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JP6638817B2 - Semiconductor module - Google Patents

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JP6638817B2
JP6638817B2 JP2018534266A JP2018534266A JP6638817B2 JP 6638817 B2 JP6638817 B2 JP 6638817B2 JP 2018534266 A JP2018534266 A JP 2018534266A JP 2018534266 A JP2018534266 A JP 2018534266A JP 6638817 B2 JP6638817 B2 JP 6638817B2
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Description

本開示は半導体モジュールに関する。   The present disclosure relates to a semiconductor module.

本出願は、2016年8月17日出願の日本出願第2016-160140号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。   This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2016-160140 filed on August 17, 2016, and incorporates all the contents described in the Japanese application.

半導体モジュールとして、特許文献1に記載の半導体モジュールが知られている。特許文献1に記載の半導体モジュールは、電力変換用の半導体素子と、半導体素子の制御電極を駆動する駆動回路と、駆動回路の動作を制御する制御回路と、半導体素子の特性を記憶した記憶装置とを備える。特許文献1に記載の半導体モジュールでは、記憶装置と制御回路とが通信することで、例えば半導体モジュールの動作中に半導体素子の特性を制御回路が取得し、その特性に応じて駆動回路を介して半導体素子を制御回路が駆動する。   As a semiconductor module, a semiconductor module described in Patent Document 1 is known. The semiconductor module described in Patent Literature 1 includes a semiconductor element for power conversion, a drive circuit for driving a control electrode of the semiconductor element, a control circuit for controlling operation of the drive circuit, and a storage device storing characteristics of the semiconductor element. And In the semiconductor module described in Patent Document 1, by communication between the storage device and the control circuit, for example, the control circuit acquires the characteristics of the semiconductor element during the operation of the semiconductor module, and via the drive circuit according to the characteristics. The control circuit drives the semiconductor element.

特開2014―14233号公報JP 2014-14233 A 特開2008―125240号公報JP 2008-125240 A

本開示の一側面に係る半導体モジュールは、半導体素子と、上記半導体素子を駆動する駆動制御部と、上記駆動制御部と通信可能であり、上記半導体素子の素子情報を記録する記憶装置と、上記記憶装置と上記駆動制御部との間の通信経路上に設けられており、通信制御信号に応じて、上記通信経路を通信可能状態及び通信不可状態に切り替える通信制御回路と、を含む。   A semiconductor module according to an aspect of the present disclosure includes a semiconductor device, a drive control unit that drives the semiconductor device, a storage device that can communicate with the drive control unit, and records element information of the semiconductor device, A communication control circuit that is provided on a communication path between the storage device and the drive control unit and that switches the communication path between a communicable state and a non-communicable state according to a communication control signal.

図1は、第1の実施形態に係る半導体モジュールの概略構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the semiconductor module according to the first embodiment. 図2は、通信制御信号を説明するための図面である。FIG. 2 is a diagram for explaining a communication control signal. 図3は、図1に示した半導体モジュールの変形例の概略構成を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a modified example of the semiconductor module shown in FIG. 図4は、第2実施形態に係る半導体モジュールの概略構成を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the semiconductor module according to the second embodiment. 図5は、通信制御回路とフォトカプラ部との接続関係を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a connection relationship between the communication control circuit and the photocoupler unit.

特許文献1に記載されている半導体モジュールのような電力用の半導体素子のスイッチング速度は速くなってきている。この場合、例えば、特許文献2で指摘されているように、大きな放射・伝導ノイズが発生する。そのため、例えば、特許文献1における記憶装置と制御回路との通信をシリアル通信の一例であるI2C(Inter−Integrated−Circuit)方式で行う場合、通信するための通信線にノイズが重畳する場合があり得る。このように、通信線にノイズが重畳すると、そのノイズを通信信号であると制御回路が誤って認識するおそれがある。制御回路がノイズを通信信号であると誤って認識した場合には、誤った特性に基づいて、制御回路が、駆動回路を介して半導体素子を駆動するため、半導体素子が誤動作する。   The switching speed of a power semiconductor element such as a semiconductor module described in Patent Document 1 is increasing. In this case, for example, as pointed out in Patent Document 2, large radiation / conduction noise occurs. Therefore, for example, when communication between a storage device and a control circuit in Patent Document 1 is performed by an I2C (Inter-Integrated-Circuit) method which is an example of serial communication, noise may be superimposed on a communication line for communication. obtain. As described above, when noise is superimposed on the communication line, the control circuit may erroneously recognize that the noise is a communication signal. If the control circuit erroneously recognizes the noise as a communication signal, the control element drives the semiconductor element via the drive circuit based on the erroneous characteristics, so that the semiconductor element malfunctions.

そこで、本開示は、半導体素子の誤動作を抑制可能な半導体モジュールを提供することを目的の1つとする。   Therefore, an object of the present disclosure is to provide a semiconductor module capable of suppressing a malfunction of a semiconductor element.

以下、図面を参照して本開示の技術の実施形態について説明する。図面の説明において、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
[実施形態の説明]
最初に、本開示の技術の実施形態の内容を列記して説明する。
Hereinafter, embodiments of the technology of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.
[Description of Embodiment]
First, the contents of the embodiments of the technology of the present disclosure will be listed and described.

一形態に係る半導体モジュールは、半導体素子と、上記半導体素子を駆動する駆動制御部と、上記駆動制御部と通信可能であり、上記半導体素子の素子情報を記録する記憶装置と、上記記憶装置と上記駆動制御部との間の通信経路上に設けられており、通信制御信号に応じて、上記通信経路を通信可能状態及び通信不可状態に切り替える通信制御回路と、を含む。   A semiconductor module according to an aspect includes a semiconductor element, a drive control unit that drives the semiconductor element, a storage device that can communicate with the drive control unit, and records element information of the semiconductor element, A communication control circuit that is provided on a communication path with the drive control unit and switches the communication path between a communicable state and a non-communicable state according to a communication control signal.

この構成では、半導体素子の素子情報が記憶されている記憶装置と、駆動制御部とが通信可能である。よって、駆動制御部は、記憶装置に記憶されている素子特性情報を参照し、半導体素子固有の素子特性に応じて半導体素子を駆動できる。その結果、半導体モジュールでは、半導体素子の特性を有効に活用できる。更に、記憶装置と駆動制御部との通信経路上に、通信制御回路が設けられており、通信制御回路は、上記記憶装置と上記駆動制御部との通信を制御する。したがって、例えば、半導体素子がスイッチング動作することで生じる放射・伝導ノイズが通信経路に重畳されても、通信制御回路が上記通信経路を通信不可状態に切り替えている場合には、駆動制御部は、通信経路に重畳されたノイズの影響を受けない。よって、正確な素子情報を参照して駆動制御部が半導体素子を駆動可能であり、結果として、半導体素子の誤動作を抑制できる。   In this configuration, the storage device in which the element information of the semiconductor element is stored can communicate with the drive control unit. Therefore, the drive control unit can drive the semiconductor element according to the element characteristic unique to the semiconductor element with reference to the element characteristic information stored in the storage device. As a result, in the semiconductor module, the characteristics of the semiconductor element can be effectively used. Further, a communication control circuit is provided on a communication path between the storage device and the drive control unit, and the communication control circuit controls communication between the storage device and the drive control unit. Therefore, for example, even if the radiation / conduction noise generated by the switching operation of the semiconductor element is superimposed on the communication path, if the communication control circuit has switched the communication path to the communication disabled state, the drive control unit includes: It is not affected by noise superimposed on the communication path. Therefore, the drive control unit can drive the semiconductor element by referring to the accurate element information, and as a result, malfunction of the semiconductor element can be suppressed.

上記通信制御回路は、上記通信制御信号に応じて、上記通信経路を通信可能状態及び通信不可状態に切り替えるスイッチング部を有してもよい。この場合、通信制御信号に応じたスイッチング部の動作により上記通信経路を通信可能状態及び通信不可状態に切り替えられる。   The communication control circuit may include a switching unit that switches the communication path between a communication enabled state and a communication disabled state according to the communication control signal. In this case, the communication path is switched between a communication enabled state and a communication disabled state by an operation of the switching unit according to the communication control signal.

一形態に係る半導体モジュールは、上記通信経路上に設けられており、上記記憶装置と上記駆動制御部とを互いに絶縁するとともに、上記記憶装置と上記駆動制御部との間で双方向に信号を伝達可能な絶縁回路を更に有してもよい。   A semiconductor module according to an aspect is provided on the communication path, insulates the storage device and the drive control unit from each other, and transmits signals bidirectionally between the storage device and the drive control unit. It may further have an insulating circuit capable of transmitting.

この場合、絶縁回路により、通信経路が記憶装置側と駆動制御部側とに絶縁される。そのため、記憶装置と駆動制御部とに対してそれぞれ異なる基準電位を設定可能である。   In this case, the communication path is insulated by the insulating circuit between the storage device side and the drive control unit side. Therefore, different reference potentials can be set for the storage device and the drive control unit.

一形態に係る半導体モジュールにおいて、上記駆動制御部は、上記通信制御信号を生成する信号生成部を有し、上記通信制御信号は、上記駆動制御部から上記通信制御回路に入力されてもよい。   In the semiconductor module according to one aspect, the drive control unit may include a signal generation unit that generates the communication control signal, and the communication control signal may be input from the drive control unit to the communication control circuit.

一形態に係る半導体モジュールは、フォトカプラ部を含み、上記通信制御信号を生成する信号生成部を有してもよい。この場合、信号生成部がフォトカプラ部を有するため、例えば、半導体モジュールの外部に配置される外部装置の基準電位に依存せずに、上記外部装置からの信号に基づいて信号生成部が通信制御信号を生成し、その通信制御信号を通信制御回路に入力可能である。   A semiconductor module according to an embodiment may include a signal generation unit that includes a photocoupler unit and generates the communication control signal. In this case, since the signal generation unit includes the photocoupler unit, for example, the signal generation unit performs communication control based on a signal from the external device without depending on a reference potential of an external device arranged outside the semiconductor module. A signal can be generated and the communication control signal can be input to the communication control circuit.

上記駆動制御部は、上記半導体素子を駆動する駆動回路と、上記駆動回路の出力である駆動電圧及び駆動電流の少なくとも一方を制御するとともに、上記記憶装置と通信可能な制御回路と、を有してもよい。   The drive control unit includes a drive circuit that drives the semiconductor element, and a control circuit that controls at least one of a drive voltage and a drive current that are outputs of the drive circuit and that can communicate with the storage device. You may.

この場合、制御回路が記憶装置と通信し、記憶装置内の素子情報を参照可能である。そのため、制御回路が、参照した素子情報に基づいて駆動部を制御できる。   In this case, the control circuit communicates with the storage device and can refer to element information in the storage device. Therefore, the control circuit can control the drive unit based on the referenced element information.

一形態に係る半導体モジュールにおいて、上記通信経路の上記通信不可状態においては、上記通信制御回路と上記記憶装置との間を接続する上記通信経路の第1の部分が、上記通信制御回路と上記駆動制御部との間を接続する上記通信経路の第2の部分から電気的に遮断されてもよい。   In the semiconductor module according to one aspect, in the communication disabled state of the communication path, a first portion of the communication path connecting the communication control circuit and the storage device is connected to the communication control circuit and the drive unit. It may be electrically disconnected from the second part of the communication path connecting to the control unit.

この場合、駆動制御部に電気的に接続されている通信経路の長さが第2の部分のみの長さとなり短くなるので、放射・伝導ノイズの影響により駆動制御部に接続されている通信経路が受ける電圧変動が小さくなる。従って、半導体素子の誤動作を抑制できる。
[実施形態の詳細]
本開示の技術の実施形態の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の範囲内とでのすべての変更が含まれることが意図される。図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
In this case, since the length of the communication path electrically connected to the drive control unit is reduced to the length of only the second portion, the communication path connected to the drive control unit is affected by radiation and conduction noise. Is less affected by the voltage. Therefore, malfunction of the semiconductor element can be suppressed.
[Details of Embodiment]
A specific example of an embodiment of the technology of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. The present invention is not limited to these examples, but is indicated by the appended claims, and is intended to include all modifications within the scope equivalent to the appended claims. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.

図1に概念的に示したように、一実施形態に係る半導体モジュール1は、半導体素子10と、駆動制御部20と、記憶装置30と、通信制御回路41,42と、を有する。半導体モジュール1は、例えばインバータなどの電力変換回路に適用される。本実施形態において、半導体モジュール1内での通信及び半導体モジュール1と外部装置との通信には、断らない限り、I2C方式の通信インターフェースを用いているとともに、二線通信方式を採用している。   As conceptually shown in FIG. 1, the semiconductor module 1 according to one embodiment includes a semiconductor element 10, a drive control unit 20, a storage device 30, and communication control circuits 41 and 42. The semiconductor module 1 is applied to a power conversion circuit such as an inverter, for example. In the present embodiment, the communication within the semiconductor module 1 and the communication between the semiconductor module 1 and an external device use an I2C communication interface and a two-wire communication system unless otherwise specified.

半導体素子10はMOSFET(Metal−Oxide−Semiconductor Field−Effect Transistor)である。半導体素子10のドレイン及びソースのそれぞれは、半導体モジュール1の端子T1及び端子T2に接続されている。よって、端子T1及び端子T2は、半導体モジュール1のドレイン端子及びソース端子に相当する。半導体素子10は、ゲートに駆動制御部20から印加される駆動信号に応じて、ドレインとソースとの間を導通又は遮断する半導体スイッチング素子である。   The semiconductor element 10 is a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor). Each of the drain and the source of the semiconductor element 10 is connected to the terminal T1 and the terminal T2 of the semiconductor module 1. Therefore, the terminal T1 and the terminal T2 correspond to the drain terminal and the source terminal of the semiconductor module 1. The semiconductor element 10 is a semiconductor switching element that conducts or cuts off between the drain and the source according to a drive signal applied to the gate from the drive control unit 20.

半導体素子10の材料は、シリコンカーバイド(SiC)、窒化ガリウム(GaN)等のワイドバンドギャップ半導体である。半導体素子10の材料の例はシリコン(Si)でもよい。   The material of the semiconductor element 10 is a wide band gap semiconductor such as silicon carbide (SiC) and gallium nitride (GaN). An example of the material of the semiconductor element 10 may be silicon (Si).

駆動制御部20は、駆動回路21と、制御回路22とを含み、半導体素子10を駆動し制御する装置である。駆動制御部20は、半導体モジュール1が有する電源電圧端子T3及び基準電位端子T4に電気的に接続されており、電源電圧端子T3及び基準電位端子T4間の電圧が供給される。電源電圧端子T3の電位は基準電位端子T4の電位より高いので、電源電圧端子T3及び基準電位端子T4それぞれは、高電圧用端子及び低電圧用端子でもある。   The drive control unit 20 is a device that includes a drive circuit 21 and a control circuit 22, and drives and controls the semiconductor element 10. The drive control unit 20 is electrically connected to the power supply voltage terminal T3 and the reference potential terminal T4 of the semiconductor module 1, and is supplied with a voltage between the power supply voltage terminal T3 and the reference potential terminal T4. Since the potential of the power supply voltage terminal T3 is higher than the potential of the reference potential terminal T4, the power supply voltage terminal T3 and the reference potential terminal T4 are also a high voltage terminal and a low voltage terminal, respectively.

駆動回路21及び制御回路22は、駆動制御部20を構成する回路であるため、駆動回路21及び制御回路22には、電源電圧端子T3及び基準電位端子T4から供給される同じ電圧が印加される。駆動回路21及び制御回路22は、一つの装置(或いは集積回路)として実装されてもよいし、別々に実装されていてもよい。駆動回路21及び制御回路22が別々に実装されている場合、駆動回路21及び制御回路22の各々が、電源電圧端子T3及び基準電位端子T4に接続されていてもよい。   Since the drive circuit 21 and the control circuit 22 are circuits constituting the drive control unit 20, the same voltage supplied from the power supply voltage terminal T3 and the reference potential terminal T4 is applied to the drive circuit 21 and the control circuit 22. . The drive circuit 21 and the control circuit 22 may be mounted as one device (or an integrated circuit) or may be mounted separately. When the drive circuit 21 and the control circuit 22 are separately mounted, each of the drive circuit 21 and the control circuit 22 may be connected to the power supply voltage terminal T3 and the reference potential terminal T4.

駆動回路21は、半導体素子10のゲート(制御端子)に駆動信号を印加することにより、半導体素子10におけるドレインとソースとの間が導通した状態と、ドレインとソースとの間が遮断された状態とを切り替えるための回路である。   The drive circuit 21 applies a drive signal to the gate (control terminal) of the semiconductor element 10 to provide a state in which the drain and the source in the semiconductor element 10 are conductive and a state in which the drain and the source are disconnected. And a circuit for switching.

制御回路22は、駆動回路21と接続されている。制御回路22は、駆動回路21の動作、すなわち、駆動回路21から出力する駆動信号の駆動電圧、駆動電流、出力タイミングなどを制御する回路である。   The control circuit 22 is connected to the drive circuit 21. The control circuit 22 is a circuit that controls the operation of the drive circuit 21, that is, the drive voltage, drive current, output timing, and the like of the drive signal output from the drive circuit 21.

制御回路22は、半導体モジュール1の制御信号用端子T7に接続されている。制御回路22は、半導体モジュール1の外部から制御信号用端子T7を介して入力される制御信号に応じて、駆動回路21から半導体素子10に出力する駆動信号の出力タイミングを制御する。   The control circuit 22 is connected to the control signal terminal T7 of the semiconductor module 1. The control circuit 22 controls the output timing of a drive signal output from the drive circuit 21 to the semiconductor element 10 according to a control signal input from outside the semiconductor module 1 via the control signal terminal T7.

制御回路22は、記憶装置30と通信経路50を介して通信可能に構成されている。制御回路22は、記憶装置30内に予め記憶されている半導体素子10の素子特性情報(例えば温度に対する半導体素子10の閾値電圧特性)に基づいて、駆動回路21が出力する駆動信号の駆動電圧及び駆動電流の少なくとも一方を制御する。
制御回路22は、通信制御回路41及び通信制御回路42に接続されている。制御回路22は、後述する通信制御信号Sscを制御信号出力端子t1から通信制御回路41及び通信制御回路42に出力する。
The control circuit 22 is configured to be able to communicate with the storage device 30 via the communication path 50. The control circuit 22 determines the drive voltage of the drive signal output by the drive circuit 21 based on the element characteristic information of the semiconductor element 10 (for example, the threshold voltage characteristic of the semiconductor element 10 with respect to temperature) stored in the storage device 30 in advance. At least one of the drive currents is controlled.
The control circuit 22 is connected to the communication control circuit 41 and the communication control circuit 42. The control circuit 22 outputs a communication control signal Ssc, which will be described later, to the communication control circuit 41 and the communication control circuit 42 from the control signal output terminal t1.

このように駆動回路21の制御、記憶装置30との通信、及び通信制御信号Sscの出力を実現するために、制御回路22は、制御部22A、通信インターフェース22Bなどを有する。制御部22Aの例は、CPU又はFPGAである。制御部22Aが上記通信制御信号Sscを生成する。したがって、制御回路22、より具体的には、制御部22Aは、信号生成部として機能する。前述したように、通信インターフェース22Bは、I2C方式の通信インターフェースであり、二線通信方式を採用している。したがって、図1に示したように、制御回路22と記憶装置30との間の通信経路50は、データ用通信経路51とクロック用通信経路52とを含む。   In order to control the drive circuit 21, communicate with the storage device 30, and output the communication control signal Ssc, the control circuit 22 includes a control unit 22A, a communication interface 22B, and the like. An example of the control unit 22A is a CPU or an FPGA. The control unit 22A generates the communication control signal Ssc. Therefore, the control circuit 22, more specifically, the control unit 22A functions as a signal generation unit. As described above, the communication interface 22B is an I2C communication interface, and employs a two-wire communication method. Therefore, as shown in FIG. 1, the communication path 50 between the control circuit 22 and the storage device 30 includes a data communication path 51 and a clock communication path 52.

記憶装置30は、半導体モジュール1が有する電源電圧端子T5及び基準電位端子T6に電気的に接続されており、電源電圧端子T5及び基準電位端子T6から電圧を供給される。電源電圧端子T5の電位は基準電位端子T6の電位より高いので、電源電圧端子T5及び基準電位端子T6それぞれは、高電圧用端子及び低電圧用端子でもある。基準電位端子T6に入力される基準電位は、記憶装置30においてグランドとして機能する。基準電位端子T6の電位と基準電位端子T4の電位とは同じであってもよい。図1の構成の説明では、断らない限り、基準電位端子T6の電位と基準電位端子T4の電位とは同じである。   The storage device 30 is electrically connected to the power supply voltage terminal T5 and the reference potential terminal T6 of the semiconductor module 1, and is supplied with a voltage from the power supply voltage terminal T5 and the reference potential terminal T6. Since the potential of the power supply voltage terminal T5 is higher than the potential of the reference potential terminal T6, the power supply voltage terminal T5 and the reference potential terminal T6 are also a high voltage terminal and a low voltage terminal, respectively. The reference potential input to the reference potential terminal T6 functions as a ground in the storage device 30. The potential of the reference potential terminal T6 and the potential of the reference potential terminal T4 may be the same. In the description of the configuration in FIG. 1, the potential of the reference potential terminal T6 and the potential of the reference potential terminal T4 are the same unless otherwise specified.

記憶装置30は、記憶部31と、通信インターフェース32と、それらを制御する制御部33とを有する。記憶部31は、半導体素子10の素子特性情報を記憶している。記憶部31は、データの書き込みのみが可能に構成されていてもよいし、不揮発的なデータの書き込み及び消去が可能に構成されていてもよい。データの書き込みのみが可能な記憶部31の例は、PROM,EPROM,EEPROMである。不揮発性の記憶部31の例は、フラッシュメモリである。   The storage device 30 includes a storage unit 31, a communication interface 32, and a control unit 33 that controls them. The storage unit 31 stores element characteristic information of the semiconductor element 10. The storage unit 31 may be configured to be capable of only writing data, or may be configured to be capable of writing and erasing nonvolatile data. Examples of the storage unit 31 to which only data can be written are a PROM, an EPROM, and an EEPROM. An example of the non-volatile storage unit 31 is a flash memory.

記憶装置30は、半導体モジュール1が有するデータ信号用端子T8及びクロック信号用端子T9に接続されている。記憶部31内の半導体素子10の素子特性情報は、通信インターフェース32、データ信号用端子T8及びクロック信号用端子T9を介して、半導体モジュール1の外部に配置されている外部装置と記憶装置30とが互いに通信することにより、その外部装置から記憶装置30に書き込まれたデータである。このような素子特性情報の記憶部31への書き込みは、通常、半導体モジュール1が製造された際に、一度実施されればよい。しかし、たとえば、半導体モジュール1が半導体素子10を脱着可能に構成されている場合は、何らかの原因で半導体素子10が破損した際に半導体素子10を交換することが可能である。半導体素子10を交換した際には、交換後の半導体素子10の素子特性情報を、記憶部31に書き込むことにより、新しい半導体素子10の特性にしたがって半導体モジュール1を運用することができる。   The storage device 30 is connected to the data signal terminal T8 and the clock signal terminal T9 of the semiconductor module 1. The element characteristic information of the semiconductor element 10 in the storage unit 31 is transmitted to an external device disposed outside the semiconductor module 1 and the storage device 30 via the communication interface 32, the data signal terminal T8, and the clock signal terminal T9. Are data written to the storage device 30 from the external device by communicating with each other. Such writing of the element characteristic information into the storage unit 31 may be performed only once when the semiconductor module 1 is manufactured. However, for example, when the semiconductor module 1 is configured so that the semiconductor element 10 is detachable, the semiconductor element 10 can be replaced when the semiconductor element 10 is damaged for some reason. When the semiconductor element 10 is exchanged, the semiconductor module 1 can be operated according to the new characteristic of the semiconductor element 10 by writing the element characteristic information of the semiconductor element 10 after the exchange into the storage unit 31.

通信インターフェース32は、前述したように、半導体モジュール1が製造された段階で記憶すべき素子特性情報を取得するために外部装置と通信するとともに、駆動制御部20が有する制御回路22と通信する。通信インターフェース32は、I2C方式の通信インターフェースである。   As described above, the communication interface 32 communicates with an external device to acquire element characteristic information to be stored at the stage when the semiconductor module 1 is manufactured, and communicates with the control circuit 22 included in the drive control unit 20. The communication interface 32 is an I2C communication interface.

通信制御回路41は、通信経路50のうちデータ用通信経路51上に配置されており、データ用通信経路51を介して制御回路22に接続されると共に、データ用通信経路51とは別の制御用の信号経路を介して制御回路22と接続されている。同様に、通信制御回路42は、通信経路50のうちクロック用通信経路52上に配置されており、クロック用通信経路52を介して制御回路22に接続されると共に、クロック用通信経路52とは別の制御用の信号経路を介して制御回路22と接続されている。通信制御回路41,42は、制御用の信号経路を介して制御回路22から入力される通信制御信号Sscに応じて、記憶装置30と制御回路22との間の通信経路50、具体的にはデータ用通信経路51及びクロック用通信経路52を、通信可能状態と通信不可状態との間で切り替える。   The communication control circuit 41 is disposed on the data communication path 51 of the communication path 50, is connected to the control circuit 22 via the data communication path 51, and has a different control from the data communication path 51. Connected to the control circuit 22 via a signal path for communication. Similarly, the communication control circuit 42 is arranged on the clock communication path 52 of the communication path 50, is connected to the control circuit 22 via the clock communication path 52, and is connected to the clock communication path 52. It is connected to the control circuit 22 via another control signal path. The communication control circuits 41 and 42 communicate with the communication path 50 between the storage device 30 and the control circuit 22 according to the communication control signal Ssc input from the control circuit 22 via the control signal path. The data communication path 51 and the clock communication path 52 are switched between a communication enabled state and a communication disabled state.

通信制御信号Sscは電圧信号である。本実施形態では、図2に示したように、所定の電圧(又はそれ以上の電圧)の場合を通信可能状態に対応づけ、所定の電圧未満の場合を通信不可状態に対応づける。ただし、所定の電圧未満の場合を通信可能状態に対応づけ、所定の電圧(又はそれ以上)の場合を通信不可状態に対応づけてもよい。   The communication control signal Ssc is a voltage signal. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a case of a predetermined voltage (or a higher voltage) is associated with a communicable state, and a case of less than the predetermined voltage is associated with a communication disabled state. However, the case where the voltage is lower than the predetermined voltage may be associated with the communication enabled state, and the case where the voltage is the predetermined voltage (or higher) may be associated with the communication disabled state.

通信制御信号Sscが所定の電圧未満の場合、通信制御信号Sscをアサートしていないことに対応する。以下の説明では、断らない限り、通信制御信号Sscが出力又は入力されるとは、所定の電圧(又はそれ以上)の電圧が出力又は入力されることを意味する。   When the communication control signal Ssc is lower than the predetermined voltage, it corresponds to not asserting the communication control signal Ssc. In the following description, output or input of the communication control signal Ssc means output or input of a predetermined voltage (or higher) unless otherwise specified.

通信制御回路41及び通信制御回路42は、制御回路22からの通信制御信号Sscに応じてON/OFFするスイッチング部である。通信制御回路41及び通信制御回路42の例としては、トランスファゲート(トランスミッションゲート)が挙げられる。通信制御回路41及び通信制御回路42は、例えばアナログスイッチICでもよい。本実施形態では断らない限り、通信制御回路41及び通信制御回路42がON状態のときが通信可能状態であり、通信制御回路41及び通信制御回路42がOFF状態のときが通信不可状態である。   The communication control circuit 41 and the communication control circuit 42 are switching units that are turned on / off according to the communication control signal Ssc from the control circuit 22. Examples of the communication control circuit 41 and the communication control circuit 42 include a transfer gate (transmission gate). The communication control circuit 41 and the communication control circuit 42 may be, for example, analog switch ICs. In the present embodiment, unless otherwise specified, the communication is possible when the communication control circuit 41 and the communication control circuit 42 are ON, and the communication is disabled when the communication control circuit 41 and the communication control circuit 42 are OFF.

通信制御回路41は、制御端子41aと、第1端子41b及び第2端子41cを有する。制御端子41aは、制御信号出力端子t1に接続され、第1端子41bは、制御回路22のデータ信号用端子t2に接続され、第2端子41cは、記憶装置30のデータ信号用端子t4に接続されている。制御端子41aに通信制御信号Sscが入力された場合には、第1端子41bと第2端子41cとの間が導通し(ON状態)、制御端子41aに通信制御信号Sscが入力されていない場合には、第1端子41bと第2端子41cとの間は遮断されている(OFF状態)。   The communication control circuit 41 has a control terminal 41a, a first terminal 41b, and a second terminal 41c. The control terminal 41a is connected to the control signal output terminal t1, the first terminal 41b is connected to the data signal terminal t2 of the control circuit 22, and the second terminal 41c is connected to the data signal terminal t4 of the storage device 30. Have been. When the communication control signal Ssc is input to the control terminal 41a, the connection between the first terminal 41b and the second terminal 41c is conducted (ON state), and when the communication control signal Ssc is not input to the control terminal 41a. , The connection between the first terminal 41b and the second terminal 41c is shut off (OFF state).

同様に、通信制御回路42は、制御端子42aと、第1端子42b及び第2端子42cを有する。制御端子42aは、制御信号出力端子t1と接続され、第1端子42bは、制御回路22のクロック信号用端子t3に接続され、第2端子42cは、記憶装置30のクロック信号用端子t5に接続されている。制御端子42aに通信制御信号Sscが入力された場合には、第1端子42bと第2端子42cとの間が導通し(ON状態)、制御端子42aに通信制御信号Sscが入力されていない場合には、第1端子42bと第2端子42cとの間は遮断されている(OFF状態)。   Similarly, the communication control circuit 42 has a control terminal 42a, a first terminal 42b, and a second terminal 42c. The control terminal 42a is connected to the control signal output terminal t1, the first terminal 42b is connected to the clock signal terminal t3 of the control circuit 22, and the second terminal 42c is connected to the clock signal terminal t5 of the storage device 30. Have been. When the communication control signal Ssc is input to the control terminal 42a, conduction between the first terminal 42b and the second terminal 42c is conducted (ON state), and when the communication control signal Ssc is not input to the control terminal 42a. In the example, the connection between the first terminal 42b and the second terminal 42c is shut off (OFF state).

通信制御回路41及び通信制御回路42の第2端子41c及び第2端子42cは、更に、抵抗R1を介して電源電圧端子T3に接続されている。換言すれば、電源電圧端子T3は、抵抗R1を介して、第2端子41c及び第2端子42cとデータ信号用端子t4及びクロック信号用端子t5との間の配線に接続されている。抵抗R1は、プルアップ抵抗として機能し、抵抗R1の値は、例えば1kΩ〜数kΩであり得る。電源電圧端子T3は、抵抗R1を介して、第1端子41b及び第1端子42bとデータ信号用端子t2及びクロック信号用端子t3に接続されていてもよい。   The second terminal 41c and the second terminal 42c of the communication control circuit 41 and the communication control circuit 42 are further connected to the power supply voltage terminal T3 via the resistor R1. In other words, the power supply voltage terminal T3 is connected to the wiring between the second terminal 41c and the second terminal 42c and the data signal terminal t4 and the clock signal terminal t5 via the resistor R1. The resistor R1 functions as a pull-up resistor, and the value of the resistor R1 may be, for example, 1 kΩ to several kΩ. The power supply voltage terminal T3 may be connected to the first terminal 41b and the first terminal 42b, the data signal terminal t2, and the clock signal terminal t3 via the resistor R1.

半導体モジュール1では、制御回路22が制御信号出力端子t1から通信制御信号Sscを出力すると、通信制御回路41の第1端子41b及び第2端子41cの間が導通状態に切り替えられるとともに、通信制御回路42の第1端子42b及び第2端子42cの間が導通状態に切り替えられる。すなわち、データ信号用端子t2とデータ信号用端子t4とが結線されるとともに、クロック信号用端子t3とクロック信号用端子t5とが結線される。その結果、制御回路22と記憶装置30とが互いに通信可能である。一方、制御回路22が制御信号出力端子t1から通信制御信号Sscを出力していない場合、通信制御回路41の第1端子41b及び第2端子41cの間が非導通状態(遮断状態)であるとともに、通信制御回路42の第1端子42b及び第2端子42cの間が非導通状態(遮断状態)である。すなわち、データ用通信経路51及びクロック用通信経路52が遮断されているので、制御回路22と記憶装置30とは互いに通信できない。よって、通信制御回路41及び通信制御回路42により、通信制御信号Sscに応じて、通信経路50を、通信可能状態から通信不可状態に切り替えられる。   In the semiconductor module 1, when the control circuit 22 outputs the communication control signal Ssc from the control signal output terminal t1, the conduction between the first terminal 41b and the second terminal 41c of the communication control circuit 41 is switched, and the communication control circuit The connection between the first terminal 42b and the second terminal 42c is switched to the conductive state. That is, the data signal terminal t2 and the data signal terminal t4 are connected, and the clock signal terminal t3 and the clock signal terminal t5 are connected. As a result, the control circuit 22 and the storage device 30 can communicate with each other. On the other hand, when the control circuit 22 does not output the communication control signal Ssc from the control signal output terminal t1, the connection between the first terminal 41b and the second terminal 41c of the communication control circuit 41 is in a non-conductive state (disconnected state). The state between the first terminal 42b and the second terminal 42c of the communication control circuit 42 is in a non-conductive state (cut-off state). That is, since the data communication path 51 and the clock communication path 52 are shut off, the control circuit 22 and the storage device 30 cannot communicate with each other. Therefore, the communication path 50 is switched from the communication enabled state to the communication disabled state by the communication control circuit 41 and the communication control circuit 42 according to the communication control signal Ssc.

次に、半導体モジュール1の作用効果について説明する。   Next, the operation and effect of the semiconductor module 1 will be described.

半導体素子10を製造する場合、通常、複数の半導体素子10が同じ条件で製造される。同じ条件で製造された各半導体素子10の素子特性は同じであることが期待されるが、製造誤差といった要因で複数の半導体素子10の素子特性にばらつきが生じる。半導体モジュール1では、半導体モジュール1に内蔵されている半導体素子10の素子特性情報を記憶装置30が記憶しており、記憶装置30と制御回路22とが通信可能である。そのため、制御回路22が記憶装置30内の素子特性情報を参照して、半導体素子10の素子特性を有効に利用しながら半導体素子10の制御が可能である。   When manufacturing the semiconductor element 10, a plurality of semiconductor elements 10 are usually manufactured under the same conditions. Although it is expected that the device characteristics of each semiconductor device 10 manufactured under the same conditions are the same, the device characteristics of the plurality of semiconductor devices 10 vary due to factors such as manufacturing errors. In the semiconductor module 1, the storage device 30 stores element characteristic information of the semiconductor element 10 incorporated in the semiconductor module 1, and the storage device 30 and the control circuit 22 can communicate with each other. Therefore, the control circuit 22 can control the semiconductor element 10 while effectively utilizing the element characteristics of the semiconductor element 10 with reference to the element characteristic information in the storage device 30.

半導体モジュール1では、通信経路50上、具体的にはデータ用通信経路51及びクロック用通信経路52上に通信制御回路41及び通信制御回路42を備えることで、半導体素子10及び半導体モジュール1の誤動作を防止可能である。この点について、半導体モジュール1が通信制御回路41及び通信制御回路42を備えない場合と比較して説明する。   In the semiconductor module 1, the communication control circuit 41 and the communication control circuit 42 are provided on the communication path 50, specifically, the data communication path 51 and the clock communication path 52, so that the semiconductor element 10 and the semiconductor module 1 malfunction. Can be prevented. This will be described in comparison with a case where the semiconductor module 1 does not include the communication control circuit 41 and the communication control circuit 42.

半導体モジュール1が通信制御回路41及び通信制御回路42を備えない場合を説明する。一般に、通信線を介して2つのデバイス(本実施形態では、例えば記憶装置30と駆動制御部20の制御回路22)が通信する場合、各デバイスの入力インピーダンスは高いことが知られている。特に、I2Cでは、規格においてオープンドレインインターフェースと規定されていることから、通信する2つのデバイスのそれぞれの受信端と各デバイスの電源電圧(Vcc)との間に高抵抗(例えば、1kΩ〜数kΩ)を配置する。そのため、前述したように、通信線の両端のデバイスにおける入力インピーダンスは高い。   A case where the semiconductor module 1 does not include the communication control circuit 41 and the communication control circuit 42 will be described. Generally, when two devices (for example, the storage device 30 and the control circuit 22 of the drive control unit 20) communicate via a communication line, it is known that the input impedance of each device is high. In particular, in I2C, since the standard specifies an open drain interface, a high resistance (for example, 1 kΩ to several kΩ) is provided between each receiving end of two communicating devices and the power supply voltage (Vcc) of each device. ). Therefore, as described above, the input impedance of the devices at both ends of the communication line is high.

一方、半導体素子10のスイッチング周波数が1000kHz〜1MHz程度まで向上すると、通信のクロック周波数(例えば数百kHz〜1MHz)とスイッチング周波数とが近くなる。更に、半導体素子10のスイッチング周波数が速くなると、大きな放射・伝導ノイズが発生することが知られている。   On the other hand, when the switching frequency of the semiconductor element 10 is improved to about 1000 kHz to 1 MHz, the communication clock frequency (for example, several hundred kHz to 1 MHz) becomes close to the switching frequency. Further, it is known that when the switching frequency of the semiconductor element 10 increases, large radiation / conduction noise occurs.

このように、半導体素子10のスイッチング周波数が、クロック周波数に近づき、且つ、大きな放射・伝導ノイズが発生した状態で、前述したように、通信経路50の両端の入力インピーダンスが高いと、上記放射・伝導ノイズが通信経路50を構成する通信線に重畳される。このように放射・伝導ノイズが通信線に重畳されると、例えば、駆動制御部20(具体的には、制御回路22)が、そのノイズを記憶装置30内の素子特性情報と誤って認識するおそれがある。このように、制御回路22がノイズを素子特性情報であると誤って認識すると、制御回路22が、駆動回路21を介して誤った素子特性に応じて半導体素子10を駆動する。その結果、半導体素子10が誤動作をする、若しくは不適切な動作点で動作することになる。   As described above, if the input impedance at both ends of the communication path 50 is high in the state where the switching frequency of the semiconductor element 10 approaches the clock frequency and large radiation / conduction noise occurs, as described above, The conducted noise is superimposed on the communication line constituting the communication path 50. When the radiation / conduction noise is superimposed on the communication line in this way, for example, the drive control unit 20 (specifically, the control circuit 22) erroneously recognizes the noise as element characteristic information in the storage device 30. There is a risk. As described above, when the control circuit 22 erroneously recognizes noise as element characteristic information, the control circuit 22 drives the semiconductor element 10 via the drive circuit 21 according to the erroneous element characteristic. As a result, the semiconductor element 10 malfunctions or operates at an inappropriate operating point.

これに対して、上記構成の半導体モジュール1は、通信制御回路41及び通信制御回路42を備え、通信制御回路41及び通信制御回路42は、通信制御信号Sscに基づいて、駆動制御部20の制御回路22と記憶装置30との間の通信を制御する。これにより、通信経路50(データ用通信経路51及びクロック用通信経路52)を、通信制御回路41及び通信制御回路42が通信可能状態に設定した場合にのみ、制御回路22は記憶装置30と通信して、記憶装置30内の素子特性情報を参照する。そのため、意図しない信号(ノイズ)を制御回路22が参照することが抑制される。換言すれば、制御回路22は、より確実に、正確な素子特性情報に基づいて半導体素子10を駆動可能である。その結果、半導体素子10の誤動作の防止が図られている。このような観点から、通信制御回路41及び通信制御回路42は、誤動作防止回路でもある。   On the other hand, the semiconductor module 1 having the above-described configuration includes the communication control circuit 41 and the communication control circuit 42. The communication control circuit 41 and the communication control circuit 42 control the drive control unit 20 based on the communication control signal Ssc. The communication between the circuit 22 and the storage device 30 is controlled. Accordingly, the control circuit 22 communicates with the storage device 30 only when the communication control circuit 41 and the communication control circuit 42 set the communication path 50 (the data communication path 51 and the clock communication path 52) to the communicable state. Then, the device characteristic information in the storage device 30 is referred to. Therefore, the control circuit 22 is prevented from referring to an unintended signal (noise). In other words, the control circuit 22 can drive the semiconductor element 10 more reliably based on accurate element characteristic information. As a result, malfunction of the semiconductor element 10 is prevented. From such a viewpoint, the communication control circuit 41 and the communication control circuit 42 are also malfunction prevention circuits.

放射・伝導ノイズの影響の低減を図る観点からは、通信経路50は短い方がよい。そのため、半導体モジュール1において、制御回路22と記憶装置30とが近くに配置されていることが好ましい。通信制御回路41及び通信制御回路42は、制御回路22の近傍に配置されていることが好ましい。   From the viewpoint of reducing the influence of radiation and conduction noise, the shorter the communication path 50 is, the better. Therefore, in the semiconductor module 1, it is preferable that the control circuit 22 and the storage device 30 are arranged close to each other. The communication control circuit 41 and the communication control circuit 42 are preferably arranged near the control circuit 22.

通信経路50の通信不可状態においては、通信制御回路41と記憶装置30との間を接続する通信経路50の第1の部分が、通信制御回路41と制御回路22との間を接続する通信経路50の第2の部分から電気的に遮断されている。即ち、通信制御回路41と制御回路22との間に位置する通信経路50の第2の部分のみが制御回路22のデータ信号用端子t2とクロック信号用端子t3とに電気的に接続されている状態となる。放射・伝導ノイズの影響により、この通信経路50の第2の部分が受ける電圧変動は、第2の部分の信号線の長さが短い程小さくなる。従って、上述のように、通信制御回路41及び通信制御回路42は、制御回路22の近傍に配置されていることが好ましい。ここで「近傍に配置」とは、第2の部分の長さが短くなることにより、放射・伝導ノイズに起因する通信経路50の第2の部分の電圧変動の大きさが、制御回路22により信号情報であると誤認識されない程小さくなるような位置に配置することを意味する。   In the communication disabled state of the communication path 50, the first part of the communication path 50 connecting the communication control circuit 41 and the storage device 30 is connected to the communication path connecting the communication control circuit 41 and the control circuit 22. 50 is electrically isolated from the second part. That is, only the second portion of the communication path 50 located between the communication control circuit 41 and the control circuit 22 is electrically connected to the data signal terminal t2 and the clock signal terminal t3 of the control circuit 22. State. Due to the influence of the radiation and conduction noise, the voltage fluctuation applied to the second portion of the communication path 50 decreases as the length of the signal line of the second portion decreases. Therefore, as described above, the communication control circuit 41 and the communication control circuit 42 are preferably arranged near the control circuit 22. Here, “disposed in the vicinity” means that the magnitude of the voltage fluctuation in the second portion of the communication path 50 due to radiation / conduction noise is reduced by the control circuit 22 because the length of the second portion is reduced. This means that the signal information is arranged at a position that is small enough not to be erroneously recognized as signal information.

半導体モジュール1では、通信に有線を使用しているため、例えば無線通信を利用する場合より、半導体モジュール1の製造コストの低減が図られている。更に、通信経路50へのノイズの影響を低減するために、例えば通信経路50を金属板で囲う必要がない。よって、半導体モジュール1の構成は、半導体モジュール1の軽量化に資する構成である。
(変形例1−1)
図3を参照して、半導体モジュール1の変形例に係る半導体モジュール1Aを説明する。
Since the semiconductor module 1 uses a wire for communication, the manufacturing cost of the semiconductor module 1 is reduced as compared with the case where wireless communication is used, for example. Further, in order to reduce the influence of noise on the communication path 50, for example, it is not necessary to surround the communication path 50 with a metal plate. Therefore, the configuration of the semiconductor module 1 is a configuration that contributes to weight reduction of the semiconductor module 1.
(Modification 1-1)
With reference to FIG. 3, a semiconductor module 1A according to a modification of the semiconductor module 1 will be described.

図3に示したように、データ用通信経路51及びクロック用通信経路52のそれぞれにおいて、通信制御回路41及び通信制御回路42と記憶装置30との間に、絶縁回路43及び絶縁回路44が設けられている。この点で、半導体モジュール1Aの構成は、図1に示した半導体モジュール1の構成と主に相違する。この相違点を中心にして、変形例に係る半導体モジュール1Aを説明する。   As shown in FIG. 3, in each of the data communication path 51 and the clock communication path 52, an insulation circuit 43 and an insulation circuit 44 are provided between the communication control circuits 41 and 42 and the storage device 30. Have been. In this point, the configuration of the semiconductor module 1A mainly differs from the configuration of the semiconductor module 1 shown in FIG. The semiconductor module 1A according to the modified example will be described focusing on this difference.

絶縁回路43及び絶縁回路44は、絶縁キャパシタを含み、記憶装置30と制御回路22とを絶縁する。絶縁回路43及び絶縁回路44は、記憶装置30からの信号を制御回路22側に伝達可能であるとともに、制御回路22からの信号を記憶装置30に伝達可能に構成されている。よって、絶縁回路43及び絶縁回路44は双方向アイソレータとして機能する。絶縁回路43及び絶縁回路44としては、例えば絶縁キャパシタであってもよいし、絶縁キャパシタを含む集積回路、例えばTexasInstrument社のISO1540,ISO1541等のICであり得る。   The insulating circuit 43 and the insulating circuit 44 include an insulating capacitor, and insulate the storage device 30 and the control circuit 22 from each other. The insulating circuit 43 and the insulating circuit 44 are configured to be able to transmit a signal from the storage device 30 to the control circuit 22 and to be able to transmit a signal from the control circuit 22 to the storage device 30. Therefore, the insulating circuits 43 and 44 function as a bidirectional isolator. The insulating circuit 43 and the insulating circuit 44 may be, for example, an insulating capacitor, or may be an integrated circuit including the insulating capacitor, for example, an IC such as ISO1540 or ISO1541 manufactured by Texas Instrument.

絶縁回路43の一端(記憶装置30側の端)は、記憶装置30のデータ信号用端子t4に接続され、他端(通信制御回路41側の端)は、通信制御回路41の第2端子41cに接続されている。同様に、絶縁回路44の一端は、記憶装置30のクロック信号用端子t5に接続され、他端は、通信制御回路42の第2端子42cに接続されている。   One end (the end on the side of the storage device 30) of the insulating circuit 43 is connected to the data signal terminal t4 of the storage device 30, and the other end (the end on the side of the communication control circuit 41) is connected to the second terminal 41c of the communication control circuit 41. It is connected to the. Similarly, one end of the insulating circuit 44 is connected to the clock signal terminal t5 of the storage device 30, and the other end is connected to the second terminal 42c of the communication control circuit 42.

絶縁回路43及び絶縁回路44を備える形態では、記憶装置30のデータ信号用端子t4及び絶縁回路43の一端は抵抗R2を介して電源電圧端子T5に接続されており、クロック信号用端子t5及び絶縁回路44の一端は、抵抗R2を介して電源電圧端子T5に接続されている。換言すれば、データ信号用端子t4及び絶縁回路43の一端を接続する配線と、クロック信号用端子t5及び絶縁回路44の一端とを接続する配線のそれぞれに、電源電圧端子T5が抵抗R2を介して接続されている。抵抗R2もプルアップ抵抗として機能し、その値の例は抵抗R1の場合と同様である。   In a mode including the insulating circuit 43 and the insulating circuit 44, the data signal terminal t4 of the storage device 30 and one end of the insulating circuit 43 are connected to the power supply voltage terminal T5 via the resistor R2, and the clock signal terminal t5 and the insulating One end of the circuit 44 is connected to the power supply voltage terminal T5 via the resistor R2. In other words, the power supply voltage terminal T5 is connected to the wiring connecting the data signal terminal t4 and one end of the insulating circuit 43 and the wiring connecting the clock signal terminal t5 and one end of the insulating circuit 44 via the resistor R2. Connected. The resistor R2 also functions as a pull-up resistor, and an example of the value is the same as that of the resistor R1.

本変形例では、絶縁回路43の他端(通信制御回路41側の端)及び通信制御回路41の第2端子41cと、絶縁回路44の他端(通信制御回路42側の端)及び通信制御回路42の第2端子42cとが、抵抗R1を介して電源電圧端子T3に接続されている。   In this modification, the other end of the insulating circuit 43 (the end on the side of the communication control circuit 41) and the second terminal 41c of the communication control circuit 41, the other end of the insulating circuit 44 (the end on the side of the communication control circuit 42) and the communication control The second terminal 42c of the circuit 42 is connected to the power supply voltage terminal T3 via the resistor R1.

絶縁回路43及び絶縁回路44が双方向に信号を伝達可能であることから、半導体モジュール1Aでは、通信制御回路41及び通信制御回路42によって、半導体モジュール1の場合と同様に、制御回路22と記憶装置30との通信を制御可能である。したがって、本変形例は、図1に示した形態の半導体モジュール1と少なくとも同様の作用効果を有する。   Since the insulating circuit 43 and the insulating circuit 44 can transmit signals in both directions, in the semiconductor module 1A, the communication control circuit 41 and the communication control circuit 42 store the data in the control circuit 22 in the same manner as in the semiconductor module 1. Communication with the device 30 can be controlled. Therefore, the present modification has at least the same functions and effects as those of the semiconductor module 1 of the embodiment shown in FIG.

半導体モジュール1Aでは、絶縁回路43及び絶縁回路44によって、記憶装置30と制御回路22との間の絶縁が図られている。そのため、駆動回路21及び制御回路22用のグランドとなる基準電位とは異なる基準電位を記憶装置30に基準電位端子T6から印加できる。換言すれば、基準電位端子T4及び基準電位端子T6にそれぞれ異なる電位を印加可能である。この場合、半導体モジュール1Aが汎用性を有し、例えばインバータ回路といった電力変換装置が有する上アーム側に好適に適用できる。
(第2実施形態)
図4は、第2実施形態に係る半導体モジュールの概念図である。図4に示した半導体モジュール1Bは、温度センサ60を有する点、及び、フォトカプラ部45とフォトカプラ部46とを更に有する点で、図3に示した半導体モジュール1Aの構成と主に相違する。
この相違点を中心にして半導体モジュール1Bについて説明する。
In the semiconductor module 1A, the insulation between the storage device 30 and the control circuit 22 is achieved by the insulation circuits 43 and 44. Therefore, a reference potential different from the reference potential serving as the ground for the drive circuit 21 and the control circuit 22 can be applied to the storage device 30 from the reference potential terminal T6. In other words, different potentials can be applied to the reference potential terminal T4 and the reference potential terminal T6, respectively. In this case, the semiconductor module 1A has versatility, and can be suitably applied to the upper arm side of a power conversion device such as an inverter circuit.
(2nd Embodiment)
FIG. 4 is a conceptual diagram of a semiconductor module according to the second embodiment. The semiconductor module 1B illustrated in FIG. 4 mainly differs from the configuration of the semiconductor module 1A illustrated in FIG. 3 in that the semiconductor module 1B includes a temperature sensor 60 and further includes a photocoupler unit 45 and a photocoupler unit 46. .
The semiconductor module 1B will be described focusing on this difference.

温度センサ60は、電源電圧端子T3及び基準電位端子T4に接続されている。温度センサ60は、半導体素子10近傍に配置され、半導体素子10近傍の温度を検出する。温度センサ60は、半導体モジュール1Bが有する検出結果出力端子T10に接続されているとともに、制御回路22に接続されている。   The temperature sensor 60 is connected to the power supply voltage terminal T3 and the reference potential terminal T4. The temperature sensor 60 is disposed near the semiconductor element 10 and detects a temperature near the semiconductor element 10. The temperature sensor 60 is connected to the detection result output terminal T10 of the semiconductor module 1B and to the control circuit 22.

検出結果出力端子T10は、半導体モジュール1Aの外部に配置された外部監視装置70に接続されている。通常、外部監視装置70の基準電位と、温度センサ60の基準電位とは異なるため、検出結果出力端子T10と外部監視装置70との間には、電圧変換を伴う絶縁回路が設けられ得る。   The detection result output terminal T10 is connected to an external monitoring device 70 arranged outside the semiconductor module 1A. Normally, since the reference potential of the external monitoring device 70 is different from the reference potential of the temperature sensor 60, an insulation circuit that involves voltage conversion may be provided between the detection result output terminal T10 and the external monitoring device 70.

外部監視装置70は、CPU及び記憶部を有するマイクロコントローラ又は特定用途向け集積回路(ASIC:Application Specific Integrated Circuit)である。外部監視装置70が有する記憶部には、半導体素子10の素子特性情報(第2実施形態の場合は、温度特性情報)が記憶されている。外部監視装置70は、温度センサ60から出力された検出結果と、半導体素子10の素子特性情報とを比較して、半導体素子10近傍の温度に応じて、半導体素子10の駆動条件を変更する必要性の有無を判定する。このような判定は、外部監視装置70が有するCPUが行い得る。第2実施形態では、外部監視装置70は、定常的に制御信号を出力しており、「変更要」と外部監視装置70が判定した場合には、制御信号の出力を停止する。換言すれば、外部監視装置70から定常的に出力される制御信号がHigh信号である場合、外部監視装置70は、「変更要」の場合には、Low信号を出力する。制御信号が出力されている場合、半導体素子10の駆動条件は変更されないため、外部監視装置70が出力する信号は、半導体素子10の駆動条件を維持する維持信号又は基準信号である。   The external monitoring device 70 is a microcontroller having a CPU and a storage unit, or an application specific integrated circuit (ASIC). The storage unit of the external monitoring device 70 stores element characteristic information of the semiconductor element 10 (temperature characteristic information in the case of the second embodiment). The external monitoring device 70 needs to compare the detection result output from the temperature sensor 60 with the element characteristic information of the semiconductor element 10 and change the driving condition of the semiconductor element 10 according to the temperature near the semiconductor element 10. Determine the presence or absence of sex. Such a determination can be made by the CPU of the external monitoring device 70. In the second embodiment, the external monitoring device 70 constantly outputs a control signal, and stops outputting the control signal when the external monitoring device 70 determines that “change is necessary”. In other words, when the control signal constantly output from the external monitoring device 70 is a High signal, the external monitoring device 70 outputs a Low signal when “change is necessary”. When the control signal is output, the driving condition of the semiconductor element 10 is not changed, so that the signal output from the external monitoring device 70 is a maintenance signal or a reference signal that maintains the driving condition of the semiconductor element 10.

外部監視装置70は、半導体モジュール1Bが有する制御信号用端子T11に接続されており、外部監視装置70が出力した制御信号は、制御信号用端子T11に入力される。   The external monitoring device 70 is connected to the control signal terminal T11 of the semiconductor module 1B, and the control signal output by the external monitoring device 70 is input to the control signal terminal T11.

フォトカプラ部45は、制御信号用端子T11と、通信制御回路41との間に設けられており、フォトカプラ部46は、制御信号用端子T11と、通信制御回路42との間に設けられている。第2実施形態において、断らない限り、フォトカプラ部45及びフォトカプラ部46は、制御信号用端子T11に入力される信号に応じて、通信制御信号Sscを生成する信号生成部である。したがって、半導体モジュール1Bが有する制御回路22は、通信制御信号Sscを生成する機能を有さない。そのため、制御回路22は、データ信号用端子t2とクロック信号用端子t3とを有していればよい。   The photocoupler unit 45 is provided between the control signal terminal T11 and the communication control circuit 41. The photocoupler unit 46 is provided between the control signal terminal T11 and the communication control circuit 42. I have. In the second embodiment, unless otherwise specified, the photocoupler unit 45 and the photocoupler unit 46 are signal generation units that generate a communication control signal Ssc in accordance with a signal input to the control signal terminal T11. Therefore, the control circuit 22 included in the semiconductor module 1B does not have a function of generating the communication control signal Ssc. Therefore, the control circuit 22 only needs to have the data signal terminal t2 and the clock signal terminal t3.

図5は、通信制御回路41とフォトカプラ部45との接続関係及び通信制御回路42とフォトカプラ部46との接続関係を示す模式図である。図5に示した例は、外部監視装置70に、電源電圧端子T3と基準電位端子T4間の電圧と同じ電圧が印加されている場合を想定した構成である。   FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a connection relationship between the communication control circuit 41 and the photocoupler unit 45 and a connection relationship between the communication control circuit 42 and the photocoupler unit 46. The example shown in FIG. 5 is a configuration assuming that the same voltage as the voltage between the power supply voltage terminal T3 and the reference potential terminal T4 is applied to the external monitoring device 70.

フォトカプラ部45は、発光ダイオード45Aと、フォトダイオード45Bとを有する。同様に、フォトカプラ部46は、発光ダイオード46Aと、フォトダイオード46Bとを有する。   The photo coupler unit 45 has a light emitting diode 45A and a photodiode 45B. Similarly, the photocoupler unit 46 has a light emitting diode 46A and a photodiode 46B.

発光ダイオード45Aは、フォトカプラ部45の発光素子として機能する。発光ダイオード45Aのアノードは、制御信号用端子T11に接続されている。発光ダイオード45Aのカソードは、基準電位端子T6に抵抗R3を介して接続されている。抵抗R3の値の例は、10kΩである。   The light emitting diode 45A functions as a light emitting element of the photocoupler unit 45. The anode of the light emitting diode 45A is connected to the control signal terminal T11. The cathode of the light emitting diode 45A is connected to the reference potential terminal T6 via the resistor R3. An example of the value of the resistor R3 is 10 kΩ.

フォトダイオード45Bは、フォトカプラ部45の受光素子として機能する。フォトダイオード45Bのアノードは、基準電位端子T4に接続されており、フォトダイオード45Bのカソードは、電源電圧端子T3に抵抗R4を介して接続されている。抵抗R4の値の例は、抵抗R1の場合と同様であり得る。フォトダイオード45Bのカソードは、通信制御回路41の制御端子41aにも接続されている。換言すれば、制御端子41aは、フォトダイオード45Bのカソードと抵抗R4との間の配線に接続されている。   The photodiode 45B functions as a light receiving element of the photocoupler unit 45. The anode of the photodiode 45B is connected to the reference potential terminal T4, and the cathode of the photodiode 45B is connected to the power supply voltage terminal T3 via the resistor R4. An example of the value of the resistor R4 may be similar to that of the resistor R1. The cathode of the photodiode 45B is also connected to the control terminal 41a of the communication control circuit 41. In other words, the control terminal 41a is connected to a wiring between the cathode of the photodiode 45B and the resistor R4.

発光ダイオード46Aは、フォトカプラ部46の発光素子として機能する。発光ダイオード46Aのアノードは、制御信号用端子T11に接続されている。発光ダイオード46Aのカソードは、基準電位端子T6に抵抗R3を介して接続されている。   The light emitting diode 46A functions as a light emitting element of the photocoupler unit 46. The anode of the light emitting diode 46A is connected to the control signal terminal T11. The cathode of the light emitting diode 46A is connected to the reference potential terminal T6 via the resistor R3.

フォトダイオード46Bは、フォトカプラ部46の受光素子として機能する。フォトダイオード46Bのアノードは、基準電位端子T4に接続されており、フォトダイオード46Bのカソードは、電源電圧端子T3に抵抗R4を介して接続されている。フォトダイオード46Bのカソードは、通信制御回路42の制御端子42aにも接続されている。換言すれば、制御端子42aは、フォトダイオード46Bのカソードと抵抗R4との間の配線に接続されている。   The photodiode 46B functions as a light receiving element of the photocoupler unit 46. The anode of the photodiode 46B is connected to the reference potential terminal T4, and the cathode of the photodiode 46B is connected to the power supply voltage terminal T3 via the resistor R4. The cathode of the photodiode 46B is also connected to a control terminal 42a of the communication control circuit 42. In other words, the control terminal 42a is connected to a wiring between the cathode of the photodiode 46B and the resistor R4.

フォトカプラ部45及びフォトカプラ部46の構成では、制御信号用端子T11に外部監視装置70からの制御信号が入力されていない場合、発光ダイオード45A及び発光ダイオード46Aが発光しないので、フォトダイオード46B及びフォトダイオード46Bは非導通状態である。その結果、通信制御回路41及び通信制御回路42には、電源電圧端子T3に応じた電圧が入力される。換言すれば、フォトカプラ部45及びフォトカプラ部46から通信制御回路41の制御端子41a及び通信制御回路42の制御端子42aに通信制御信号Sscが入力される。   In the configuration of the photocoupler unit 45 and the photocoupler unit 46, when the control signal from the external monitoring device 70 is not input to the control signal terminal T11, the light emitting diode 45A and the light emitting diode 46A do not emit light. The photodiode 46B is off. As a result, a voltage corresponding to the power supply voltage terminal T3 is input to the communication control circuit 41 and the communication control circuit 42. In other words, the communication control signal Ssc is input from the photocoupler unit 45 and the photocoupler unit 46 to the control terminal 41a of the communication control circuit 41 and the control terminal 42a of the communication control circuit 42.

逆に、制御信号用端子T11に外部監視装置70からの制御信号が入力されている場合、発光ダイオード45A及び発光ダイオード46Aが発光するので、フォトダイオード46B及びフォトダイオード46Bは導通状態となり、通信制御回路41及び通信制御回路42には、電圧が入力されない。換言すれば、フォトカプラ部45及びフォトカプラ部46から通信制御回路41の制御端子41a及び通信制御回路42の制御端子42aに通信制御信号Sscは出力されない。   Conversely, when a control signal from the external monitoring device 70 is input to the control signal terminal T11, the light emitting diode 45A and the light emitting diode 46A emit light, so that the photodiode 46B and the photodiode 46B become conductive, and the communication control is performed. No voltage is input to the circuit 41 and the communication control circuit 42. In other words, the communication control signal Ssc is not output from the photocoupler units 45 and 46 to the control terminal 41a of the communication control circuit 41 and the control terminal 42a of the communication control circuit 42.

半導体モジュール1Bでは、温度センサの検出結果が外部監視装置70に入力されると、外部監視装置70は入力された温度センサの検出結果に応じて、制御信号の出力の有無を判断する。   In the semiconductor module 1B, when the detection result of the temperature sensor is input to the external monitoring device 70, the external monitoring device 70 determines whether a control signal is output according to the input detection result of the temperature sensor.

外部監視装置70が制御信号を出力している場合、フォトカプラ部45及びフォトカプラ部46は、通信制御信号Sscを通信制御回路41及び通信制御回路42に出力しない。この場合、通信制御回路41及び通信制御回路42はOFF状態、すなわち、記憶装置30と制御回路22とが通信不可状態である。   When the external monitoring device 70 outputs a control signal, the photocoupler unit 45 and the photocoupler unit 46 do not output the communication control signal Ssc to the communication control circuit 41 and the communication control circuit 42. In this case, the communication control circuit 41 and the communication control circuit 42 are in the OFF state, that is, the storage device 30 and the control circuit 22 are in the communication disabled state.

一方、外部監視装置70が制御信号の出力を停止した場合、フォトカプラ部45及びフォトカプラ部46は、通信制御信号Sscを通信制御回路41及び通信制御回路42に出力する。この場合、通信制御回路41及び通信制御回路42はON状態、すなわち、記憶装置30と制御回路22とが通信可能状態になる。   On the other hand, when the external monitoring device 70 stops outputting the control signal, the photocoupler unit 45 and the photocoupler unit 46 output the communication control signal Ssc to the communication control circuit 41 and the communication control circuit 42. In this case, the communication control circuit 41 and the communication control circuit 42 are in the ON state, that is, the storage device 30 and the control circuit 22 are in a communicable state.

このように、半導体モジュール1Bでは、外部監視装置70からの制御信号の状態に応じて、フォトカプラ部45及びフォトカプラ部46が、通信制御信号Sscを生成する。その通信制御信号Sscに応じて通信制御回路41及び通信制御回路42によるデータ用通信経路51及びクロック用通信経路52の通信可能状態及び通信不可状態が制御される。そのため、半導体モジュール1Bは、半導体モジュール1Aと少なくとも同様の作用効果を有する。   As described above, in the semiconductor module 1B, the photocoupler unit 45 and the photocoupler unit 46 generate the communication control signal Ssc according to the state of the control signal from the external monitoring device 70. According to the communication control signal Ssc, the communication control circuit 41 and the communication control circuit 42 control the communication enabled state and the communication disabled state of the data communication path 51 and the clock communication path 52. Therefore, the semiconductor module 1B has at least the same functions and effects as the semiconductor module 1A.

半導体モジュール1Bでは、温度センサ60の検出結果に応じて、半導体素子10の駆動条件の変更要の場合のみ、制御回路22が記憶装置30内の素子特性情報を参照する。このように、制御回路22が記憶装置30内の素子特性情報を参照することで、温度センサ60から制御回路22に入力される半導体素子10近傍の温度に応じた駆動条件で駆動回路21を制御できる。これにより、半導体素子10をその周囲の温度に最適な条件で駆動できるので、半導体素子10の誤動作を防止可能であるとともに、半導体素子10の性能を有効に活用できる。   In the semiconductor module 1B, the control circuit 22 refers to the element characteristic information in the storage device 30 only when the driving condition of the semiconductor element 10 needs to be changed according to the detection result of the temperature sensor 60. As described above, the control circuit 22 refers to the element characteristic information in the storage device 30 to control the drive circuit 21 under the drive conditions corresponding to the temperature near the semiconductor element 10 input from the temperature sensor 60 to the control circuit 22. it can. Thus, the semiconductor element 10 can be driven under conditions that are optimal for the surrounding temperature, so that malfunction of the semiconductor element 10 can be prevented and the performance of the semiconductor element 10 can be effectively utilized.

半導体モジュール1Bでは、外部監視装置70からの制御信号は、フォトカプラ部45及びフォトカプラ部46に入力される。フォトカプラ部45及びフォトカプラ部46は、入力された制御信号に応じて通信制御信号Sscを生成し、通信制御回路41及び通信制御回路42に入力する。そのため、外部監視装置70の基準電位と、制御回路22の基準電位とが異なっていても、通信制御信号Sscを通信制御回路41及び通信制御回路42に適切に入力可能である。   In the semiconductor module 1B, a control signal from the external monitoring device 70 is input to the photocoupler unit 45 and the photocoupler unit 46. The photo coupler unit 45 and the photo coupler unit 46 generate a communication control signal Ssc according to the input control signal, and input the communication control signal Ssc to the communication control circuit 41 and the communication control circuit 42. Therefore, even if the reference potential of the external monitoring device 70 is different from the reference potential of the control circuit 22, the communication control signal Ssc can be appropriately input to the communication control circuits 41 and 42.

制御信号用端子T11を介して、半導体モジュール1Bの外部からの制御信号に応じてフォトカプラ部45及びフォトカプラ部46が生成した通信制御信号Sscを通信制御回路41及び通信制御回路42に入力する形態では、制御信号用端子T11の近傍に、通信制御回路41、通信制御回路42及び制御回路22が配置されていてもよい。   Via the control signal terminal T11, the communication control signal Ssc generated by the photocoupler unit 45 and the photocoupler unit 46 in response to a control signal from outside the semiconductor module 1B is input to the communication control circuit 41 and the communication control circuit 42. In the embodiment, the communication control circuit 41, the communication control circuit 42, and the control circuit 22 may be arranged near the control signal terminal T11.

半導体モジュール1Bは、例えば、電力変換回路において、下アームに用いられてもよいし、上アームに用いられてもよい。
(変形例2−1)
第2実施形態では、フォトカプラ部45及びフォトカプラ部46それぞれが信号生成部である形態を説明した。しかしながら、各信号生成部は、フォトカプラ部45及びフォトカプラ部46とともに、信号反転回路を含んでもよい。説明の便宜のため、フォトカプラ部45と信号反転回路とを含む信号生成部を第1信号生成部と称し、フォトカプラ部46と信号反転回路とを含む信号生成部を第2信号生成部と称す。
The semiconductor module 1B may be used for, for example, a lower arm or an upper arm in a power conversion circuit.
(Modification 2-1)
In the second embodiment, the mode in which each of the photocoupler unit 45 and the photocoupler unit 46 is a signal generation unit has been described. However, each signal generation unit may include a signal inversion circuit together with the photocoupler unit 45 and the photocoupler unit 46. For convenience of description, a signal generation unit including the photocoupler unit 45 and the signal inversion circuit is referred to as a first signal generation unit, and a signal generation unit including the photocoupler unit 46 and the signal inversion circuit is referred to as a second signal generation unit. Call it.

第1信号生成部が有する信号反転回路は、フォトダイオード45Bのカソードと通信制御回路41の制御端子41aとの間に設けられており、フォトダイオード45Bのカソードの電圧状態を反転して制御端子41aに入力する。同様に、第2信号生成部が有する信号反転回路は、フォトダイオード46Bのカソードと通信制御回路42の制御端子42aとの間に設けられており、フォトダイオード46Bのカソードの電圧状態を反転して制御端子42aに入力する。したがって、第1及び第2信号生成部は、制御信号用端子T11に入力される制御信号の電圧状態と同じ電圧状態の通信制御信号Sscを生成し、通信制御回路41及び通信制御回路42に入力する。よって、変形例2−1では、外部監視装置70は、半導体素子10の駆動条件の「変更要」と判断した場合に、制御信号を出力し、「変更不要」と判断した場合には、制御信号を出力しない。
(変形例2−2)
半導体モジュール1Bが有するフォトカプラ部45及びフォトカプラ部46が有する受光素子はフォトダイオードに限定されず、例えばフォトトランジスタでもよい。通信制御信号Sscの生成に、温度センサ60の検出結果を用いなくてもよい。
The signal inversion circuit included in the first signal generation unit is provided between the cathode of the photodiode 45B and the control terminal 41a of the communication control circuit 41, and inverts the voltage state of the cathode of the photodiode 45B to control the terminal 41a. To enter. Similarly, the signal inversion circuit of the second signal generation unit is provided between the cathode of the photodiode 46B and the control terminal 42a of the communication control circuit 42, and inverts the voltage state of the cathode of the photodiode 46B. Input to the control terminal 42a. Therefore, the first and second signal generation units generate the communication control signal Ssc having the same voltage state as the voltage state of the control signal input to the control signal terminal T11, and input the communication control signal Ssc to the communication control circuit 41 and the communication control circuit 42. I do. Therefore, in the modified example 2-1, the external monitoring device 70 outputs a control signal when it is determined that “change of the driving condition of the semiconductor element 10 is necessary”, and when it determines that “change is unnecessary”, Does not output a signal.
(Modification 2-2)
The light receiving element included in the photocoupler unit 45 and the photocoupler unit 46 included in the semiconductor module 1B is not limited to a photodiode, and may be, for example, a phototransistor. The detection result of the temperature sensor 60 may not be used for generating the communication control signal Ssc.

本開示によれば、半導体素子の誤動作を抑制可能な半導体モジュールを提供可能である。   According to the present disclosure, it is possible to provide a semiconductor module capable of suppressing a malfunction of a semiconductor element.

以上、本開示の技術の実施形態及びその変形例について説明したが、本発明は、これまで説明した種々の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。   As described above, the embodiments of the technology of the present disclosure and the modifications thereof have been described. However, the present invention is not limited to the various embodiments described so far, and various changes may be made without departing from the spirit of the present invention. It is possible.

例えば、第1実施形態においても、制御回路22が有する制御信号出力端子t1と、通信制御回路41及び通信制御回路42との間に、信号生成部として機能するフォトカプラ部45及びフォトカプラ部46が設けられていてもよい。この場合、フォトカプラ部45及びフォトカプラ部46が有する発光ダイオード45A及び発光ダイオード46Aのアノードを制御信号出力端子t1に接続し、発光ダイオード45A及び発光ダイオード46Aのカソードを基準電位端子T4に接続すればよい。なお、フォトダイオード45Bと、電源電圧端子T3、基準電位端子T4及び通信制御回路41との接続関係、並びに、フォトダイオード46Bと、電源電圧端子T3、基準電位端子T4及び通信制御回路42との接続関係は、第2実施形態と同様である。この形態では、制御回路22は、第2実施形態で説明した外部監視装置70が制御信号を出力する条件と同じ条件で制御信号を制御信号出力端子t1から出力すればよい。すなわち、制御回路22が記憶装置30と通信しない場合には、制御信号を出力しておき、制御回路22が記憶装置30と通信する場合に制御信号の出力を停止すればよい。   For example, also in the first embodiment, between the control signal output terminal t1 of the control circuit 22 and the communication control circuits 41 and 42, the photocoupler units 45 and 46 functioning as signal generation units are provided. May be provided. In this case, the light emitting diode 45A and the anode of the light emitting diode 46A included in the photocoupler unit 45 and the photocoupler unit 46 are connected to the control signal output terminal t1, and the cathodes of the light emitting diode 45A and the light emitting diode 46A are connected to the reference potential terminal T4. I just need. The connection relationship between the photodiode 45B and the power supply voltage terminal T3, the reference potential terminal T4, and the communication control circuit 41, and the connection between the photodiode 46B and the power supply voltage terminal T3, the reference potential terminal T4, and the communication control circuit 42. The relationship is the same as in the second embodiment. In this embodiment, the control circuit 22 may output the control signal from the control signal output terminal t1 under the same conditions as the conditions under which the external monitoring device 70 outputs the control signal described in the second embodiment. That is, when the control circuit 22 does not communicate with the storage device 30, a control signal may be output, and when the control circuit 22 communicates with the storage device 30, the output of the control signal may be stopped.

第1実施形態において、制御回路22が有する制御信号出力端子t1と、通信制御回路41及び通信制御回路42との間に、第2実施形態の変形例2−1で説明した第1信号生成部及び第2信号生成部が設けられてもよい。この場合、フォトカプラ部45及びフォトカプラ部46が有する発光ダイオード45A及び発光ダイオード46Aのアノードを制御信号出力端子t1に接続し、発光ダイオード45A及び発光ダイオード46Aのカソードを基準電位端子T4に接続すればよい。なお、フォトダイオード45Bと、電源電圧端子T3、基準電位端子T4及び通信制御回路41との接続関係、並びに、フォトダイオード46Bと、電源電圧端子T3、基準電位端子T4及び通信制御回路42との接続関係は、第2実施形態と同様である。この形態では、制御回路22は、第1実施形態で説明した通信制御信号Sscと同様の電圧状態の信号を制御信号出力端子t1から出力すればよい。   In the first embodiment, between the control signal output terminal t1 of the control circuit 22 and the communication control circuit 41 and the communication control circuit 42, the first signal generation unit described in the modified example 2-1 of the second embodiment. And a second signal generator may be provided. In this case, the light emitting diode 45A and the anode of the light emitting diode 46A included in the photocoupler unit 45 and the photocoupler unit 46 are connected to the control signal output terminal t1, and the cathodes of the light emitting diode 45A and the light emitting diode 46A are connected to the reference potential terminal T4. I just need. The connection relationship between the photodiode 45B and the power supply voltage terminal T3, the reference potential terminal T4, and the communication control circuit 41, and the connection between the photodiode 46B and the power supply voltage terminal T3, the reference potential terminal T4, and the communication control circuit 42. The relationship is the same as in the second embodiment. In this embodiment, the control circuit 22 may output a signal having the same voltage state as the communication control signal Ssc described in the first embodiment from the control signal output terminal t1.

半導体モジュールは、複数の半導体素子と、複数の半導体素子のそれぞれに対した複数の駆動回路とを有し、記憶装置は、各半導体素子の素子特性情報を記憶しておいてもよい。この場合、例えば、駆動制御部は、複数の駆動回路に対して一つの制御回路を有してもよいし、複数の駆動回路にそれぞれ対応した複数の制御回路を有してもよい。駆動制御部が、複数の駆動回路に対して一つの制御回路を有する場合には、複数の駆動回路はそれぞれ通信インターフェースを有し、制御回路と通信することで、制御回路は、各駆動回路を制御し得る。   The semiconductor module has a plurality of semiconductor elements and a plurality of drive circuits for each of the plurality of semiconductor elements, and the storage device may store element characteristic information of each semiconductor element. In this case, for example, the drive control unit may have one control circuit for a plurality of drive circuits, or may have a plurality of control circuits respectively corresponding to the plurality of drive circuits. When the drive control unit has one control circuit for a plurality of drive circuits, the plurality of drive circuits each have a communication interface and communicate with the control circuit, so that the control circuit controls each drive circuit. You can control.

半導体モジュールが有する半導体スイッチング素子としての半導体素子は、MOSFET以外のトランジスタであってもよく、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT:Insulated Gate Bipolar Transistor)でもよい。   The semiconductor element as a semiconductor switching element included in the semiconductor module may be a transistor other than a MOSFET, and may be, for example, an insulated gate bipolar transistor (IGBT).

記憶装置及び制御回路が有する通信インターフェースは、I2C方式に限定されない。更に、記憶装置及び制御回路とは、例えば三線式通信インターフェースを有してもよい。通信経路は、半導体モジュールが採用している通信インターフェースに応じた構成でよい。   The communication interface included in the storage device and the control circuit is not limited to the I2C method. Further, the storage device and the control circuit may have, for example, a three-wire communication interface. The communication path may be configured according to the communication interface employed by the semiconductor module.

図1及び図3に示したように、制御回路から通信制御信号を出力する構成は、例えば、通信インターフェース部分を、内部で生成する信号を元に、High−Zに設定したり、CMOS入力インターフェースに変えることでも実現できる。   As shown in FIGS. 1 and 3, the configuration for outputting the communication control signal from the control circuit includes, for example, setting the communication interface portion to High-Z on the basis of a signal generated internally, or a CMOS input interface. It can also be realized by changing to

これまでの説明では、通信制御回路は、スイッチング部として説明したが、通信制御回路は、スイッチング部を有していれば、他の要素を含んでいてもよい。   In the above description, the communication control circuit is described as a switching unit, but the communication control circuit may include other elements as long as the communication control circuit has a switching unit.

1,1A,1B…半導体モジュール、10…半導体素子、20…駆動制御部、21…駆動回路、22…制御回路、22A…制御部(信号生成部)、30…記憶装置、41,42…通信制御回路(スイッチング部)、45,46…フォトカプラ部(信号生成部)、50…通信経路、51…データ用通信経路、52…クロック用通信経路。 1, 1A, 1B: semiconductor module, 10: semiconductor element, 20: drive control unit, 21: drive circuit, 22: control circuit, 22A: control unit (signal generation unit), 30: storage device, 41, 42: communication Control circuit (switching section), 45, 46 photocoupler section (signal generation section), 50 communication path, 51 communication path for data, 52 communication path for clock.

Claims (7)

半導体素子と、
前記半導体素子を駆動する駆動制御部と、
前記駆動制御部と通信可能であり、前記半導体素子の素子情報を記録する記憶装置と、
前記記憶装置と前記駆動制御部との間の通信経路上に設けられており、通信制御信号に応じて、前記通信経路を通信可能状態及び通信不可状態に切り替える通信制御回路と、
を含む、半導体モジュール。
A semiconductor element;
A drive control unit that drives the semiconductor element;
A storage device that can communicate with the drive control unit and records element information of the semiconductor element;
A communication control circuit that is provided on a communication path between the storage device and the drive control unit, and switches the communication path to a communicable state and a communicable state according to a communication control signal,
And a semiconductor module.
前記通信制御回路は、前記通信制御信号に応じて、前記通信経路を通信可能状態及び通信不可状態に切り替えるスイッチング部を有する、
請求項1に記載の半導体モジュール。
The communication control circuit has a switching unit that switches the communication path to a communication enabled state and a communication disabled state according to the communication control signal.
The semiconductor module according to claim 1.
前記通信経路上に設けられており、前記記憶装置と前記駆動制御部とを互いに絶縁するとともに、前記記憶装置と前記駆動制御部との間で双方向に信号を伝達可能な絶縁回路を更に有する、
請求項1又は請求項2に記載の半導体モジュール。
An insulation circuit is provided on the communication path, insulates the storage device and the drive control unit from each other, and further can transmit signals bidirectionally between the storage device and the drive control unit. ,
The semiconductor module according to claim 1.
前記駆動制御部は、前記通信制御信号を生成する信号生成部を有し、前記通信制御信号は、前記駆動制御部から前記通信制御回路に入力される、
請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の半導体モジュール。
The drive control unit has a signal generation unit that generates the communication control signal, the communication control signal is input from the drive control unit to the communication control circuit,
The semiconductor module according to claim 1.
フォトカプラ部を含み、前記通信制御信号を生成する信号生成部を有する、
請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の半導体モジュール。
Including a photo coupler unit, having a signal generation unit that generates the communication control signal,
The semiconductor module according to claim 1.
前記駆動制御部は、
前記半導体素子を駆動する駆動回路と、
前記駆動回路の出力である駆動電圧及び駆動電流の少なくとも一方を制御するとともに、前記記憶装置と通信可能な制御回路と、
を有する、
請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の半導体モジュール。
The drive control unit includes:
A drive circuit for driving the semiconductor element;
A control circuit that controls at least one of a drive voltage and a drive current that are outputs of the drive circuit, and is capable of communicating with the storage device.
Having,
The semiconductor module according to claim 1.
前記通信経路の前記通信不可状態においては、前記通信制御回路と前記記憶装置との間を接続する前記通信経路の第1の部分が、前記通信制御回路と前記駆動制御部との間を接続する前記通信経路の第2の部分から電気的に遮断されている、
請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の半導体モジュール。
In the communication disabled state of the communication path, a first part of the communication path connecting the communication control circuit and the storage device connects the communication control circuit and the drive control unit. Electrically disconnected from a second portion of the communication path;
The semiconductor module according to claim 1.
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JP3873696B2 (en) * 2001-09-18 2007-01-24 株式会社日立製作所 Power semiconductor module and power conversion device
JP4423157B2 (en) * 2004-10-06 2010-03-03 キヤノン株式会社 Power line communication apparatus and control method thereof
JP2009225531A (en) * 2008-03-14 2009-10-01 Toyota Motor Corp Semiconductor driving device and driving device for electric vehicles
JP5482694B2 (en) * 2011-03-08 2014-05-07 株式会社デンソー Power converter
JP5887220B2 (en) * 2012-07-04 2016-03-16 株式会社 日立パワーデバイス Semiconductor module
JP2015012706A (en) * 2013-06-28 2015-01-19 旭化成エレクトロニクス株式会社 Driving circuit for transistor, semiconductor breaker using the same, and method for controlling cut-off of the same
JP6090256B2 (en) * 2014-08-05 2017-03-08 株式会社デンソー Semiconductor switching element drive circuit and semiconductor switching element module

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