, since the cooling element 114 prevents heat transfer from the power transistor Q11 to the capacitor C2, the length of the bus bar 112 can be further shortened, and as a result, the wiring inductance can be further reduced.

図７は、図４に示した制御装置６０による温度制御に関する機能ブロック図である。なお、以下では、電圧ＶＴ１に基づくパワートランジスタＱ１１の温度制御について代表的に説明するが、電圧ＶＴ２に基づくパワートランジスタＱ２１の温度制御についても同様である。図７を参照して、制御装置６０は、温度演算部１２２と、温度制御部１２４と、通電制御部１２６とを含む。 FIG. 7 is a functional block diagram relating to temperature control by the control device 60 shown in FIG. In the following, temperature control of power transistor Q11 based on voltage VT1 will be representatively described, but the same applies to temperature control of power transistor Q21 based on voltage VT2. Referring to FIG. 7, control device 60 includes a temperature calculation unit 122, a temperature control unit 124, and an energization control unit 126.

温度演算部１２２は、温度検出装置７０からの電圧ＶＴ１に基づいて、パワートランジスタＱ１１の温度を算出する。具体的には、温度検出装置７０に含まれるダイオードＤ３の両端の電圧が温度に応じて変化するダイオードの電圧特性を利用して、予め設定された電圧−温度変換マップなどを用いて電圧ＶＴ１からパワートランジスタＱ１１の温度を算出する。 Temperature calculation unit 122 calculates the temperature of power transistor Q11 based on voltage VT1 from temperature detection device 70. Specifically, using the voltage characteristics of the diode in which the voltage across the diode D3 included in the temperature detection device 70 changes according to the temperature, the voltage VT1 is determined using a preset voltage-temperature conversion map or the like. The temperature of the power transistor Q11 is calculated.

温度制御部１２４は、温度演算部１２２からのパワートランジスタＱ１１の温度に基づいて、パワートランジスタＱ１１の温度を所定の目標温度に制御するようにフィードバック制御を行なう。具体的には、温度制御部１２４は、温度演算部１２２からのパワートランジスタＱ１１の温度と所定の目標温度との偏差に基づいて冷却素子１１４の通電量を決定し、その決定した通電量を通電制御部１２６へ出力する。 Based on the temperature of power transistor Q11 from temperature calculation unit 122, temperature control unit 124 performs feedback control to control the temperature of power transistor Q11 to a predetermined target temperature. Specifically, the temperature control unit 124 determines the energization amount of the cooling element 114 based on the deviation between the temperature of the power transistor Q11 from the temperature calculation unit 122 and a predetermined target temperature, and energizes the determined energization amount. Output to the control unit 126.

通電制御部１２６は、温度制御部１２４からの通電量に基づいて、電流供給線１１８を介して冷却素子１１４へ電流を供給する。 The energization control unit 126 supplies current to the cooling element 114 via the current supply line 118 based on the energization amount from the temperature control unit 124.

なお、図４に示した半導体装置１００の構成において、図８に示すように、バスバー１１２の冷却素子１１４が据付けられる部分の厚みを厚くしてもよい。この厚み領域１３２により、この部分でのバスバー１１２の熱容量が増大するので、冷却素子１１４による吸熱効率が向上する。また、この厚み領域１３２においては、断面積の増加により抵抗が小さくなるので、バスバー１１２からの発熱も抑制される。 In the configuration of the semiconductor device 100 shown in FIG. 4, the thickness of the portion of the bus bar 112 where the cooling element 114 is installed may be increased as shown in FIG. The thickness region 132 increases the heat capacity of the bus bar 112 in this portion, so that the heat absorption efficiency by the cooling element 114 is improved. Moreover, in this thickness area | region 132, since resistance becomes small by the increase in a cross-sectional area, the heat_generation | fever from the bus-bar 112 is also suppressed.

図９は、この発明の実施の形態１による半導体装置の他の構成を示す図である。図９を参照して、この半導体装置１００Ａは、図４に示した半導体装置１００の構成において、バスバー１１２に代えてバスバー１１２Ａを備える。 FIG. 9 is a diagram showing another configuration of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 9, semiconductor device 100 A includes bus bar 112 A instead of bus bar 112 in the configuration of semiconductor device 100 shown in FIG. 4.

バスバー１１２Ａは、冷却素子１１４と対向する側に形成され、かつ、パワートランジスタＱ１１の上方近傍に配置されるように形成される冷却フィン１３４を有する。この冷却フィン１３４は、バスバー１１２の放熱性を向上させる。また、冷却フィン１３４は、冷却素子１１４によって冷却されることによりその周囲の雰囲気を冷却する。そして、上述のように、冷却フィン１３４は、パワートランジスタＱ１１の上方近傍に配置されるように形成されているので、冷却フィン１３４によってその周囲の雰囲気が冷却されることにより、パワートランジスタＱ１１も冷却される。 Bus bar 112A has cooling fins 134 formed on the side facing cooling element 114 and formed so as to be disposed in the vicinity of the upper side of power transistor Q11. The cooling fins 134 improve the heat dissipation of the bus bar 112. Further, the cooling fin 134 cools the surrounding atmosphere by being cooled by the cooling element 114. As described above, the cooling fins 134 are formed so as to be disposed in the vicinity of the upper portion of the power transistor Q11. Therefore, the cooling fin 134 cools the surrounding atmosphere so that the power transistor Q11 is also cooled. Is done.

以上のように、この実施の形態１によれば、パワートランジスタの温度に基づいて冷却素子１１４の冷却能力を制御することにより、パワートランジスタの温度を制御するようにしたので、半導体装置内の温度変動を抑制することができる。 As described above, according to the first embodiment, the temperature of the power transistor is controlled by controlling the cooling capacity of the cooling element 114 based on the temperature of the power transistor. Variations can be suppressed.

また、冷却素子１１４は、パワートランジスタをコンデンサＣ２と接続するバスバー１１２に取付けられるので、パワートランジスタからコンデンサＣ２への伝熱が抑制される。したがって、コンデンサＣ２をパワートランジスタの熱から保護することができる。 Moreover, since the cooling element 114 is attached to the bus bar 112 that connects the power transistor to the capacitor C2, heat transfer from the power transistor to the capacitor C2 is suppressed. Therefore, the capacitor C2 can be protected from the heat of the power transistor.

［実施の形態２］
図１０は、この発明の実施の形態２による半導体装置の構成を示す図である。図１０を参照して、この半導体装置１００Ｂは、図４に示した実施の形態１による半導体装置１００の構成において、制御装置６０に代えて制御装置６０Ａを備える。 [Embodiment 2]
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 10, semiconductor device 100B includes a control device 60A in place of control device 60 in the configuration of semiconductor device 100 according to the first embodiment shown in FIG.

制御装置６０Ａと接続されるナビゲーションシステム１４２は、この半導体装置１００Ｂが搭載される図１に示したハイブリッド自動車１０に搭載される。そして、このナビゲーションシステム１４２は、ロードマップのほか、走路の勾配情報を含む種々の情報を有している。 The navigation system 142 connected to the control device 60A is mounted on the hybrid vehicle 10 shown in FIG. 1 in which the semiconductor device 100B is mounted. And this navigation system 142 has various information including the gradient information of a runway other than a road map.

制御装置６０Ａは、ナビゲーションシステム１４２の有する走路の勾配情報に基づいて、この半導体装置１００Ｂの将来的な負荷を予測し、その予測した負荷に基づいて、パワートランジスタＱ１１の温度変動を抑制するように、電流供給線１１８を介して冷却素子１１４へ流す電流を制御する。具体的には、制御装置６０Ａは、ナビゲーションシステム１４２からの勾配情報に基づいて半導体装置１００Ｂの負荷が上昇すると予測したときは、冷却素子１１４へ流す電流を増加し、冷却素子１１４の冷却能力を事前に高める。すなわち、制御装置６０Ａは、将来の負荷上昇によるパワートランジスタＱ１１の温度上昇に備えて、予め冷却素子１１４へ流す電流を増加してバスバー１１２およびパワートランジスタＱ１１を冷却しておく。一方、制御装置６０Ａは、半導体装置１００Ｂの負荷が低下すると予測したときは、冷却素子１１４へ流す電流を減少し、冷却素子１１４の冷却能力を抑制する。 The control device 60A predicts the future load of the semiconductor device 100B based on the gradient information of the running path of the navigation system 142, and suppresses the temperature fluctuation of the power transistor Q11 based on the predicted load. The current flowing to the cooling element 114 via the current supply line 118 is controlled. Specifically, when it is predicted that the load on the semiconductor device 100B will increase based on the gradient information from the navigation system 142, the control device 60A increases the current that flows to the cooling element 114 and increases the cooling capacity of the cooling element 114. Increase in advance. That is, control device 60A cools bus bar 112 and power transistor Q11 in advance by increasing the current flowing to cooling element 114 in preparation for a temperature rise of power transistor Q11 due to a future load increase. On the other hand, when it is predicted that the load on the semiconductor device 100B will decrease, the control device 60A reduces the current flowing to the cooling element 114 and suppresses the cooling capacity of the cooling element 114.

この半導体装置１００Ｂにおいては、ナビゲーションシステム１４２からの勾配情報に基づいて予測した半導体装置１００Ｂの負荷に基づいて、パワートランジスタＱ１１の温度変動を抑制するように冷却素子１１４の冷却能力を制御する。これにより、パワートランジスタＱ１１の温度変動が抑制される。 In this semiconductor device 100B, based on the load of the semiconductor device 100B predicted based on the gradient information from the navigation system 142, the cooling capacity of the cooling element 114 is controlled so as to suppress the temperature fluctuation of the power transistor Q11. Thereby, the temperature fluctuation of power transistor Q11 is suppressed.

図１１は、図１０に示した制御装置６０Ａによる温度制御に関する機能ブロック図である。図１１を参照して、制御装置６０Ａは、勾配情報入力部１４４と、負荷予測部１４６と、温度制御部１２４Ａと、通電制御部１２６とを含む。勾配情報入力部１４４は、ナビゲーションシステム１４２が有する各種情報の中からの勾配情報ＧＲＤを入力し、その勾配情報ＧＲＤを負荷予測部１４６へ出力する。 FIG. 11 is a functional block diagram relating to temperature control by the control device 60A shown in FIG. Referring to FIG. 11, control device 60A includes a gradient information input unit 144, a load prediction unit 146, a temperature control unit 124A, and an energization control unit 126. The gradient information input unit 144 inputs gradient information GRD from various information included in the navigation system 142, and outputs the gradient information GRD to the load prediction unit 146.

負荷予測部１４６は、勾配情報入力部１４４からの勾配情報ＧＲＤに基づいて、この半導体装置１００Ａの将来的な負荷を予測する。たとえば、負荷予測部１４６は、勾配情報ＧＲＤに基づいてこの後長い登り坂が続くと判断すると、今後、半導体装置１００Ａの負荷が大きく増大するものと予測する。 The load predicting unit 146 predicts the future load of the semiconductor device 100A based on the gradient information GRD from the gradient information input unit 144. For example, if the load predicting unit 146 determines that a long uphill will continue thereafter based on the gradient information GRD, the load predicting unit 146 predicts that the load on the semiconductor device 100A will greatly increase in the future.

温度制御部１２４Ａは、負荷予測部１４６による予測負荷に基づいて、パワートランジスタＱ１１の温度を所定の目標温度に制御するようにフィードバック制御を行なう。具体的には、温度制御部１２４Ａは、負荷予測部１４６からの予測負荷に応じたパワートランジスタＱ１１の予測温度と所定の目標温度との偏差に基づいて冷却素子１１４の通電量を決定し、その決定した通電量を通電制御部１２６へ出力する。なお、通電制御部１２６については、図７で説明したとおりである。 Based on the predicted load by the load predicting unit 146, the temperature control unit 124A performs feedback control so as to control the temperature of the power transistor Q11 to a predetermined target temperature. Specifically, the temperature control unit 124A determines the energization amount of the cooling element 114 based on the deviation between the predicted temperature of the power transistor Q11 corresponding to the predicted load from the load prediction unit 146 and a predetermined target temperature, The determined energization amount is output to the energization control unit 126. The energization control unit 126 is as described in FIG.

図１２は、図１０に示した制御装置６０Ａによる温度制御時のパワートランジスタＱ１１の温度の変化を示す図である。図１２を参照して、実線は、制御装置６０Ａによる温度制御時のパワートランジスタＱ１１の温度の変化を示す。点線は、比較のために、パワートランジスタＱ１１を温度制御しない場合のパワートランジスタＱ１１の温度の変化を示す。 FIG. 12 is a diagram showing a change in temperature of power transistor Q11 during temperature control by control device 60A shown in FIG. Referring to FIG. 12, the solid line shows the change in temperature of power transistor Q11 during temperature control by control device 60A. For comparison, a dotted line shows a change in temperature of the power transistor Q11 when the temperature of the power transistor Q11 is not controlled.

パワートランジスタＱ１１を温度制御しない場合（点線）、タイミングｔ２において負荷が上昇すると、それに応じてパワートランジスタＱ１１の温度が上昇する。 When the temperature of the power transistor Q11 is not controlled (dotted line), when the load increases at the timing t2, the temperature of the power transistor Q11 increases accordingly.

一方、制御装置６０Ａによる温度制御が行なわれる場合（実線）、タイミングｔ１において、制御装置６０Ａは、ナビゲーションシステム１４２からの勾配情報に基づいて半導体装置１００Ｂの負荷が上昇すると予測し、冷却素子１１４へ流す電流を増加する。これにより、パワートランジスタＱ１１の温度は低下し、パワートランジスタＱ１１は、将来の負荷上昇に備えて事前に冷却される。 On the other hand, when temperature control is performed by control device 60A (solid line), at timing t1, control device 60A predicts that the load on semiconductor device 100B will increase based on the gradient information from navigation system 142, and to cooling element 114. Increase the current flow. As a result, the temperature of the power transistor Q11 decreases, and the power transistor Q11 is cooled in advance in preparation for a future load increase.

そして、タイミングｔ２において負荷が上昇すると、それに応じてパワートランジスタＱ１１の温度は上昇し始めるが、冷却素子１１４の冷却能力も高められているので、パワートランジスタＱ１１の温度上昇が抑制され、パワートランジスタＱ１１の温度変動（温度上昇）は抑制される。 When the load increases at the timing t2, the temperature of the power transistor Q11 starts to increase accordingly. However, since the cooling capacity of the cooling element 114 is also increased, the temperature increase of the power transistor Q11 is suppressed, and the power transistor Q11. The temperature fluctuation (temperature rise) is suppressed.

図１３は、この実施の形態２における制御装置の温度制御に関する他の機能ブロック図である。図１３を参照して、この制御装置６０Ｂは、温度演算部１２２と、温度制御部１２４Ｂと、通電制御部１２６と、勾配情報入力部１４４と、負荷予測部１４６とを含む。 FIG. 13 is another functional block diagram relating to temperature control of the control device according to the second embodiment. Referring to FIG. 13, control device 60B includes a temperature calculation unit 122, a temperature control unit 124B, an energization control unit 126, a gradient information input unit 144, and a load prediction unit 146.

温度制御部１２４Ｂは、温度演算部１２２からパワートランジスタＱ１１の温度を受け、負荷予測部１４６からこの半導体装置１００Ａの予測負荷を受ける。そして、温度制御部１２４Ｂは、負荷予測部１４６からの予測負荷に対応したパワートランジスタＱ１１の温度変化が発生すると、パワートランジスタＱ１１の温度を所定の目標温度に制御するようにフィードバック制御を行なう。 The temperature control unit 124B receives the temperature of the power transistor Q11 from the temperature calculation unit 122, and receives the predicted load of the semiconductor device 100A from the load prediction unit 146. Then, when a temperature change of the power transistor Q11 corresponding to the predicted load from the load predicting unit 146 occurs, the temperature control unit 124B performs feedback control so as to control the temperature of the power transistor Q11 to a predetermined target temperature.

図１４は、図１３に示した制御装置６０Ｂによる温度制御時のパワートランジスタＱ１１の温度の変化を示す図である。図１４を参照して、実線は、制御装置６０Ｂによる温度制御時のパワートランジスタＱ１１の温度の変化を示す。点線は、比較のために、パワートランジスタＱ１１を温度制御しない場合のパワートランジスタＱ１１の温度の変化を示す。 FIG. 14 is a diagram showing a change in temperature of the power transistor Q11 during temperature control by the control device 60B shown in FIG. Referring to FIG. 14, the solid line indicates the change in temperature of power transistor Q11 when the temperature is controlled by control device 60B. For comparison, a dotted line shows a change in temperature of the power transistor Q11 when the temperature of the power transistor Q11 is not controlled.

パワートランジスタＱ１１を温度制御しない場合（点線）、タイミングｔ１において負荷が上昇すると、それに応じてパワートランジスタＱ１１の温度が上昇する。 When the temperature of the power transistor Q11 is not controlled (dotted line), when the load increases at the timing t1, the temperature of the power transistor Q11 increases accordingly.

一方、制御装置６０Ｂによる温度制御が行なわれる場合（実線）、制御装置６０Ｂは、ナビゲーションシステム１４２からの勾配情報に基づいて半導体装置１００Ｂの負荷が上昇すると予測しており、タイミングｔ２において、その予測負荷に対応したパワートランジスタＱ１１の温度上昇が生じたと判断すると、冷却素子１１４へ流す電流を増加する。これにより、パワートランジスタＱ１１の温度上昇が抑制され、パワートランジスタＱ１１の温度変動は抑制される。 On the other hand, when temperature control is performed by control device 60B (solid line), control device 60B predicts that the load on semiconductor device 100B will increase based on the gradient information from navigation system 142, and the prediction is made at timing t2. If it is determined that the temperature of the power transistor Q11 corresponding to the load has risen, the current flowing to the cooling element 114 is increased. Thereby, the temperature rise of power transistor Q11 is suppressed, and the temperature fluctuation of power transistor Q11 is suppressed.

以上のように、この実施の形態２によれば、カーナビゲーションシステム１４２の有する勾配情報を用いて半導体装置の負荷を予測する。そして、その予測負荷に基づいて冷却素子１１４の冷却能力を制御することにより、パワートランジスタの温度を制御するようにしたので、半導体装置内の温度変動を抑制することができる。 As described above, according to the second embodiment, the load on the semiconductor device is predicted using the gradient information that the car navigation system 142 has. Since the temperature of the power transistor is controlled by controlling the cooling capacity of the cooling element 114 based on the predicted load, temperature fluctuations in the semiconductor device can be suppressed.

［実施の形態３］
図１５は、この発明の実施の形態３による半導体装置の構成を示す図である。図１５を参照して、この半導体装置１００Ｃは、図４に示した半導体装置１００の構成において、バスバー１１２に代えてバスバー１１２Ｂを備え、封止材１５４をさらに備える。 [Embodiment 3]
FIG. 15 shows a structure of a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 15, the semiconductor device 100 C includes a bus bar 112 B instead of the bus bar 112 and further includes a sealing material 154 in the configuration of the semiconductor device 100 illustrated in FIG. 4.

バスバー１１２Ｂは、パワートランジスタＱ１１の上部においてコの字型に形成され、そのコの字型に形成された部分の上部に冷却素子１１４が配設される。バスバー１１２Ｂの冷却素子１１４に対向する側には、下方（パワートランジスタＱ１１に向かう方向）に向かって延びる冷却フィン１５２が形成される。封止材１５４は、たとえばシリコンゲルからなり、パワートランジスタＱ１１および絶縁基板１０６を封止する。そして、バスバー１１２Ｂの冷却フィン１５２は、封止材１５４に挿入されている。 Bus bar 112B is formed in a U-shape at the top of power transistor Q11, and cooling element 114 is disposed above the portion formed in the U-shape. On the side of the bus bar 112B facing the cooling element 114, cooling fins 152 extending downward (in the direction toward the power transistor Q11) are formed. Sealing material 154 is made of, for example, silicon gel, and seals power transistor Q11 and insulating substrate 106. The cooling fins 152 of the bus bar 112B are inserted into the sealing material 154.

なお、上記において、制御装置６０に代えて制御装置６０Ａ，６０Ｂを備えてもよい。 In the above description, control devices 60A and 60B may be provided instead of the control device 60.

この半導体装置１１０Ｃによれば、冷却素子１１４は、バスバー１１２Ｂを冷却するとともに、冷却フィン１５２を介して封止材１５４も冷却する。したがって、パワートランジスタＱ１１の冷却性が向上する。 According to the semiconductor device 110 C, the cooling element 114 cools the bus bar 112 B and also cools the sealing material 154 through the cooling fins 152. Therefore, the cooling performance of power transistor Q11 is improved.

なお、上記の各実施の形態１〜３において、温度検出装置７０，７２は、ダイオードの電圧特性を利用して温度検出するものとしたが、サーミスタなどの温度センサを用いて直接温度検出してもよい。また、素子温度に代えて半導体装置の冷却水温の温度を用いて、パワートランジスタの温度制御を行なってもよい。 In each of the first to third embodiments, the temperature detection devices 70 and 72 detect the temperature using the voltage characteristics of the diode. However, the temperature detection devices 70 and 72 detect the temperature directly using a temperature sensor such as a thermistor. Also good. Further, the temperature of the power transistor may be controlled using the temperature of the cooling water temperature of the semiconductor device instead of the element temperature.

また、上記においては、バッテリ１２は、充放電可能な二次電池としたが、燃料電池（ＦｕｅｌＣｅｌｌ）であってもよい。そして、上記においては、半導体装置は、ハイブリッド自動車１０に搭載されるものとしたが、この発明の適用範囲は、ハイブリッド自動車に搭載される半導体装置に限定されるものではなく、電気自動車（ＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）や燃料電池車に搭載されるものであってもよい。 In the above description, the battery 12 is a secondary battery that can be charged and discharged, but may be a fuel cell. In the above description, the semiconductor device is mounted on the hybrid vehicle 10. However, the scope of application of the present invention is not limited to the semiconductor device mounted on the hybrid vehicle, but an electric vehicle (electric vehicle). ) Or a fuel cell vehicle.

なお、上記において、バスバー１１２，１１２Ａ，１１２Ｂの各々は、この発明における「導体配線」に対応し、冷却素子１１４は、この発明における「冷却制御手段」に対応する。また、制御装置６０，６０Ａ，６０Ｂの各々は、この発明における「温度制御手段」に対応し、半導体装置１００，１００Ａ〜１００Ｃの各々は、この発明における「電力変換装置」に対応する。さらに、モータジェネレータＭＧ２は、この発明における「交流モータ」に対応し、バッテリ１２は、この発明における「直流電源」に対応する。 In the above, each of bus bars 112, 112A, 112B corresponds to “conductor wiring” in the present invention, and cooling element 114 corresponds to “cooling control means” in the present invention. Each of control devices 60, 60A, 60B corresponds to “temperature control means” in the present invention, and each of semiconductor devices 100, 100A to 100C corresponds to “power conversion device” in the present invention. Further, motor generator MG2 corresponds to “AC motor” in the present invention, and battery 12 corresponds to “DC power supply” in the present invention.

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.

この発明の実施の形態１による半導体装置を搭載した車両の一例として示されるハイブリッド自動車の構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing a configuration of a hybrid vehicle shown as an example of a vehicle on which a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention is mounted. 図１に示すＰＣＵの主要部の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the principal part of PCU shown in FIG. 図２に示す温度検出装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the temperature detection apparatus shown in FIG. この発明の実施の形態１による半導体装置の構成を示す図である。1 is a diagram showing a configuration of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. パワー半導体素子の温度変動を示す図である。It is a figure which shows the temperature fluctuation of a power semiconductor element. パワー半導体素子の温度変動と故障に至る温度サイクル数との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the temperature fluctuation | variation of a power semiconductor element, and the number of temperature cycles leading to a failure. 図４に示す制御装置による温度制御に関する機能ブロック図である。It is a functional block diagram regarding temperature control by the control apparatus shown in FIG. バスバーの他の構成を示す図である。It is a figure which shows the other structure of a bus bar. この発明の実施の形態１による半導体装置の他の構成を示す図である。It is a figure which shows the other structure of the semiconductor device by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態２による半導体装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the semiconductor device by Embodiment 2 of this invention. 図１０に示す制御装置による温度制御に関する機能ブロック図である。It is a functional block diagram regarding temperature control by the control apparatus shown in FIG. 図１０に示す制御装置による温度制御時のパワートランジスタの温度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the temperature of the power transistor at the time of the temperature control by the control apparatus shown in FIG. この実施の形態２における制御装置の温度制御に関する他の機能ブロック図である。It is another functional block diagram regarding the temperature control of the control apparatus in this Embodiment 2. 図１３に示す制御装置による温度制御時のパワートランジスタの温度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the temperature of the power transistor at the time of temperature control by the control apparatus shown in FIG. この発明の実施の形態３による半導体装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the semiconductor device by Embodiment 3 of this invention.

Explanation of symbols

１０ハイブリッド自動車、１２バッテリ、１４ＰＣＵ、１６動力出力装置、１８ＤＧ、２０Ｒ，２０Ｌ前輪、２２Ｒ，２２Ｌ後輪、２４Ｒ，２４Ｌフロントシート、２６リアシート、２８ダッシュボード、３０昇圧コンバータ、４０，５０インバータ、４２，５２Ｕ相アーム、４４，５４Ｖ相アーム、４６，５６Ｗ相アーム、６０，６０Ａ，６０Ｂ制御装置、６２エンジン、７０，７２温度検出装置、７４電圧センサ、１００，１００Ａ〜１００Ｃ半導体装置、１０２，１０４，１０８接合部材、１０６絶縁基板、１１０放熱板、１１２，１１２Ａ，１１２Ｂバスバー、１１４冷却素子、１１８電流供給線、１２２温度演算部、１２４，１２４Ａ，１２４Ｂ温度制御部、１２６通電制御部、１３２厚み領域、１３４，１５２冷却フィン、１４２ナビゲーションシステム、１４４勾配情報入力部、１４６負荷予測部、１５４封止材、Ｃ１，Ｃ２コンデンサ、ＰＬ１，ＰＬ２電源ライン、ＳＬ接地ライン、Ｌリアクトル、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ１１〜Ｑ１６，Ｑ２１〜Ｑ２６パワートランジスタ、Ｄ１〜Ｄ３，Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６ダイオード、ＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１，ＵＬ２，ＶＬ２，ＷＬ２出力ライン、ＭＧ１，ＭＧ２モータジェネレータ。 10 hybrid vehicle, 12 battery, 14 PCU, 16 power output device, 18 DG, 20R, 20L front wheel, 22R, 22L rear wheel, 24R, 24L front seat, 26 rear seat, 28 dashboard, 30 boost converter, 40, 50 inverter , 42, 52 U-phase arm, 44, 54 V-phase arm, 46, 56 W-phase arm, 60, 60A, 60B Control device, 62 Engine, 70, 72 Temperature detection device, 74 Voltage sensor, 100, 100A to 100C Semiconductor Device, 102, 104, 108 Bonding member, 106 Insulating substrate, 110 Heat sink, 112, 112A, 112B Bus bar, 114 Cooling element, 118 Current supply line, 122 Temperature calculation unit, 124, 124A, 124B Temperature control unit, 126 Energizing Control unit, 132 Area, 134,152 cooling fin, 142 navigation system, 144 gradient information input unit, 146 load prediction unit, 154 sealing material, C1, C2 capacitor, PL1, PL2 power line, SL ground line, L reactor, Q1, Q2 , Q11 to Q16, Q21 to Q26 Power transistors, D1 to D3, D11 to D16, D21 to D26 diodes, UL1, VL1, WL1, UL2, VL2, WL2 output lines, MG1, MG2 motor generator.

Claims

A power semiconductor element;
A thermally conductive conductor wiring connected to the power semiconductor element;
Cooling control means attached to the conductor wiring and controlling cooling of the conductor wiring;
A semiconductor device comprising: temperature control means for controlling the cooling capacity of the cooling control means so as to suppress temperature fluctuations of the power semiconductor element based on information on the temperature of the power semiconductor element or information on a load.

2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the conductor wiring includes a cooling fin formed in the vicinity of an attachment portion of the cooling control unit and formed in the vicinity of the power semiconductor element.

A capacitor for supplying direct current power to the power semiconductor element;
The semiconductor device according to claim 1, wherein the conductor wiring connects the power semiconductor element to the capacitor.

The cooling control means includes a cooling element that cools the conductor wiring using a Peltier effect,
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the cooling element controls cooling of the conductor wiring by flowing a current controlled by the temperature control unit. 5.

5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the information about the temperature includes an element temperature of the power semiconductor element or a refrigerant temperature that cools the power semiconductor element. 6.

5. The information on the load includes gradient information of a travel path on which a vehicle on which the semiconductor device is mounted as a power conversion device connected to a motor that generates a driving force of the vehicle. The semiconductor device according to item.

An AC motor coupled to the drive wheels;
DC power supply,
DC power from the DC power source is converted into AC power, and the converted AC power is output to the AC motor to drive the AC motor.
The power converter is
A power semiconductor element for performing power conversion;
A heat conductive conductor wiring connected to the power semiconductor element for supplying the DC power to the power semiconductor element;
Cooling control means attached to the conductor wiring and controlling cooling of the conductor wiring;
A vehicle comprising: temperature control means for controlling the cooling capacity of the cooling control means so as to suppress temperature fluctuations of the power semiconductor element based on information on the temperature of the power semiconductor element or information on a load.

A car navigation system having information about the load;
The temperature control means predicts a load of the power conversion device based on information on the load of the car navigation system, and based on the predicted load, reduces the temperature variation of the power semiconductor element. The vehicle according to claim 7, wherein the cooling capacity of the control means is controlled.

The vehicle according to claim 8, wherein the information related to the load includes runway gradient information.