專利名稱：半導(dǎo)體模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備開關(guān)半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體模塊。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，在環(huán)境問題日益深刻化的汽車世界中，為了改善燃料消耗率和排氣氣體特性，兼用發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源的混合汽車的研究開發(fā)正在取得進(jìn)展。還有，用于將發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)設(shè)定在燃料消耗率更好的情況，或者設(shè)定在排氣氣體更少的情況的變速機(jī)的無級(jí)變速化也正在取得進(jìn)展。
在這樣的混合汽車或帶有無級(jí)變速機(jī)的車輛中，對(duì)裝備的子系統(tǒng)，例如發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)或傳輸系統(tǒng)等的各工作點(diǎn)進(jìn)行控制，使得能夠?qū)崿F(xiàn)車輛所必須的驅(qū)動(dòng)力，同時(shí)設(shè)定在能夠降低其中的能量消耗或排氣氣體的最佳情況。
其中，在混合汽車中，將內(nèi)部配備了設(shè)置IGBT、MOS晶體管等功率用開關(guān)半導(dǎo)體元件(以后，僅稱為「開關(guān)元件」)的開關(guān)半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體模塊用于使電動(dòng)機(jī)在所希望的工作點(diǎn)開動(dòng)。
另一方面，為了應(yīng)對(duì)今后的嚴(yán)格的燃料消耗率限制，例如如特開2000-032608號(hào)公報(bào)所公布的那樣，提出了不僅考慮瞬時(shí)的能量效率，而預(yù)見到作為汽車的將來的工作，在系統(tǒng)整體方面在能量效率良好的工作點(diǎn)上使發(fā)動(dòng)機(jī)工作的方法。判斷該工作點(diǎn)的方法是使發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)變化，在試運(yùn)行的錯(cuò)誤中存儲(chǔ)最佳工作點(diǎn)的方法。因此，如果不能明確當(dāng)時(shí)的氣溫、電負(fù)載狀態(tài)等的與混合汽系統(tǒng)整體相關(guān)的負(fù)載狀況時(shí)，即使在認(rèn)為其它條件相同的情況下，也不能對(duì)最佳工作點(diǎn)的選擇進(jìn)行補(bǔ)償。
如果外部環(huán)境不同，例如，開動(dòng)空氣調(diào)節(jié)器或電力控制器(ESPElectric Power Steering)、滑動(dòng)頂蓋等子系統(tǒng)造成電負(fù)載的增減，它的各子系統(tǒng)所具有的功率損耗特性的變化等，即使是同樣的車輛工作狀態(tài)，最佳的工作點(diǎn)也發(fā)生改變。在這種情況下，如特開2000-032608號(hào)公報(bào)所公布的方法那樣，與其僅僅存儲(chǔ)系統(tǒng)整體的能量效率，更希望與每時(shí)每刻變化的環(huán)境對(duì)應(yīng)，存儲(chǔ)構(gòu)成系統(tǒng)的各子系統(tǒng)的能量效率，以此為基礎(chǔ)，判斷系統(tǒng)整體的能量效率。換句話說，更希望采用與時(shí)刻變化的環(huán)境對(duì)應(yīng)，存儲(chǔ)構(gòu)成系統(tǒng)的各子系統(tǒng)的功率損耗，以此為基礎(chǔ)，判斷系統(tǒng)整體的功率損耗的方法。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，具備開關(guān)半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體模塊作為控制混合汽車的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)或滑動(dòng)頂蓋等的子系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)的模塊而被使用。因此，由于采用上述那樣的方法，為了得到具備半導(dǎo)體模塊的子系統(tǒng)的功率損耗，有必要由半導(dǎo)體模塊的外部系統(tǒng)來識(shí)別在那里使用的開關(guān)半導(dǎo)體器件的功率損耗值。
因此，本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供在內(nèi)部具備開關(guān)半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體模塊中，能夠由外部系統(tǒng)識(shí)別該開關(guān)半導(dǎo)體器件的功率損耗的可能的技術(shù)。
本發(fā)明中的第1方面所述的半導(dǎo)體模塊是在內(nèi)部具備開關(guān)半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體模塊，將表示在上述開關(guān)半導(dǎo)體器件中發(fā)生的功率損耗的損耗數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)信號(hào)輸出到外部。
還有，本發(fā)明中的第2方面所述的半導(dǎo)體模塊是第1方面所述的半導(dǎo)體模塊，在內(nèi)部具備進(jìn)行與上述半導(dǎo)體模塊的外部系統(tǒng)的通信，控制上述損耗數(shù)據(jù)向外部輸出的數(shù)據(jù)輸出控制部，上述數(shù)據(jù)輸出控制部根據(jù)來自上述系統(tǒng)的要求，將上述損耗數(shù)據(jù)輸出給上述系統(tǒng)。
還有，本發(fā)明中的第3方面所述的半導(dǎo)體模塊是第1方面所述的半導(dǎo)體模塊，在內(nèi)部具備將上述開關(guān)半導(dǎo)體器件的特征值和上述損耗數(shù)據(jù)相互對(duì)應(yīng)并存儲(chǔ)的存儲(chǔ)部，將存儲(chǔ)在上述存儲(chǔ)部上的上述損耗數(shù)據(jù)輸出到外部。
還有，本發(fā)明中的第4方面所述的半導(dǎo)體模塊是第3方面所述的半導(dǎo)體模塊，將與上述半導(dǎo)體模塊的外部系統(tǒng)所要求的上述開關(guān)半導(dǎo)體器件的特征值對(duì)應(yīng)的上述損耗數(shù)據(jù)從上述存儲(chǔ)部輸出給上述系統(tǒng)。
還有，本發(fā)明中的第5方面所述的半導(dǎo)體模塊是第3方面所述的半導(dǎo)體模塊，上述存儲(chǔ)部在內(nèi)部還具備存儲(chǔ)上述開關(guān)半導(dǎo)體器件的溫度作為上述開關(guān)半導(dǎo)體器件的特征值、測(cè)量上述開關(guān)半導(dǎo)體器件的溫度的溫度測(cè)量部，將與在上述溫度測(cè)量部測(cè)得的上述開關(guān)半導(dǎo)體器件的溫度對(duì)應(yīng)的上述損耗數(shù)據(jù)從上述存儲(chǔ)部輸出給上述系統(tǒng)。
還有，本發(fā)明中的第6方面所述的半導(dǎo)體模塊是第1方面所述的半導(dǎo)體模塊，在內(nèi)部具備將上述開關(guān)半導(dǎo)體器件的負(fù)載的特征值與上述損耗數(shù)據(jù)相互對(duì)應(yīng)并存儲(chǔ)的存儲(chǔ)部，將在上述存儲(chǔ)部存儲(chǔ)的上述損耗數(shù)據(jù)輸出到外部。
還有，本發(fā)明中的第7方面所述的半導(dǎo)體模塊是第6方面所述的半導(dǎo)體模塊，將與上述半導(dǎo)體模塊的外部系統(tǒng)所要求的上述負(fù)載的特征值對(duì)應(yīng)的上述損耗數(shù)據(jù)從上述存儲(chǔ)部輸出給上述系統(tǒng)。
還有，本發(fā)明中的第8方面所述的半導(dǎo)體模塊是第6方面所述的半導(dǎo)體模塊，上述存儲(chǔ)部在內(nèi)部還具備將上述開關(guān)半導(dǎo)體器件的溫度、上述負(fù)載的特征值和上述損耗數(shù)據(jù)相互對(duì)應(yīng)并存儲(chǔ)，測(cè)量上述開關(guān)半導(dǎo)體器件的溫度的溫度測(cè)量部，將與在上述溫度測(cè)量部測(cè)得的上述開關(guān)半導(dǎo)體器件的溫度對(duì)應(yīng)的上述損耗數(shù)據(jù)從上述存儲(chǔ)部輸出給上述系統(tǒng)。
還有，本發(fā)明中的第9方面所述的半導(dǎo)體模塊是第4及第7方面的任何一個(gè)方面所述的半導(dǎo)體模塊，上述存儲(chǔ)部能夠從上述系統(tǒng)直接讀出數(shù)據(jù)。
還有，本發(fā)明中的第10方面所述的半導(dǎo)體模塊是第1至第9方面的任何一個(gè)方面所述的半導(dǎo)體模塊，上述開關(guān)半導(dǎo)體器件在內(nèi)部具備設(shè)置開關(guān)半導(dǎo)體器件，測(cè)量施加在上述開關(guān)半導(dǎo)體元件上的電壓的電壓測(cè)量部；測(cè)量流過上述開關(guān)半導(dǎo)體元件的電流的電流測(cè)量部；以及以在上述電壓測(cè)量部測(cè)得的上述電壓和在上述電流測(cè)量部測(cè)得的上述電流為基礎(chǔ)，求出上述損耗數(shù)據(jù)的損耗運(yùn)算部。


圖1是示出本發(fā)明實(shí)施例1的半導(dǎo)體模塊的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖2是示出采用半導(dǎo)體模塊的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖3是示出開關(guān)半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖4是示出IGBT的電壓及電流與工作時(shí)間的關(guān)系圖。
圖5是示出采用半導(dǎo)體模塊的系統(tǒng)所決定的工作點(diǎn)中的候選者的圖。
圖6是圖4所示部分A的放大圖。
圖7是示出本發(fā)明實(shí)施例2的半導(dǎo)體模塊的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖8是示出本發(fā)明實(shí)施例2的半導(dǎo)體模塊的數(shù)據(jù)輸出方法的流程圖。
圖9是示出本發(fā)明實(shí)施例3的半導(dǎo)體模塊的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖10是示出半導(dǎo)體模塊的存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的一個(gè)例子的圖。
圖11是示出在半導(dǎo)體模塊的存儲(chǔ)部上存儲(chǔ)初始數(shù)據(jù)用的測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖12是示出本發(fā)明實(shí)施例3的半導(dǎo)體模塊的數(shù)據(jù)輸出方法的流程圖。
圖13是示出半導(dǎo)體模塊的存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的初始數(shù)據(jù)的一個(gè)例子的圖。
圖14是示出本發(fā)明的實(shí)施例3的半導(dǎo)體模塊的變例的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖15是示出功率損耗與溫度的關(guān)系的曲線圖。
圖16是示出本發(fā)明實(shí)施例4的半導(dǎo)體模塊的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖17是示出半導(dǎo)體模塊的存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的一個(gè)例子的圖。
圖18是示出半導(dǎo)體模塊的存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的一個(gè)例子的圖。
圖19是示出本發(fā)明實(shí)施例4的半導(dǎo)體模塊的數(shù)據(jù)輸出方法的流程圖。
圖20是示出本發(fā)明實(shí)施例5的半導(dǎo)體模塊的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖21是示出本發(fā)明實(shí)施例5的半導(dǎo)體模塊的數(shù)據(jù)輸出方法的流程圖。
圖22是示出本發(fā)明實(shí)施例5的半導(dǎo)體模塊的變例的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖23是示出本發(fā)明實(shí)施例6的半導(dǎo)體模塊的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖24是示出本發(fā)明實(shí)施例6的半導(dǎo)體模塊的數(shù)據(jù)輸出方法的流程圖。
圖25是示出本發(fā)明實(shí)施例7的半導(dǎo)體模塊的結(jié)構(gòu)的方框圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1.
圖1是示出本發(fā)明實(shí)施例1的半導(dǎo)體模塊10的結(jié)構(gòu)的方框圖，圖2是示出使用了圖1所示的半導(dǎo)體模塊10的系統(tǒng)99的一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖2所示的系統(tǒng)99是混合汽車系統(tǒng)，例如，由統(tǒng)轄系統(tǒng)整體工作的主控制部80、發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)70、電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)71、自動(dòng)變速機(jī)(以后稱為「AT」)系統(tǒng)72、空氣調(diào)節(jié)器(以后，簡(jiǎn)稱為「空調(diào)」)系統(tǒng)73和制動(dòng)器系統(tǒng)74構(gòu)成。
主控制部80輸入圖中未示出的加速器傳感器的輸出等各種傳感信號(hào)，決定系統(tǒng)整體的工作點(diǎn)。
發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)70由發(fā)動(dòng)機(jī)89和發(fā)動(dòng)機(jī)控制部81構(gòu)成。發(fā)動(dòng)機(jī)控制部81控制發(fā)動(dòng)機(jī)89的工作，進(jìn)而求出發(fā)動(dòng)機(jī)89中的功率損耗。
AT系統(tǒng)72由AT88和AT控制部83構(gòu)成。AT控制部83控制AT88的工作，進(jìn)而求出在AT88中的功率損耗。
空調(diào)系統(tǒng)73由空氣調(diào)節(jié)器87和空氣調(diào)節(jié)器控制部84構(gòu)成?？諝庹{(diào)節(jié)器控制部84控制空氣調(diào)節(jié)器87的工作，進(jìn)而求出在空氣調(diào)節(jié)器87中的功率損耗。
制動(dòng)器系統(tǒng)74由制動(dòng)器機(jī)構(gòu)86和制動(dòng)器機(jī)構(gòu)控制部85構(gòu)成。制動(dòng)器機(jī)構(gòu)控制部85控制制動(dòng)器機(jī)構(gòu)86的工作，進(jìn)而求出在制動(dòng)器機(jī)構(gòu)86中的功率損耗。
電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)71由電動(dòng)機(jī)90、控制電動(dòng)機(jī)90工作的半導(dǎo)體模塊10以及控制半導(dǎo)體模塊10工作的電動(dòng)機(jī)控制部82構(gòu)成。此外，以后有時(shí)將「功率損耗」簡(jiǎn)稱為「損耗」。
在驅(qū)動(dòng)軸92上安裝驅(qū)動(dòng)輪91，由發(fā)動(dòng)機(jī)89、電動(dòng)機(jī)90及AT88給予驅(qū)動(dòng)軸以轉(zhuǎn)矩，使驅(qū)動(dòng)輪91旋轉(zhuǎn)。
其次，說明本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊10。如圖1所示，本實(shí)施例1的半導(dǎo)體模塊10具備控制電動(dòng)機(jī)90的工作、設(shè)置多個(gè)開關(guān)元件的開關(guān)半導(dǎo)體器件11，求出在開關(guān)半導(dǎo)體器件11中的損耗的損耗運(yùn)算部12，電壓測(cè)量部以及電流測(cè)量部，這些結(jié)構(gòu)要素被收容在一個(gè)封裝內(nèi)。
圖3是示出了在例如采用三相交流電動(dòng)機(jī)作為電動(dòng)機(jī)90、例如采用IGBT作為開關(guān)元件的情況下開關(guān)半導(dǎo)體器件11的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的電路圖。如圖3所示，開關(guān)半導(dǎo)體器件11例如用三相倒相電路構(gòu)成。具體地說，由IGBT11a和與IGBT11a反向并聯(lián)連接的二極管11b構(gòu)成的半導(dǎo)體元件11c彼此之間串聯(lián)連接。將此種串聯(lián)連接的電路稱為臂。于是，開關(guān)半導(dǎo)體器件11具備并聯(lián)連接的3個(gè)臂。
輸出端子U、V、W被連接在電動(dòng)機(jī)90上，輸入端子P、N被給予來自圖2所示的電動(dòng)機(jī)控制部82所內(nèi)置的電源電路的規(guī)定的電壓。而且，由于各控制端子GUP、GUN、GVP、GVN、GWP、GWN由電動(dòng)機(jī)控制部82控制，各IGBT11a通/斷，由此，電動(dòng)機(jī)90的旋轉(zhuǎn)工作受到控制。此外，有時(shí)也將控制端子GUP、GUN、GVP、GVN、GWP、GWN總括起來稱為「控制端子CONT」。
電壓測(cè)量部13具有檢測(cè)施加在圖3所示的各IGBT11a的發(fā)射極-集電極之間的電壓的電壓傳感器13a和以電壓傳感器的檢測(cè)結(jié)果為基礎(chǔ)求出各IGBT11a的發(fā)射極-集電極之間的電壓的電壓運(yùn)算部13b。電壓傳感器13a例如被設(shè)置在輸入端子P與輸出端子U、V、W的每一個(gè)之間，還被設(shè)置在輸入端子N與輸出端子U、V、W的每一個(gè)之間。電壓運(yùn)算部13b將各電壓傳感器13a的輸出濾波及放大，求出各IGBT11a的電壓，進(jìn)而進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將求出的電壓數(shù)字化后輸出給損耗運(yùn)算部12。
還有，電流測(cè)量部14具有檢測(cè)流過各IGBT11a的發(fā)射極-集電極之間的電流的電流傳感器14a和以電流傳感器的檢測(cè)結(jié)果為基礎(chǔ)，求出流過各IGBT11a的發(fā)射極-集電極之間的電流的電流運(yùn)算部14b。電流傳感器14a例如被設(shè)置在輸出端子U、V、W的每一個(gè)與電動(dòng)機(jī)90之間。電流測(cè)量部14將各電流傳感器14a的輸出濾波及放大，求出各IGBT11a的電流，進(jìn)而進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將求出的電流數(shù)字化后輸出給損耗運(yùn)算部12。
此外，在采用MOS晶體管代替IGBT11a的情況下，在電壓測(cè)量部13測(cè)量MOS晶體管的源-漏之間的電壓，在電流測(cè)量部14測(cè)量源-漏之間的電流。
損耗運(yùn)算部12以在電壓測(cè)量部13測(cè)得的電壓和在電流測(cè)量部14測(cè)得的電流為基礎(chǔ)，計(jì)算同一時(shí)刻在各IGBT11a發(fā)生的損耗。而且，將求出的各IGBT11a的損耗合計(jì)起來，求出該時(shí)刻的開關(guān)半導(dǎo)體器件11整體中的損耗。以下，詳細(xì)說明開關(guān)半導(dǎo)體器件11的損耗的計(jì)算方法。
首先，如圖4所示，當(dāng)采用IGBT11a的工作時(shí)間作為橫軸、采用IGBT11a的電壓及電流作為縱軸時(shí)，從測(cè)得的電壓及電流可對(duì)每個(gè)IGBT11a求出IGBT11a的電壓波形和電流波形。此外，圖4(a)～(f)從紙面的上面起按順序示出連接在端子GPU上的IGBT11a的波形、連接在端子GVP上的IGBT11a的波形、連接在端子GWP上的IGBT11a的波形、連接在端子GUN上的IGBT11a的波形、連接在端子GVN上的IGBT11a的波形、以及連接在端子GWN上的IGBT11a的波形。還有，用單點(diǎn)點(diǎn)劃線示出IGBT11a的電壓、用實(shí)線示出電流。
而且，當(dāng)IGBT11a的任何一個(gè)每次進(jìn)行開關(guān)工作時(shí)，可求出彼時(shí)因在各IGBT11a中的開關(guān)工作引起的功率損耗。具體地說，圖4所示的面積60示出了IGBT11a的開關(guān)工作時(shí)的功率損耗，從求得的電壓波形及電流波形求出在各IGBT11a中的面積60。由此，可求出開關(guān)工作時(shí)在備IGBT11a中的損耗。
例如，在圖4所示的緊接著時(shí)間t1后的定時(shí)中，由于連接在端子GUP上的IGBT11a和連接在端子GVP上的IGBT11a進(jìn)行開關(guān)工作、而其它的IGBT11a不進(jìn)行開關(guān)工作，從而分別求出圖4(a)、4(b)所示的面積60。另外，在緊接著時(shí)間t2后的定時(shí)中，由于連接在端子GUN上的IGBT11a和連接在端子GWN上的IGBT11a進(jìn)行開關(guān)工作，而其它的IGBT11a不進(jìn)行開關(guān)工作，從而分別求出圖4(d)、4(f)所示的面積60。此外，圖4所示的面積60是被表示電流波形的下降沿的線61、表示電壓波形的上升沿的線62和延伸在橫軸的時(shí)間軸上、表示電壓及電流均為零的直線63包圍的面積，或者是被表示電流波形的上升沿的線64、表示電壓波形的下降沿的線65和直線63包圍的面積。
而且，損耗運(yùn)算部12將求得的各IGBT11a的損耗總合起來，求出該定時(shí)中的開關(guān)半導(dǎo)體器件11的消耗功率。由此，作為數(shù)字化的數(shù)據(jù)求出開關(guān)半導(dǎo)體器件11整體的損耗。
其次，損耗運(yùn)算部12將這樣求得的表示在開關(guān)半導(dǎo)體器件11中發(fā)生的損耗的數(shù)據(jù)(以后，稱為「損耗數(shù)據(jù)」)以電動(dòng)機(jī)控制部82能夠處理的數(shù)據(jù)的LSB所表示的值為基礎(chǔ)根據(jù)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)變換，每當(dāng)IGBT11a的某一個(gè)進(jìn)行開關(guān)工作時(shí)，作為數(shù)據(jù)信號(hào)輸出到外部系統(tǒng)，即輸出到在本實(shí)施例1中如圖2所示的電動(dòng)機(jī)控制部82。此外，在本說明書中所謂的「系統(tǒng)」不僅是系統(tǒng)整體，而且也意味著構(gòu)成系統(tǒng)整體的主控制部80及電動(dòng)機(jī)控制部82等各構(gòu)成要素。
當(dāng)求得的損耗數(shù)據(jù)的LSB所表示的值比電動(dòng)機(jī)控制部82能夠處理的數(shù)據(jù)的LSB所表示的值小的情況下，有必要將求得的損耗數(shù)據(jù)變換成電動(dòng)機(jī)控制部82能夠處理的數(shù)據(jù)。
例如，當(dāng)求得的損耗數(shù)據(jù)的LSB所表示的值是1/212KW、它的損耗數(shù)據(jù)用2進(jìn)制數(shù)表示是「110011010」的情況下，它的損耗數(shù)據(jù)所表示的損耗值成為0.1KW。而且，當(dāng)電動(dòng)機(jī)控制部82能夠處理的數(shù)據(jù)的LSB所表示的值是1/210kW的情況下，損耗運(yùn)算部12以其LSB所表示的值為基礎(chǔ)將損耗數(shù)據(jù)用2進(jìn)制表示從「110011010」變換成「01100110」。由此，損耗數(shù)據(jù)被變換成在電動(dòng)機(jī)控制部82中能夠處理的數(shù)據(jù)。
這樣，損耗運(yùn)算部12根據(jù)需要將求得的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)變換，作為數(shù)據(jù)信號(hào)輸出到半導(dǎo)體模塊10的外部的電動(dòng)機(jī)控制部。而且，接收了數(shù)據(jù)信號(hào)的電動(dòng)機(jī)控制部82存儲(chǔ)該數(shù)據(jù)信號(hào)的損耗數(shù)據(jù)。
再次，說明電動(dòng)機(jī)控制部82的工作。為了使電動(dòng)機(jī)90在用后述方法由主控制部80決定的工作點(diǎn)工作，電動(dòng)機(jī)控制部82決定施加在半導(dǎo)體模塊10內(nèi)的開關(guān)半導(dǎo)體器件11的電壓及電流。具體地說，為了使電動(dòng)機(jī)90以主控制部80所決定的轉(zhuǎn)數(shù)及轉(zhuǎn)矩工作，決定施加在開關(guān)半導(dǎo)體器件11的輸入端子P、N的電壓和流過輸出端子U、V、W的電流。再有，電動(dòng)機(jī)控制部82將這樣決定了的開關(guān)半導(dǎo)體器件11的電壓及電流分別稱為「設(shè)定電壓」及「設(shè)定電流」。
而且，電動(dòng)機(jī)控制部82以決定了的設(shè)定電壓及設(shè)定電流為基礎(chǔ)，從內(nèi)置的電源電路(圖中未示出)向開關(guān)半導(dǎo)體器件11的輸入端子P、N供給規(guī)定的電壓，使各IGBT11a在規(guī)定的定時(shí)進(jìn)行開關(guān)工作。由此，在電動(dòng)機(jī)90中發(fā)生規(guī)定的轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)數(shù)。此外，在使電動(dòng)機(jī)90在同一工作點(diǎn)工作的情況下，在各輸出端子U、V、W上流過大致相同的電流。
當(dāng)電動(dòng)機(jī)控制部82從半導(dǎo)體模塊接收上述的損耗數(shù)據(jù)時(shí)，與彼時(shí)的設(shè)定電壓及設(shè)定電流對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)該損耗數(shù)據(jù)。而且，在主控制部80變更電動(dòng)機(jī)90的工作點(diǎn)，由此變更設(shè)定電壓或者設(shè)定電流的情況下，將變更后接收到的損耗數(shù)據(jù)與新的設(shè)定電壓及設(shè)定電流對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)。這樣，在電動(dòng)機(jī)控制部82中存儲(chǔ)各種各樣的設(shè)定電壓及設(shè)定電流中的損耗數(shù)據(jù)。
再次，說明在具備上述向外部輸出損耗數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體模塊10的、如圖2所示系統(tǒng)99中系統(tǒng)整體的工作點(diǎn)的決定方法。
主控制部80從圖中未示出的加速器傳感器的傳感信號(hào)識(shí)別加速器開度，以此為基礎(chǔ)，求出在驅(qū)動(dòng)軸92上發(fā)生的轉(zhuǎn)矩(以后稱為「驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)矩」)。
而且，主控制部80以求出的驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)矩為基礎(chǔ)，決定系統(tǒng)整體的工作點(diǎn)中的多個(gè)候選者。具體的說，例如，決定用轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)數(shù)規(guī)定的發(fā)動(dòng)機(jī)89的工作點(diǎn)、用轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)數(shù)規(guī)定的電動(dòng)機(jī)90的工作點(diǎn)和AT88的變速比的多個(gè)組合。這時(shí)，在使用空調(diào)器的情況下，也要考慮它的空調(diào)器的壓縮機(jī)中的轉(zhuǎn)數(shù)來決定工作點(diǎn)中的候選者。
圖5是示出主控制部80所決定的、系統(tǒng)的工作點(diǎn)中的候選者的一個(gè)例子。在圖5中，作為系統(tǒng)的工作點(diǎn)中的候選者，示出工作點(diǎn)1～4。此外，圖5所示的候選者是在制動(dòng)器不發(fā)生作用的狀態(tài)、即在制動(dòng)器機(jī)構(gòu)86不工作的狀態(tài)下的工作點(diǎn)中的候選者。
主控制部80從決定了的工作點(diǎn)的候選者決定作為系統(tǒng)整體損耗最少的工作點(diǎn)。以下，說明從圖5所示的工作點(diǎn)1～4中決定損耗最少的工作點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)99的工作。
主控制部80首先要求在使發(fā)動(dòng)機(jī)89以工作點(diǎn)1處的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)(2000r.p.m)及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩(60N.m)工作的情況下將發(fā)動(dòng)機(jī)89中的損耗輸出到發(fā)動(dòng)機(jī)控制部81。發(fā)動(dòng)機(jī)控制部81存儲(chǔ)各種各樣工作點(diǎn)處的發(fā)動(dòng)機(jī)89的損耗值，從中將與工作點(diǎn)1的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的損耗值輸出到主控制部80。
主控制部80與工作點(diǎn)1的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)接收到的損耗值。在本實(shí)施例1中，如圖5所示，例如該損耗值為10kW。
其次，主控制部80要求在使AT88以工作點(diǎn)1處的變速比(1.84)工作的情況下將AT88中的損耗輸出到AT控制部83。AT控制部83預(yù)先存儲(chǔ)在各種各樣工作點(diǎn)處的AT88的損耗值，從中將與工作點(diǎn)1的變速比對(duì)應(yīng)的損耗值輸出到主控制部80。
主控制部80與工作點(diǎn)1的AT88的變速比對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)接收的損耗值。在本實(shí)施例1中，如圖5所示，例如該損耗值為8kW。
再次，主控制部80要求在使電動(dòng)機(jī)90以工作點(diǎn)1處的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)(1000r.p.m)及電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩(10N.m)工作的情況下將半導(dǎo)體模塊10內(nèi)的開關(guān)半導(dǎo)體器件11中的損耗輸出到電動(dòng)機(jī)控制部82。在本實(shí)施例1中，假定電動(dòng)機(jī)90本身不產(chǎn)生損耗。
電動(dòng)機(jī)控制部82以工作點(diǎn)1處的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)及電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩為基礎(chǔ)，求出在半導(dǎo)體模塊10中的開關(guān)半導(dǎo)體器件11的設(shè)定電壓及設(shè)定電流。而且，將與求出的設(shè)定電壓及設(shè)定電流對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)輸出到主控制部80。據(jù)此，主控制部80接收在工作點(diǎn)1處的半導(dǎo)體模塊10的損耗值。在本實(shí)施例1中，如圖5所示，例如該損耗值為2kW。
再次，主控制部80要求在使空調(diào)器87的壓縮機(jī)以工作點(diǎn)1處的轉(zhuǎn)數(shù)(1000r.p.m)工作的情況下將空調(diào)器87中的損耗輸出到空調(diào)器控制部84。而且，空調(diào)器控制部84預(yù)先存儲(chǔ)壓縮機(jī)在各種各樣的轉(zhuǎn)數(shù)下的空調(diào)器87的損耗值，從中將與工作點(diǎn)1的轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)應(yīng)的損耗值輸出到主控制部80。
主控制部80與工作點(diǎn)1的壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)接收到的損耗值。在本實(shí)施例1中，如圖5所示，例如該損耗值為1kW。
主控制部80將以上求得的各子系統(tǒng)中的損耗值總計(jì)起來，求出在工作點(diǎn)1處的系統(tǒng)整體的損耗值。在本實(shí)施例1中，如圖5所示，系統(tǒng)整體的損耗值為21kW。而且，同樣地，主控制部80計(jì)算出分別在工作點(diǎn)2、3、4、5處的系統(tǒng)的損耗值。在本實(shí)施例1中，如圖5所示，它們分別為11.2Kw、22.6KW、9.5Kw、15kW。
當(dāng)求各工作點(diǎn)1～4處的損耗值時(shí)，主控制部80決定將其中最小值的工作點(diǎn)作為系統(tǒng)99的工作點(diǎn)。在本實(shí)施例1中，由于在工作點(diǎn)4處的損耗值是9.5kW，在候選者中是最小的值，所以決定在工作點(diǎn)4處使系統(tǒng)99工作。由此，能夠建立作為系統(tǒng)整體能量效率最好的控制策略。
當(dāng)主控制部80決定工作點(diǎn)時(shí)，以此為基礎(chǔ)使各子系統(tǒng)工作。具體地說，向發(fā)動(dòng)機(jī)控制部81通知在工作點(diǎn)4處的發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制部81使發(fā)動(dòng)機(jī)89在該工作點(diǎn)處工作。還有，將在工作點(diǎn)4處的電動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)(電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)及電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩)通知電動(dòng)機(jī)控制部82，電動(dòng)機(jī)控制部82使電動(dòng)機(jī)90在該工作點(diǎn)處工作。還有，將在工作點(diǎn)4處的AT88的變速比通知AT控制部83，AT控制部83使AT88在該變速比下工作。而且，將在工作點(diǎn)4處的空調(diào)器87的壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)通知空調(diào)器控制部84，空調(diào)器控制部84使壓縮機(jī)在該轉(zhuǎn)數(shù)下工作。
如上所述，在本實(shí)施例1的半導(dǎo)體模塊10中，將表示在該開關(guān)半導(dǎo)體器件11中發(fā)生的損耗的損耗數(shù)據(jù)輸出到外部。因此，作為位于半導(dǎo)體模塊10的外部的系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)控制部82能夠識(shí)別在開關(guān)半導(dǎo)體器件11中的損耗。因此，如本實(shí)施例1的系統(tǒng)99那樣，在具備半導(dǎo)體模塊10的系統(tǒng)中，以從半導(dǎo)體模塊10得到的損耗數(shù)據(jù)和從其它子系統(tǒng)得到的損耗值為基礎(chǔ)，能夠制定在系統(tǒng)整體中能量效率最好的控制策略。
還有，在本實(shí)施例1的半導(dǎo)體模塊10中，在半導(dǎo)體模塊10的內(nèi)部，測(cè)量各IGBT11a的電壓及電流。與本實(shí)施例1的半導(dǎo)體模塊10不同，當(dāng)電壓測(cè)量部13及電流測(cè)量部14存在于半導(dǎo)體模塊10的外部的情況下，由于設(shè)置在半導(dǎo)體模塊10的封裝上的、進(jìn)行與外部的連接的連接端子的阻抗等的影響，往往不能正確地測(cè)量各IGBT11a的電壓及電流。
但是，在本實(shí)施例1的半導(dǎo)體模塊10中，由于在半導(dǎo)體模塊10的內(nèi)部設(shè)置電壓測(cè)量部13及電流測(cè)量部14，便沒有上述的影響，能夠正確地測(cè)量各IGBT11a的電壓及電流。其結(jié)果是，能夠向外部系統(tǒng)提供精度良好的損耗數(shù)據(jù)。進(jìn)而，由于半導(dǎo)體模塊被模塊化，即使在開關(guān)半導(dǎo)體器件11中發(fā)生不良的情況下，也能夠容易地更換。
此外，在本實(shí)施例1中，作為求IGBT11a的損耗的具體的方法，是求圖4所示的面積60，但是也可以用其它的方法求該損耗。例如，損耗運(yùn)算部12從求得的電壓波形及電流波形，求出如圖6所示的IGBT11a導(dǎo)通時(shí)的電流的上升時(shí)間t1及電壓的下降時(shí)間t2。電流的上升時(shí)間t1例如是流過IGBT11a的發(fā)射極-集電極之間的電流從其最大值的10％的值到變化至90％的值的時(shí)間。還有，電壓的下降時(shí)間t2例如是IGBT11a的發(fā)射極-集電極之間的電壓從其最大值的90％的值到變化至10％的值的時(shí)間。
IGBT11a導(dǎo)通時(shí)的損耗幾乎由電流的上升時(shí)間t1和電壓的下降時(shí)間t2接定。因此，考慮電流的上升時(shí)間t1和電壓的下降時(shí)間t2的多個(gè)組，將與各組對(duì)應(yīng)的損耗值預(yù)先存儲(chǔ)在損耗運(yùn)算部12中，從求得的電流的上升時(shí)間t1及電壓的下降時(shí)間t2能夠求得IGBT11a導(dǎo)通時(shí)的損耗。此外，圖6是圖4所示部分A的放大圖，面積60的記述予以省略。
同樣地，損耗運(yùn)算部12從求得的電壓波形及電流波形求出IGBT11a在關(guān)斷時(shí)的電流的下降時(shí)間及電壓的上升時(shí)間。電流的下降時(shí)間例如是流過IGBT11a的發(fā)射極-集電極之間的電流從其最大值的90％的值到變化至10％的值的時(shí)間。還有，電壓的上升時(shí)間例如是IGBT11a的發(fā)射極-集電極之間的電壓從其最大值的10％的值到變化至90％的值的時(shí)間。
IGBT11a關(guān)斷時(shí)的損耗大致由電流的下降時(shí)間和電壓的上升時(shí)間決定。因此，考慮電流的下降時(shí)間與電壓的上升時(shí)間的多個(gè)組，將與該各組對(duì)應(yīng)的損耗值預(yù)先存儲(chǔ)在損耗運(yùn)算部12中，從而能夠從求得的電流的下降時(shí)間及電壓的上升時(shí)間求得IGBT11a關(guān)斷時(shí)的損耗。
以這樣求得的IGBT11a導(dǎo)通時(shí)的損耗和關(guān)斷時(shí)的損耗為基礎(chǔ)，如上所述，也能夠求出開關(guān)半導(dǎo)體器件11整體的損耗。
實(shí)施例2.
圖7是示出本實(shí)施例2的半導(dǎo)體模塊15的結(jié)構(gòu)的方框圖。本實(shí)施例2的半導(dǎo)體模塊15是在上述的實(shí)施例1的半導(dǎo)體模塊10中，在內(nèi)部還具備數(shù)據(jù)輸出控制部16，將在損耗運(yùn)算部12中求得的損耗數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)輸出控制部16輸出到外部。在本實(shí)施例2中，在上述的系統(tǒng)99中，采用圖7所示的半導(dǎo)體模塊15以代替半導(dǎo)體模塊10。
數(shù)據(jù)輸出控制部16在其內(nèi)部具備沒有圖示的緩沖器，將損耗運(yùn)算部12所輸出的損耗數(shù)據(jù)寫入該緩沖器中。而且，每次從損耗運(yùn)算部12接收損耗數(shù)據(jù)時(shí)，更新緩沖器內(nèi)的損耗數(shù)據(jù)。還有，數(shù)據(jù)輸出控制部16與半導(dǎo)體模塊15的外部的電動(dòng)機(jī)控制部82進(jìn)行通信，控制緩沖器內(nèi)的損耗數(shù)據(jù)向外部的輸出。關(guān)于其它的結(jié)構(gòu)，由于與上述實(shí)施例1的半導(dǎo)體模塊10相同，其說明從略。
圖8是示出半導(dǎo)體模塊15的數(shù)據(jù)輸出方法的流程圖，具體地說，是示出將損耗數(shù)據(jù)向外部輸出時(shí)的半導(dǎo)體模塊15的工作的流程圖。以下，參照?qǐng)D8說明將損耗數(shù)據(jù)輸出到外部時(shí)半導(dǎo)體模塊15的工作。
如圖8所示，在步驟s10中，當(dāng)數(shù)據(jù)輸出控制部16從電動(dòng)機(jī)控制部82接收表示損耗數(shù)據(jù)的輸出要求的數(shù)據(jù)要求信號(hào)時(shí)，在步驟s11中，將寫入其內(nèi)部的緩沖器中的損耗數(shù)據(jù)輸出到電動(dòng)機(jī)控制部82。
這樣，在本實(shí)施例2的半導(dǎo)體模塊15中，根據(jù)作為其外部的系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)控制部82的要求輸出損耗數(shù)據(jù)。
在上述的實(shí)施例1中，與電動(dòng)機(jī)控制部82的工作狀況無關(guān)地，在由半導(dǎo)體模塊10方面決定了的定時(shí)處將損耗數(shù)據(jù)輸出到電動(dòng)機(jī)控制部82。因此，由于與電動(dòng)機(jī)控制部82的工作狀況無關(guān)地輸出損耗數(shù)據(jù)，當(dāng)半導(dǎo)體模塊10頻繁地輸出損耗數(shù)據(jù)的情況下，往往半導(dǎo)體模塊10與電動(dòng)機(jī)控制部82之間的通信線路處于過負(fù)荷狀態(tài)。
還有，在實(shí)施例1中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)間不變化的情況下，盡管電動(dòng)機(jī)控制部82已經(jīng)存儲(chǔ)其工作點(diǎn)的損耗數(shù)據(jù)，成為頻繁地從半導(dǎo)體模塊10接收其工作點(diǎn)處的損耗數(shù)據(jù)。因此，必須處理非必要的損耗數(shù)據(jù)，往往要耗費(fèi)無謂的處理時(shí)間。
在本實(shí)施例2的半導(dǎo)體模塊15中，由于根據(jù)電動(dòng)機(jī)控制部82的要求向外部輸出損耗數(shù)據(jù)，電動(dòng)機(jī)控制部82根據(jù)自身的工作狀況，能夠從半導(dǎo)體模塊15接收損耗數(shù)據(jù)。因此，電動(dòng)機(jī)控制部82能夠以適當(dāng)?shù)耐ㄐ咆?fù)載進(jìn)行與半導(dǎo)體模塊15的通信。進(jìn)而，不必處理非必要的損耗數(shù)據(jù)，能夠減少無謂的處理。
實(shí)施例3.
圖9是示出本實(shí)施例3的半導(dǎo)體模塊20的結(jié)構(gòu)的方框圖。如圖9所示，本實(shí)施例3的半導(dǎo)體模塊20具備上述的實(shí)施例1的半導(dǎo)體模塊10所具備的開關(guān)半導(dǎo)體器件11，存儲(chǔ)損耗數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)部21，以及進(jìn)行與電動(dòng)機(jī)控制部82的通信、控制損耗數(shù)據(jù)向外部輸出的數(shù)據(jù)輸出控制部22，將這些結(jié)構(gòu)要素收容在一個(gè)封裝內(nèi)。在本實(shí)施例3中，在上述的系統(tǒng)99中，采用圖9所示的半導(dǎo)體模塊20以代替半導(dǎo)體模塊10。
存儲(chǔ)部21例如用RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)構(gòu)成，將施加在開關(guān)半導(dǎo)體器件11上的電壓或流過它的電流等的開關(guān)半導(dǎo)體器件11的特征值和損耗數(shù)據(jù)預(yù)先相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)起來。這樣的數(shù)據(jù)例如在半導(dǎo)體模塊20的制造工序內(nèi)的出廠前檢查工序中被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部21中。此外，像損耗數(shù)據(jù)及開關(guān)半導(dǎo)體器件11的特征值那樣，有時(shí)將存儲(chǔ)部預(yù)先存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)稱為「初始數(shù)據(jù)」。
圖10是示出存儲(chǔ)部21所存儲(chǔ)的初始數(shù)據(jù)的一個(gè)例子。如圖10所示，存儲(chǔ)部21存儲(chǔ)由損耗數(shù)據(jù)和產(chǎn)生其損耗數(shù)據(jù)所表示的損耗的開關(guān)半導(dǎo)體器件的電壓及電流等的特征值構(gòu)成的表。
圖中的電壓V1～V3是存儲(chǔ)部21所存儲(chǔ)的開關(guān)半導(dǎo)體器件11的電壓的一部分，表示施加在開關(guān)半導(dǎo)體器件11的輸入端子P、N上的電壓。還有，電流I1～I(xiàn)3是存儲(chǔ)部21所存儲(chǔ)的開關(guān)半導(dǎo)體器件11的電流的一部分，表示流過開關(guān)半導(dǎo)體器件11的輸出端子U、V、W的電流。電壓V1及電流I1是產(chǎn)生損耗數(shù)據(jù)D1所表示的損耗時(shí)的開關(guān)半導(dǎo)體器件11的電壓及電流，在存儲(chǔ)部21上相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)電壓V1、電流I1和損耗數(shù)據(jù)D1。同樣地，電壓V2及電流I2是產(chǎn)生損耗數(shù)據(jù)D2所表示的損耗時(shí)的開關(guān)半導(dǎo)體器件11的電壓及電流，電壓V3及電流I3是產(chǎn)生損耗數(shù)據(jù)D3所表示的損耗時(shí)的開關(guān)半導(dǎo)體器件11的電壓及電流。而且，在存儲(chǔ)部21上相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)電壓V2、電流I2與損耗數(shù)據(jù)D2，相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)電壓V3、電流I3與損耗數(shù)據(jù)D3。
圖11是示出使存儲(chǔ)部21存儲(chǔ)初始數(shù)據(jù)時(shí)使用的測(cè)試裝置97的結(jié)構(gòu)的方框圖。在半導(dǎo)體模塊20的出廠前的檢查工序中，為了對(duì)存儲(chǔ)部21寫入初始數(shù)據(jù)，要準(zhǔn)備圖11所示的測(cè)試裝置97。
測(cè)試裝置97具備損耗運(yùn)算部95；具有電壓傳感器93a及電壓運(yùn)算部93b的電壓測(cè)量部93；具有電流傳感器94a及電流運(yùn)算部94b的電流測(cè)量部94；以及控制部96。為了使存儲(chǔ)部21存儲(chǔ)初始數(shù)據(jù)，將損耗運(yùn)算部95連接在半導(dǎo)體模塊20的存儲(chǔ)部21上，將電壓測(cè)量部93、電流測(cè)量部94及控制部96連接在開關(guān)半導(dǎo)體器件11上。而且，通過電流測(cè)量部94的電流傳感器94a將電動(dòng)機(jī)90連接在開關(guān)半導(dǎo)體器件11上。以下，舉圖10所示的初始數(shù)據(jù)為例，說明用測(cè)試裝置97對(duì)存儲(chǔ)部21寫入初始數(shù)據(jù)的順序。此外，由于求損耗數(shù)據(jù)的方法與上述實(shí)施例1中說明過的方法相同，與已經(jīng)說明過的內(nèi)容重復(fù)的部分僅簡(jiǎn)單地加以說明。
首先，控制部96在開關(guān)半導(dǎo)體器件11的輸入端子P、N之間給予電壓V1。而且，控制部96對(duì)控制端子CONT給予規(guī)定的電壓，控制開關(guān)半導(dǎo)體器件11的各IGBT11a的開關(guān)工作，使電流I1流過輸出端子U、V、W。而且，控制部96將這時(shí)設(shè)定的電壓V1及電流I1的信息通知損耗運(yùn)算部95。
其次，電流測(cè)量部94以電流傳感器94a及電流運(yùn)算部94b測(cè)量流過開關(guān)半導(dǎo)體器件11的各IGBT11a的發(fā)射極-集電極之間的電流。同時(shí)，電壓測(cè)量部93以電壓傳感器93a及電壓運(yùn)算部93b測(cè)量各IGBT11a的發(fā)射極-集電極之間的電壓。
損耗運(yùn)算部95以在電壓測(cè)量部93測(cè)得的電壓和在電流測(cè)量部94測(cè)得的電流為基礎(chǔ)，計(jì)算在各IGBT11a中發(fā)生的損耗。而且，將求得的IGBT11a的損耗總計(jì)起來，求出表示開關(guān)半導(dǎo)體器件11的損耗的損耗數(shù)據(jù)D1。
再次，損耗運(yùn)算部95將求得的損耗數(shù)據(jù)D1與由控制部96通知了的開關(guān)半導(dǎo)體器件的電壓V1、電流I1相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部21中。在上述的實(shí)施例1中，每次IGBT11a的某一個(gè)進(jìn)行開關(guān)工作時(shí)，求出損耗數(shù)據(jù)，但這里卻是，例如僅僅將最初求得的損耗數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部21中。
再次，控制部96將給予開關(guān)半導(dǎo)體器件11的電壓由電壓V1改變到電壓V2。而且，對(duì)控制端子CONT施加規(guī)定的電壓，控制開關(guān)半導(dǎo)體器件11的各IGBT11a的開關(guān)工作，在輸出端子U、V、W中流過電流I2。而且，與求出損耗數(shù)據(jù)D1的情況相同，求出這時(shí)的損耗數(shù)據(jù)D2。而且，將電壓V2、電流I2與損耗數(shù)據(jù)D2相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部21中。
再次，控制部96使給予開關(guān)半導(dǎo)體器件11的電壓從電壓V2改變到電壓V3，控制各IGBT11a的開關(guān)工作，在輸出端子U、V、W中流過電流I3。與求出損耗數(shù)據(jù)D1、D2的情況相同，求出這時(shí)的損耗數(shù)據(jù)D3。而且，將電壓V3、電流I3與損耗數(shù)據(jù)D3相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部21中。
這樣，在存儲(chǔ)部21中就預(yù)先存儲(chǔ)初始數(shù)據(jù)。
再次，參照?qǐng)D12說明將損耗數(shù)據(jù)輸出到外部時(shí)的半導(dǎo)體模塊20的工作。如圖12所示，在步驟s21，數(shù)據(jù)輸出控制部22從電動(dòng)機(jī)控制部82接收表示損耗數(shù)據(jù)的輸出要求的數(shù)據(jù)要求信號(hào)。在該數(shù)據(jù)要求信號(hào)中也包含與電動(dòng)機(jī)控制部82希望從半導(dǎo)體模塊20的輸出的損耗數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的開關(guān)半導(dǎo)體器件的特征值的信息。在上述實(shí)施例1中，電動(dòng)機(jī)控制部82在它自身的存儲(chǔ)區(qū)中，與設(shè)定電壓及設(shè)定電流對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)了損耗數(shù)據(jù)。在本實(shí)施例2中，由于存儲(chǔ)部21與開關(guān)半導(dǎo)體器件11的電壓及電流對(duì)應(yīng)地預(yù)先存儲(chǔ)了損耗數(shù)據(jù)，電動(dòng)機(jī)控制部82在必要時(shí)，具體地說，在主控制部80有要求時(shí)，輸出數(shù)據(jù)要求信號(hào)，要求半導(dǎo)體模塊20輸出與求得的設(shè)定電壓及設(shè)定電流對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)。
再次，在步驟s22，數(shù)據(jù)輸出控制部22識(shí)別包含在接收到的數(shù)據(jù)要求信號(hào)中的開關(guān)半導(dǎo)體器件的特征值。這里，將該特征值設(shè)定為例如電壓V1及電流I1。
而且，在步驟s23中，數(shù)據(jù)輸出控制部22從存儲(chǔ)部21讀出與電壓V1及電流I1對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)D1，在步驟s24，將該損耗數(shù)據(jù)D1輸出到電動(dòng)機(jī)控制部82。接收了損耗數(shù)據(jù)D1的電動(dòng)機(jī)控制部82將該損耗數(shù)據(jù)D1輸出到主控制部80。
這樣，與電動(dòng)機(jī)控制部82所要求的開關(guān)半導(dǎo)體器件的特征值對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)部21輸出到電動(dòng)機(jī)控制部82。
如上所述，由于本實(shí)施例3的半導(dǎo)體模塊20具備相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)開關(guān)半導(dǎo)體器件11的特征值與損耗數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)部21，與上述實(shí)施例1、2的半導(dǎo)體模塊10、15不同，沒有必要多次去求與開關(guān)半導(dǎo)體器件11的相同特征值對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)。因此，與半導(dǎo)體模塊10、15相比能夠降低對(duì)損耗數(shù)據(jù)的處理時(shí)間。
還有，由于根據(jù)來自電動(dòng)機(jī)控制部82的要求輸出損耗數(shù)據(jù)，電動(dòng)機(jī)控制部82能夠根據(jù)自身的工作狀況，從半導(dǎo)體模塊20接收損耗數(shù)據(jù)。因此，與上述的半導(dǎo)體模塊15同樣，電動(dòng)機(jī)控制部82能夠在適當(dāng)?shù)耐ㄐ咆?fù)載下進(jìn)行與半導(dǎo)體模塊20的通信。
進(jìn)而，由于半導(dǎo)體模塊20輸出與電動(dòng)機(jī)控制部82所要求的開關(guān)半導(dǎo)體器件11的特征值對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)，電動(dòng)機(jī)控制部82沒有必要處理非必要的損耗數(shù)據(jù)，能夠減少無謂的處理。
還有，在本實(shí)施例3中，在半導(dǎo)體模塊20的內(nèi)部具備開關(guān)半導(dǎo)體器件11和存儲(chǔ)表示其損耗的損耗數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)部21。例如，在半導(dǎo)體模塊20的外部的系統(tǒng)，例如電動(dòng)機(jī)控制部82中具備存儲(chǔ)部21的情況下，在開關(guān)半導(dǎo)體器件11中發(fā)生不良情況，更換半導(dǎo)體模塊20時(shí)，由于在電動(dòng)機(jī)控制部21中存儲(chǔ)有與更換前的開關(guān)半導(dǎo)體器件11對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)，所以有必要將該損耗數(shù)據(jù)改寫為與更換后的開關(guān)半導(dǎo)體器件11對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)。因此，在這樣的情況下，更換半導(dǎo)體模塊20是很費(fèi)事的。
但是，在本實(shí)施例3的半導(dǎo)體模塊20中，由于在內(nèi)部成對(duì)地具備開關(guān)半導(dǎo)體器件11和存儲(chǔ)部21，當(dāng)更換半導(dǎo)體模塊20時(shí)，不發(fā)生上述那樣費(fèi)事的情況。因此，能夠簡(jiǎn)單地更換半導(dǎo)體模塊20。
此外，在本實(shí)施例3中，存儲(chǔ)部21雖然是相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)損耗數(shù)據(jù)與開關(guān)半導(dǎo)體器件11的特征值，但是也可以相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)損耗數(shù)據(jù)與開關(guān)半導(dǎo)體器件的負(fù)載的特征值。
圖13是示出存儲(chǔ)部21所存儲(chǔ)的初始數(shù)據(jù)的另一例的圖。圖中的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩T1～T3是存儲(chǔ)部21所存儲(chǔ)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的一部分，表示在作為開關(guān)半導(dǎo)體器件11的負(fù)載的電動(dòng)機(jī)90中發(fā)生的轉(zhuǎn)矩。存儲(chǔ)部21存儲(chǔ)由損耗數(shù)據(jù)和當(dāng)產(chǎn)生該損耗數(shù)據(jù)所表示的損耗時(shí)發(fā)生的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩構(gòu)成的表。
圖中的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩T1是當(dāng)產(chǎn)生損耗數(shù)據(jù)D1所表示的損耗時(shí)在電動(dòng)機(jī)90上發(fā)生的轉(zhuǎn)矩，在存儲(chǔ)部21中相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩T1和損耗數(shù)據(jù)D1。同樣地，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩T2是當(dāng)產(chǎn)生損耗數(shù)據(jù)D2表示的損耗時(shí)在電動(dòng)機(jī)90中發(fā)生的轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩T3是當(dāng)產(chǎn)生損耗數(shù)據(jù)D3所表示的損耗時(shí)在電動(dòng)機(jī)90中發(fā)生的轉(zhuǎn)矩。而且，在存儲(chǔ)部21中相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)轉(zhuǎn)矩T2和損耗數(shù)據(jù)D2，相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)轉(zhuǎn)矩T3和損耗數(shù)據(jù)D3。
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與流過開關(guān)半導(dǎo)體器件11的電流，具體地說與流過輸出端子U、V、W的電流成正比關(guān)系，從而能夠從該電流求出。因此，在圖11內(nèi)的測(cè)試裝置97的損耗運(yùn)算部95中，從由電流測(cè)量部94接收到的電流計(jì)算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，通過將求得的損耗數(shù)據(jù)與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部21中，能夠?qū)D13所示的初始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部21中。
還有，也可以在測(cè)試裝置97的損耗運(yùn)算部95中求電動(dòng)機(jī)90的另一特征值，例如電動(dòng)機(jī)電流，以代替求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，將損耗數(shù)據(jù)與電動(dòng)機(jī)電流相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部21中。電動(dòng)機(jī)電流能夠用流過開關(guān)半導(dǎo)體器件11的電流的有效值求出。以下示出求電動(dòng)機(jī)電流的公式?！彩?〕Im=3/2·Is=Iscosωt]]>式中的「Is」表示流過開關(guān)半導(dǎo)體器件11的電流的最大值，「ω」表示其角頻率，「Im」表示電動(dòng)機(jī)電流。
損耗運(yùn)算部95能夠用上式從電流測(cè)量部94測(cè)得的電流計(jì)算電動(dòng)機(jī)電流。
這樣，通過在存儲(chǔ)部21中相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)開關(guān)半導(dǎo)體器件11的負(fù)載的特征值與損耗數(shù)據(jù)，對(duì)于將開關(guān)半導(dǎo)體器件11的負(fù)載的特征值作為控制目標(biāo)的系統(tǒng)來說，成為合適的半導(dǎo)體模塊。
例如，作為將開關(guān)半導(dǎo)體器件11的負(fù)載的特征值作為控制目標(biāo)時(shí)的例子，考慮在系統(tǒng)99中的主控制部80僅僅由電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的值決定電動(dòng)機(jī)90的工作點(diǎn)的情況。如果將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與損耗數(shù)據(jù)相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部21中，則電動(dòng)機(jī)控制部82能夠瞬時(shí)地識(shí)別與主控制部80所決定的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的候選值對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)。
另一方面，當(dāng)開關(guān)半導(dǎo)體器件11的電壓及電流與損耗數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部21中的情況下，為了識(shí)別在開關(guān)半導(dǎo)體器件11中的損耗，有必要從主控制部80所決定的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的候選值求出為使發(fā)生該電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩所必要的開關(guān)半導(dǎo)體器件11的電壓及電流。因此，為識(shí)別與該電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)需要時(shí)間。
因此，由于存儲(chǔ)部21將開關(guān)半導(dǎo)體器件11的負(fù)載的特征值與損耗數(shù)據(jù)相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)起來，能夠產(chǎn)生上述的效果。
圖12是示出具備上述那樣的將開關(guān)半導(dǎo)體器件11的負(fù)載的特征值與損耗數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)起來的存儲(chǔ)部21的半導(dǎo)體模塊20的工作的流程圖，示出這樣的半導(dǎo)體模塊20的向外部輸出損耗數(shù)據(jù)時(shí)的工作。
如圖12所示，首先執(zhí)行步驟s21。這里，假定數(shù)據(jù)要求信號(hào)中不包括開關(guān)半導(dǎo)體器件11的特征值，而包括與電動(dòng)機(jī)控制部82希望從半導(dǎo)體模塊20輸出的損耗數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的、開關(guān)半導(dǎo)體器件的負(fù)載的特征值的信息。
其次，在步驟s22中，數(shù)據(jù)輸出控制部22識(shí)別包含在接收到的數(shù)據(jù)要求信號(hào)中的開關(guān)半導(dǎo)體器件的負(fù)載的特征值。而且，在步驟s23中，數(shù)據(jù)輸出控制部22讀出與已識(shí)別的負(fù)載的特征值對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)，在步驟s24中將該損耗數(shù)據(jù)輸出到電動(dòng)機(jī)控制部82。接收了損耗數(shù)據(jù)的電動(dòng)機(jī)控制部82將該損耗數(shù)據(jù)輸出到主控制部80。
這樣，電動(dòng)機(jī)控制部82所要求的、與開關(guān)半導(dǎo)體器件的負(fù)載的特征值對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)就從存儲(chǔ)部21輸出到電動(dòng)機(jī)控制部82。
還有，在本實(shí)施例3中，是通過數(shù)據(jù)輸出控制部22將損耗數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)部21輸出的，但也可以從存儲(chǔ)部21直接輸出損耗數(shù)據(jù)。圖14是示出本實(shí)施例3的半導(dǎo)體模塊20的變例的方框圖。在圖14所示的半導(dǎo)體模塊20的變例中，不設(shè)置圖9所示的數(shù)據(jù)輸出控制部22，存儲(chǔ)部21能夠從電動(dòng)機(jī)控制部82直接讀出數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)存儲(chǔ)部21由RAM構(gòu)成的情況下，地址信號(hào)及控制信號(hào)從電動(dòng)機(jī)控制部82直接給予存儲(chǔ)部21，根據(jù)那些信號(hào)，存儲(chǔ)部21將內(nèi)部的數(shù)據(jù)直接輸出到電動(dòng)機(jī)控制部82。
電動(dòng)機(jī)控制部82以存儲(chǔ)部21內(nèi)的開關(guān)半導(dǎo)體器件11的特征值或負(fù)載的特征值為基礎(chǔ)，能夠讀出必要的損耗數(shù)據(jù)。
這樣，由于存儲(chǔ)部21內(nèi)的數(shù)據(jù)被直接讀出到外部的系統(tǒng)，控制損耗數(shù)據(jù)的輸出的數(shù)據(jù)輸出控制部22成為不必要，能夠簡(jiǎn)化半導(dǎo)體模塊20的電路結(jié)構(gòu)。還有，由于存儲(chǔ)部21根據(jù)電動(dòng)機(jī)控制部82的要求(例如地址信號(hào)及控制信號(hào))輸出損耗數(shù)據(jù)，電動(dòng)機(jī)控制部82能夠在適當(dāng)?shù)耐ㄐ咆?fù)載下進(jìn)行與半導(dǎo)體模塊20的通信。
實(shí)施例4.
一般地說，如圖15所示，在開關(guān)半導(dǎo)體器件11中發(fā)生的損耗的大小依賴于開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度，存在開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度越高，損耗越大的傾向。因此，如上述的實(shí)施例3的半導(dǎo)體模塊20那樣，當(dāng)不考慮開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度而將預(yù)先求得的損耗數(shù)據(jù)輸出到外部系統(tǒng)的情況下，往往該損耗數(shù)據(jù)所表示的損耗值與外部系統(tǒng)接收到損耗數(shù)據(jù)時(shí)在實(shí)際的開關(guān)半導(dǎo)體器件11中的損耗值不同。因此，在本實(shí)施例4中，提出了即使在開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度變化的情況下，也能夠向外部輸出精度良好的損耗數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體模塊的提案。
圖16是示出本發(fā)明的實(shí)施例4的半導(dǎo)體模塊27的結(jié)構(gòu)的方框圖。本實(shí)施例4的半導(dǎo)體模塊27基本上是在圖9所示的實(shí)施例3的半導(dǎo)體模塊20中在內(nèi)部還具備測(cè)量開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度的溫度測(cè)量部29，具備存儲(chǔ)部26以代替存儲(chǔ)部21，具備數(shù)據(jù)輸出控制部28以代替數(shù)據(jù)輸出控制部22。在本實(shí)施例4中，在上述的系統(tǒng)99中，采用圖16所示的半導(dǎo)體模塊27以代替半導(dǎo)體模塊10。
溫度測(cè)量部29根據(jù)數(shù)據(jù)輸出控制部28的要求，測(cè)量開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度，將測(cè)得的溫度輸出到數(shù)據(jù)輸出控制部28。溫度測(cè)量部29例如測(cè)量開關(guān)半導(dǎo)體器件11所具備的多個(gè)IGBT11a中的一個(gè)IGBT11a的溫度，將它作為開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度輸出。
存儲(chǔ)部26相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)開關(guān)半導(dǎo)體器件11的特征值與損耗數(shù)據(jù)作為初始數(shù)據(jù)，在該特征值中，包含開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度、電壓及電流。即，本實(shí)施例4的存儲(chǔ)部26在上述的實(shí)施例3的存儲(chǔ)部21所存儲(chǔ)的初始數(shù)據(jù)上中，還追加存儲(chǔ)基溫度作為開關(guān)半導(dǎo)體器件11的另一特征值。這樣的數(shù)據(jù)例如在半導(dǎo)體模塊27的制造工序內(nèi)的出廠前檢查工序中被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部26中。
圖17是示出存儲(chǔ)部26所存儲(chǔ)的初始數(shù)據(jù)的一個(gè)例子的圖。如圖17所示，存儲(chǔ)部26存儲(chǔ)由開關(guān)半導(dǎo)體器件的溫度、在該溫度的損耗數(shù)據(jù)和產(chǎn)生該損耗數(shù)據(jù)所表示的損耗的開關(guān)半導(dǎo)體器件的電壓及電流構(gòu)成的表。此外，圖中的溫度Temp1、Temp2表示存儲(chǔ)部26所存儲(chǔ)的開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度的一部分。
圖中的損耗數(shù)據(jù)D1、D2是當(dāng)開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度為溫度Temp1時(shí)的損耗數(shù)據(jù)，損耗數(shù)據(jù)D11、D12是當(dāng)開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度為溫度Temp2時(shí)的損耗數(shù)據(jù)。而且，當(dāng)產(chǎn)生損耗數(shù)據(jù)D1或者損耗數(shù)據(jù)D11所表示的損耗時(shí)施加在開關(guān)半導(dǎo)體器件11上的電壓為電壓V1，彼時(shí)流過開關(guān)半導(dǎo)體器件11的電流為電流I1。還有，當(dāng)產(chǎn)生損耗數(shù)據(jù)D2或者損耗數(shù)據(jù)D12所表示的損耗時(shí)施加在開關(guān)半導(dǎo)體器件11上的電壓為電壓V2，彼時(shí)流過開關(guān)半導(dǎo)體器件11的電流為電流I2。
將損耗數(shù)據(jù)D1、電壓V1、電流I1、溫度Temp1相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)起來，將損耗數(shù)據(jù)D2、電壓V2、電流I2、溫度Temp1相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)起來。還有，將損耗數(shù)據(jù)D11、電壓V1、電流I1、溫度Temp2相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)起來，將損耗數(shù)據(jù)D12、電壓V2、電流I2、溫度Temp2相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)起來。
這樣的初始數(shù)據(jù)能夠用以下的方法預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部26中。
在上述圖11所示的測(cè)試裝置97中，進(jìn)而設(shè)置了例如測(cè)量半導(dǎo)體模塊27的開關(guān)半導(dǎo)體器件11所具備的多個(gè)IGBT11a中的一個(gè)IGBT11a的溫度，并將它作為開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度而輸出的溫度測(cè)量部。而且，將在該溫度測(cè)量部中測(cè)得的溫度輸入到損耗運(yùn)算部95。而且，損耗運(yùn)算部95將從溫度測(cè)量部接收到的溫度、求得的損耗數(shù)據(jù)和從控制部96接收到的特征值相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部26中。通過將半導(dǎo)體模塊27放入恒溫層等，使開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度發(fā)生變化，并在各溫度下使測(cè)試裝置97進(jìn)行上述的工作，能夠?qū)D17所示的初始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部26中。
還有，在存儲(chǔ)部26中，也可以對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)開關(guān)半導(dǎo)體器件11的負(fù)載的特征值、開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度和損耗數(shù)據(jù)，以代替圖17所示的數(shù)據(jù)。例如，也可以相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)如圖18所示那樣的開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度、在該溫度下的損耗數(shù)據(jù)和當(dāng)產(chǎn)生該損耗數(shù)據(jù)所表示的損耗時(shí)在電動(dòng)機(jī)90中發(fā)生的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。此外，也可以是電動(dòng)機(jī)電流，以代替圖18所示的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。
此外，當(dāng)然，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部26中的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩及電動(dòng)機(jī)電流能夠用上述實(shí)施例3說明過的方法求得。
再次，參照?qǐng)D19說明具備存儲(chǔ)圖17所示的初始數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)部26的半導(dǎo)體模塊27的、將損耗數(shù)據(jù)輸出到外部時(shí)的工作。
如圖19所示，執(zhí)行上述圖12所示的步驟s21、s22。由此，數(shù)據(jù)輸出控制部28識(shí)別包含在接收到的數(shù)據(jù)要求信號(hào)中的開關(guān)半導(dǎo)體器件的特征值。這里，將該特征值設(shè)定為例如電壓V1及電流I1。
而且，在步驟s25中，數(shù)據(jù)輸出控制部28要求溫度測(cè)量部19進(jìn)行開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度測(cè)量。接收到該要求的溫度測(cè)量部29測(cè)量開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度，并將其輸出到數(shù)據(jù)輸出控制部28。這里，將在溫度測(cè)量部29測(cè)得的溫度設(shè)定為溫度Temp1。
再次，在步驟26中，數(shù)據(jù)輸出控制部28讀出與接收到的溫度Temp1和作為已識(shí)別的特征值的電壓V1及電流I1對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)D1，在步驟s27中將該損耗數(shù)據(jù)D1輸出到電動(dòng)機(jī)控制部82。接收到損耗數(shù)據(jù)D1的電動(dòng)機(jī)控制部82將該損耗數(shù)據(jù)D1輸出到主控制部80。
這樣，與電動(dòng)機(jī)控制部82所要求的開關(guān)半導(dǎo)體器件的特征值(電壓、電流)和當(dāng)有來自電動(dòng)機(jī)控制部82的要求時(shí)在溫度測(cè)量部29測(cè)得的溫度對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)部26輸出到電動(dòng)機(jī)控制部82。
再次，參照?qǐng)D19簡(jiǎn)單地說明具備將開關(guān)半導(dǎo)體器件11的負(fù)載的特征值、開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度和損耗數(shù)據(jù)相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)起來的存儲(chǔ)部26的半導(dǎo)體模塊27的、向外部輸出損耗數(shù)據(jù)時(shí)的工作。
首先，執(zhí)行與上述圖12所示同樣的步驟s21。此外，這里，假定在數(shù)據(jù)要求信號(hào)中不包括開關(guān)半導(dǎo)體器件11的特征值，而包括與電動(dòng)機(jī)控制部82希望從半導(dǎo)體模塊20輸出的損耗數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的開關(guān)半導(dǎo)體器件11的負(fù)載的特征值，例如包含電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩或電動(dòng)機(jī)電流在內(nèi)的信息。
而且，執(zhí)行與圖12所示同樣的步驟s22。由此，數(shù)據(jù)輸出控制部28識(shí)別包含接收到的數(shù)據(jù)要求信號(hào)的、開關(guān)半導(dǎo)體器件11的負(fù)載的特征值。
而且，在步驟s25中，數(shù)據(jù)輸出控制部28要求溫度測(cè)量部29進(jìn)行開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度測(cè)量。接收到該要求的溫度測(cè)量部29測(cè)量開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度，并將它輸出到數(shù)據(jù)輸出控制部28。
再次，在步驟s26中，數(shù)據(jù)輸出控制部28讀出與接收到的溫度和已識(shí)別的負(fù)載的特征值對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)，在步驟s27將該損耗數(shù)據(jù)輸出到電動(dòng)機(jī)控制部82。接收到損耗數(shù)據(jù)的電動(dòng)機(jī)控制部82將該損耗數(shù)據(jù)輸出到主控制部80。
這樣，與電動(dòng)機(jī)控制部82所要求的開關(guān)半導(dǎo)體器件的負(fù)載的特征值和當(dāng)有來自電動(dòng)機(jī)控制部82的要求時(shí)在溫度測(cè)量部29測(cè)得的溫度對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)部26輸出到電動(dòng)機(jī)控制部82。
如上所述，按照本實(shí)施例4的半導(dǎo)體模塊27，與開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)被輸出到外部的系統(tǒng)。因此，即使在開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度發(fā)生變化的情況下，也能夠?qū)⒕攘己玫膿p耗數(shù)據(jù)輸出到外部系統(tǒng)。
此外，由于溫度測(cè)量部29設(shè)置在半導(dǎo)體模塊27的內(nèi)部，其測(cè)量結(jié)果不受設(shè)置在半導(dǎo)體模塊27的封裝上的與外部的連接端子的阻抗等的影響。因此，與設(shè)置在半導(dǎo)體模塊27的外部的情況相比，能夠正確地測(cè)量開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度。
還有，由于根據(jù)來自電動(dòng)機(jī)控制部82的要求輸出損耗數(shù)據(jù)，電動(dòng)機(jī)控制部82能夠根據(jù)自身的工作狀況從半導(dǎo)體模塊27接收損耗數(shù)據(jù)。因此，與上述的半導(dǎo)體模塊15、20同樣，電動(dòng)機(jī)控制部82能夠在適當(dāng)?shù)耐ㄐ咆?fù)載下進(jìn)行與半導(dǎo)體模塊27的通信。
進(jìn)而，由于將與電動(dòng)機(jī)控制部82所要求的特征值對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)輸出到電動(dòng)機(jī)控制部82，電動(dòng)機(jī)控制部82沒有必要處理非必要的損耗數(shù)據(jù)，能夠減少無謂的處理。
此外，在半導(dǎo)體模塊27的外部系統(tǒng)，例如電動(dòng)機(jī)控制部82具備測(cè)量開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度的溫度控制部的情況下，半導(dǎo)體模塊27沒有必要具備溫度測(cè)量部29。在這種情況下，由于將在電動(dòng)機(jī)控制部82所具備的溫度測(cè)量部中測(cè)得的溫度的信息包含在數(shù)據(jù)要求信號(hào)所具有的開關(guān)半導(dǎo)體器件的特征值的信息中，或者由于進(jìn)而加在數(shù)據(jù)要求信號(hào)所具有的開關(guān)半導(dǎo)體器件的負(fù)載的特征值的信息中，數(shù)據(jù)輸出控制部28也能夠識(shí)別開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度，能夠從存儲(chǔ)部26讀出與該溫度對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)，并輸出到電動(dòng)機(jī)控制部82。
實(shí)施例5.
圖20是示出本發(fā)明的實(shí)施例5的半導(dǎo)體模塊30的結(jié)構(gòu)的方框圖。本實(shí)施例5的半導(dǎo)體模塊30具備上述開關(guān)半導(dǎo)體器件11、電壓測(cè)量部13及電流測(cè)量部14、損耗運(yùn)算部31、存儲(chǔ)部32以及數(shù)據(jù)輸出控制部33，這些構(gòu)成要素被收容在同一封裝內(nèi)。在本實(shí)施例5中，在上述的系統(tǒng)99中，采用圖20所示的半導(dǎo)體模塊30，以代替半導(dǎo)體模塊10。
損耗運(yùn)算部31以在電壓測(cè)量部13測(cè)得的電壓和在電流測(cè)量部測(cè)得的電流為基礎(chǔ)，求出損耗數(shù)據(jù)。此外，求出損耗數(shù)據(jù)的具體的方法與上述實(shí)施例1所述的方法相同。還有，損耗運(yùn)算部31將求出的損耗數(shù)據(jù)與開關(guān)半導(dǎo)體器件11的特征值相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部32中。具體地說，將求得的損耗數(shù)據(jù)與當(dāng)產(chǎn)生該損耗數(shù)據(jù)所表示的損耗時(shí)的開關(guān)半導(dǎo)體器件11的電壓及電流相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部32中。此外，開關(guān)半導(dǎo)體器件11的電壓及電流能夠與損耗的運(yùn)算獨(dú)立地分別從在電壓測(cè)量部13測(cè)得的電壓及在電流測(cè)量部14測(cè)得的電流讀出。
還有，損耗運(yùn)算部31在對(duì)損耗進(jìn)行運(yùn)算之前，如果從在電壓測(cè)得部13測(cè)量的電壓讀出的開關(guān)半導(dǎo)體器件11的電壓和從在電流測(cè)量部14測(cè)得的電流讀出的開關(guān)半導(dǎo)體器件11的電流的組已經(jīng)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部32中，則不進(jìn)行彼時(shí)的損耗運(yùn)算，不將該開關(guān)半導(dǎo)體器件11的電壓及電流寫入存儲(chǔ)部32。由此，不需要多次去求對(duì)開關(guān)半導(dǎo)體器件11的相同特征值的損耗數(shù)據(jù)。
此外，損耗運(yùn)算部31也可以將開關(guān)半導(dǎo)體器件11的負(fù)載的特征值與損耗數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部32中。具體地說，可將求得的損耗數(shù)據(jù)與當(dāng)發(fā)生該損耗數(shù)據(jù)所表示的損耗時(shí)在電動(dòng)機(jī)90中的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩或電動(dòng)機(jī)電流對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部32中。這種情況下，在求得的負(fù)載的特征值已被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部32中的情況下，不進(jìn)行彼時(shí)的損耗運(yùn)算。
這樣，在存儲(chǔ)部32中存儲(chǔ)例如上述圖10所示的數(shù)據(jù)及圖13所示的數(shù)據(jù)。
再次，參照?qǐng)D21說明將損耗數(shù)據(jù)輸出到外部時(shí)本實(shí)施例5的半導(dǎo)體模塊30的工作。如圖21所示，在步驟s30中，數(shù)據(jù)輸出控制部33從電動(dòng)機(jī)控制部82接收數(shù)據(jù)要求信號(hào)。在該數(shù)據(jù)要求信號(hào)中，包含與電動(dòng)機(jī)控制部82希望從半導(dǎo)體模塊30輸出的損耗數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的開關(guān)半導(dǎo)體器件的特征值的信息或負(fù)載的特征值的信息。以后，當(dāng)表示開關(guān)半導(dǎo)體器件11的特征值和負(fù)載的特征值的某一方的情況下，有時(shí)將那些特征值簡(jiǎn)單地稱為「特征值」。
再次，在步驟s31中，數(shù)據(jù)輸出控制部33識(shí)別包含在接收到的數(shù)據(jù)要求信號(hào)中的特征值。
而且，在步驟32中，數(shù)據(jù)輸出控制部33判斷與已識(shí)別的特征值對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)是否被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部32中。而且，當(dāng)數(shù)據(jù)輸出控制部33判斷為在存儲(chǔ)部32中沒有存儲(chǔ)該損耗數(shù)據(jù)時(shí)，在步驟s35，將其意旨通知電動(dòng)機(jī)控制部82。接收了該通知的電動(dòng)機(jī)控制部82將與主控制部80所決定的工作點(diǎn)對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)不存在的情況通知主控制部80。主控制部80例如將損耗數(shù)據(jù)不存在的工作點(diǎn)從候選者中剔除。
另一方面，在步驟s32中，數(shù)據(jù)輸出控制部33當(dāng)判斷為與在步驟s31中已識(shí)別的特征值對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)存在于存儲(chǔ)部32中時(shí)，即在步驟s33中從存儲(chǔ)部32讀出該損耗數(shù)據(jù)。而且，在步驟s34中將讀出的損耗數(shù)據(jù)輸出到電動(dòng)機(jī)控制部82。
這樣，與電動(dòng)機(jī)控制部82所要求的特征值對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)就從存儲(chǔ)部32輸出到電動(dòng)機(jī)控制部82。
如上所述，按照本實(shí)施例5的半導(dǎo)體模塊30，由于具備將特征值與損耗數(shù)據(jù)相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)起來地存儲(chǔ)部32，與上述實(shí)施例1、2的半導(dǎo)體模塊10、15不同，沒有必要多次去求與相同特征值對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)。因此，與半導(dǎo)體模塊10、15相比，能夠減少損耗數(shù)據(jù)的處理時(shí)間。
還有，由于根據(jù)來自電動(dòng)機(jī)控制部82的要求而輸出損耗數(shù)據(jù)，電動(dòng)機(jī)控制部82根據(jù)自身的工作狀況，能夠從半導(dǎo)體模塊30接收損耗數(shù)據(jù)。因此，與上述的半導(dǎo)體模塊15、20同樣，電動(dòng)機(jī)控制部82能夠在適當(dāng)?shù)耐ㄐ咆?fù)載下與半導(dǎo)體模塊30進(jìn)行通信。
此外，由于將與電動(dòng)機(jī)控制部82所要求的特征值對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)輸出到電動(dòng)機(jī)控制部82，電動(dòng)機(jī)控制部82沒有必要處理非必要的損耗數(shù)據(jù)，能夠減少無謂的處理。
還有，在本實(shí)施例5的半導(dǎo)體模塊30中，在半導(dǎo)體模塊30的內(nèi)部，由于測(cè)量了開關(guān)半導(dǎo)體器件11的各IGBT11a的電壓及電流，與上述的半導(dǎo)體模塊10同樣，能夠正確地測(cè)量這樣的電壓及電流。其結(jié)果是，能夠向外部系統(tǒng)提供精度良好的損耗數(shù)據(jù)。
此外，在本實(shí)施例5中，通過數(shù)據(jù)輸出控制部33從存儲(chǔ)部32輸出損耗數(shù)據(jù)，與上述圖14所示的半導(dǎo)體模塊20同樣，也可以從存儲(chǔ)部32直接輸出損耗數(shù)據(jù)。這種情況下的半導(dǎo)體模塊30的方框圖示于圖22。
圖22所示的存儲(chǔ)部32能夠從電動(dòng)機(jī)控制部82直接讀出數(shù)據(jù)。例如，在存儲(chǔ)部32用RAM構(gòu)成的情況下，地址信號(hào)及控制信號(hào)直接從電動(dòng)機(jī)控制部82給予存儲(chǔ)部32，基于那些信號(hào)，存儲(chǔ)部32將內(nèi)部的數(shù)據(jù)直接輸出到電動(dòng)機(jī)控制部82。
電動(dòng)機(jī)控制部82以存儲(chǔ)部32內(nèi)的開關(guān)半導(dǎo)體器件11的特征值或負(fù)載的特征值為基礎(chǔ)，能夠讀出必要的損耗數(shù)據(jù)。
這樣，由于存儲(chǔ)部32內(nèi)的數(shù)據(jù)被直接讀出到外部的系統(tǒng)，控制損耗數(shù)據(jù)的輸出的數(shù)據(jù)輸出控制部33就成為不必要，能夠簡(jiǎn)化半導(dǎo)體模塊30的電路結(jié)構(gòu)。還有，由于存儲(chǔ)部32根據(jù)電動(dòng)機(jī)控制部82的要求(例如地址信號(hào)及控制信號(hào))而輸出損耗數(shù)據(jù)，電動(dòng)機(jī)控制部82能夠在適當(dāng)?shù)耐ㄐ咆?fù)載下進(jìn)行與半導(dǎo)體模塊30的通信。
實(shí)施例6.
圖23是示出本發(fā)明的實(shí)施例6的半導(dǎo)體模塊40的結(jié)構(gòu)的方框圖。本實(shí)施例6的半導(dǎo)體模塊40基本上是在上述實(shí)施例5的半導(dǎo)體模塊30中在內(nèi)部還具備測(cè)量開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度的溫度測(cè)量部41，具備損耗運(yùn)算部44以代替損耗運(yùn)算部31，具備存儲(chǔ)部43以代替存儲(chǔ)部32，具備數(shù)據(jù)輸出控制部42以代替數(shù)據(jù)輸出控制部33。在本實(shí)施例6中，在上述的系統(tǒng)99中，采用圖23所示的半導(dǎo)體模塊40以代替半導(dǎo)體模塊10。
溫度測(cè)量部41根據(jù)損耗運(yùn)算部44的要求，測(cè)量開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度，將測(cè)得的溫度輸出到損耗運(yùn)算部44。還有，溫度測(cè)量部41根據(jù)數(shù)據(jù)輸出控制部42的要求，測(cè)量開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度，將測(cè)得的溫度輸出到數(shù)據(jù)輸出控制部42。此外，在損耗運(yùn)算部44與數(shù)據(jù)輸出控制部42的要求發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，損耗運(yùn)算部44的要求優(yōu)先，當(dāng)將求出的溫度輸出到損耗運(yùn)算部44以后，將該溫度輸出到數(shù)據(jù)輸出控制部42。溫度測(cè)量部41例如測(cè)量開關(guān)半導(dǎo)體器件11所具備的多個(gè)IGBT11a中的一個(gè)IGBT11a的溫度，將它作為開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度輸出。
損耗運(yùn)算部44以在電壓測(cè)量部13測(cè)得的電壓、在電流測(cè)量部14測(cè)得的電流為基礎(chǔ)，求出損耗數(shù)據(jù)。此外，求得損耗數(shù)據(jù)的具體的方法與在上述的實(shí)施例1中所述的方法相同。還有，損耗運(yùn)算部44當(dāng)從電壓測(cè)量部13及電流測(cè)量部14接收測(cè)量結(jié)果時(shí)，在求損耗數(shù)據(jù)前，要求對(duì)溫度測(cè)量部41進(jìn)行開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度測(cè)量。接收到該要求的溫度測(cè)量部41測(cè)量開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度，并將測(cè)量結(jié)果輸出到損耗運(yùn)算部44。
而且，損耗運(yùn)算部44將求得的損耗數(shù)據(jù)與開關(guān)半導(dǎo)體器件11的特征值相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部43中。具體地說，將求得的損耗數(shù)據(jù)、從溫度測(cè)量部41接收到的開關(guān)半導(dǎo)體器件的溫度、以及產(chǎn)生該損耗數(shù)據(jù)所表示的損耗時(shí)的開關(guān)半導(dǎo)體器件11的電壓及電流相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部43中。此外，開關(guān)半導(dǎo)體器件11的電壓及電流能夠與損耗的運(yùn)算獨(dú)立地分別讀出在電壓測(cè)量部13測(cè)得的電壓及在電流測(cè)量部14測(cè)得的電流。
還有，損耗運(yùn)算部44在進(jìn)行損耗的運(yùn)算前判斷從在電壓測(cè)得部13測(cè)得的電壓讀出的開關(guān)半導(dǎo)體器件11的電壓、從在電流測(cè)量部14測(cè)得的電流讀出的開關(guān)半導(dǎo)體器件11的電流、從溫度測(cè)量部41接收到的開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度的組是否已存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部43中。而且，如果已被存儲(chǔ)，就不進(jìn)行彼時(shí)的損耗運(yùn)算，不將該開關(guān)半導(dǎo)體器件的溫度、電壓及電流寫入存儲(chǔ)部43中。由此，不需多次去求對(duì)開關(guān)半導(dǎo)體器件11的相同的特征值的損耗數(shù)據(jù)。
此外，損耗運(yùn)算部44也可以將開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度、開關(guān)半導(dǎo)體器件11的負(fù)載的特征值和損耗數(shù)據(jù)相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部43中。具體地說，也可以將求得的損耗數(shù)據(jù)、從溫度測(cè)量部41接收到的開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度、以及產(chǎn)生該損耗數(shù)據(jù)所表示的損耗時(shí)電動(dòng)機(jī)90中的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩或電動(dòng)機(jī)電流相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部43中。這種情況下，當(dāng)從溫度測(cè)量部41接收到的溫度和求得的負(fù)載的特征值的組已經(jīng)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部43中的情況下，不進(jìn)行彼時(shí)的損耗運(yùn)算。
這樣，就在存儲(chǔ)部43中存儲(chǔ)例如上述圖17所示的數(shù)據(jù)或圖18所示的數(shù)據(jù)。
再次，參照?qǐng)D24說明將損耗數(shù)據(jù)輸出到外部時(shí)的本實(shí)施例6的半導(dǎo)體模塊40的工作。如圖24所示，執(zhí)行與上述圖21所示同樣的步驟s30、s31。由此，數(shù)據(jù)輸出控制部42識(shí)別包含在接收到的數(shù)據(jù)要求信號(hào)中的特征值。
而且，執(zhí)行與圖21所示同樣的步驟s32。在步驟s32中，數(shù)據(jù)輸出控制部42當(dāng)判斷與在步驟s31中已識(shí)別的特征值對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)沒有存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部43時(shí)，執(zhí)行步驟s35。
另一方面，在步驟s32中，數(shù)據(jù)輸出控制部42當(dāng)判斷為與在步驟s31中已識(shí)別的特征值對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)存在于存儲(chǔ)部32時(shí)，在步驟s43中，要求溫度測(cè)量部41測(cè)量溫度。接收到該要求的溫度測(cè)量部41測(cè)量開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度，并將測(cè)量結(jié)果輸出到數(shù)據(jù)輸出控制部42。
在步驟s44中，數(shù)據(jù)輸出控制部42從存儲(chǔ)部43讀出與在步驟s31中已識(shí)別的特征值和從溫度測(cè)量部41接收到的開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)，在步驟s45中，將該損耗數(shù)據(jù)輸出到電動(dòng)機(jī)控制部82。
這樣，與開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度和電動(dòng)機(jī)控制部82所要求的特征值對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)部43輸出到電動(dòng)機(jī)控制部82。
如上所述，按照本實(shí)施例6的半導(dǎo)體模塊40，除上述實(shí)施例5的半導(dǎo)體模塊30所具有的功能外，與開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)還被輸出到外部系統(tǒng)。因此，除半導(dǎo)體模塊30所具有的效果外，即使在開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度發(fā)生變化的情況下，也能夠向外部系統(tǒng)提供精度良好的損耗數(shù)據(jù)。
此外，由于在半導(dǎo)體模塊40的內(nèi)部設(shè)置了溫度測(cè)量部41，與設(shè)置在半導(dǎo)體模塊40的外部的情況相比，能夠正確地測(cè)量開關(guān)半導(dǎo)體器件11的溫度。
實(shí)施例7.
在上述的實(shí)施例1～6中，敘述了作為半導(dǎo)體模塊所具備的開關(guān)半導(dǎo)體器件11的負(fù)載的電動(dòng)機(jī)的情況，這里，說明其它的負(fù)載，例如電容器及電抗器的情況。
圖25是示出本發(fā)明的實(shí)施例7的半導(dǎo)體模塊50的結(jié)構(gòu)的方框圖。本實(shí)施例7的半導(dǎo)體模塊50基本上具備了用開關(guān)半導(dǎo)體器件51以代替上述的實(shí)施例1的半導(dǎo)體模塊10中的開關(guān)半導(dǎo)體器件11。
在開關(guān)半導(dǎo)體器件51中，作為開關(guān)元件設(shè)置了一個(gè)雙極晶體管51a，在半導(dǎo)體模塊50的外部作為負(fù)載連接電容器56及電抗器57。
通過電流測(cè)量部14的電流傳感器14a(未圖示)將電抗器57的一端和半導(dǎo)體模塊50的外部的二極管55的陽(yáng)極連接到雙極晶體管51a的集電極上。將半導(dǎo)體模塊50的外部的電池58的負(fù)電源端子和電容器56的一端連接到雙極晶體管51a的發(fā)射極上。而且，將電抗器57的另一端連接到電池58的正電源端子上，將電容器56的另一端連接到二極管55的陰極上。
圖25所示的半導(dǎo)體模塊50、電池58、電抗器57、二極管55及電容器56例如被設(shè)置在上述的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)71內(nèi)，由它們構(gòu)成開關(guān)電源電路59。而且，例如由電動(dòng)機(jī)控制部82控制雙極晶體管51a的基極電壓，控制雙極晶體管51a的開關(guān)工作。
根據(jù)雙極晶體管51a的開關(guān)頻率，從電池58的輸出電壓Vt到它的2倍電壓的電壓在電容器56的兩端發(fā)生。而且，在電容器56的兩端發(fā)生的電壓例如被施加在上述實(shí)施例1的開關(guān)半導(dǎo)體器件11的輸入端子P、N上。由此，根據(jù)電容器56的電壓的大小，決定開關(guān)半導(dǎo)體器件11的電壓的大小。此外，在上述的實(shí)施例1～6中，示出了電動(dòng)機(jī)控制部82供給開關(guān)半導(dǎo)體器件11的電壓的例子，而這樣的例子是圖25所示的開關(guān)電源電路59被設(shè)置在電動(dòng)機(jī)控制部82內(nèi)的情況的例子。
半導(dǎo)體模塊50的電流測(cè)量部14測(cè)量雙極晶體管51a的集電極-發(fā)射極之間的電流，電壓測(cè)量部13測(cè)量雙極晶體管51a的集電極-發(fā)射極之間的電壓。
損耗運(yùn)算部12以在電壓測(cè)量部13測(cè)得的電壓和在電流測(cè)量部14測(cè)得的電流為基礎(chǔ)，求出表示在開關(guān)半導(dǎo)體器件51產(chǎn)生的損耗的損耗數(shù)據(jù)，輸出到電動(dòng)機(jī)控制部82。這里，將表示一次開關(guān)工作中在雙極晶體管51a中產(chǎn)生的損耗的損耗數(shù)據(jù)作為開關(guān)半導(dǎo)體器件51的損耗數(shù)據(jù)輸出。求出損耗數(shù)據(jù)的具體的方法能夠用與在上述的實(shí)施例1中敘述的方法同樣的方法求出。
這樣，由于本實(shí)施例7的半導(dǎo)體模塊50將損耗數(shù)據(jù)輸出到外部系統(tǒng)，該外部系統(tǒng)能夠識(shí)別開關(guān)半導(dǎo)體器件51的損耗。因此，在具備半導(dǎo)體模塊50的系統(tǒng)中，能夠以從半導(dǎo)體模塊50得到的損耗數(shù)據(jù)和從其它的子系統(tǒng)得到的損耗值為基礎(chǔ)制定在整個(gè)系統(tǒng)中最良好的能量效率控制策略。
此外，在本實(shí)施例7中，將表示雙極晶體管51a的一次開關(guān)工作中產(chǎn)生的損耗的損耗數(shù)據(jù)輸出到外部，但也可以將在雙極晶體管51a的一次開關(guān)工作中產(chǎn)生的損耗乘上其開關(guān)頻率，求出在一秒中產(chǎn)生的損耗，將表示該損耗的損耗數(shù)據(jù)輸出到外部。
還有，與實(shí)施例7的半導(dǎo)體模塊50同樣，在上述的各半導(dǎo)體模塊15、20、27、30、40中，在采用開關(guān)半導(dǎo)體器件51代替開關(guān)半導(dǎo)體器件11，構(gòu)成圖25所示的開關(guān)電源電路59的情況下，當(dāng)然在各半導(dǎo)體模塊中也能夠得到上述已說明的效果。此外，作為在這種情況下的負(fù)載的特征值例如采用在電容器56的兩端產(chǎn)生的電壓。由于從電壓測(cè)量部測(cè)量的結(jié)果求出電池58的輸出電壓Vt和在開關(guān)半導(dǎo)體器件51中雙極晶體管51a的開關(guān)頻率，損耗運(yùn)算部能夠求出在電容器56的兩端產(chǎn)生的電壓。
按照本發(fā)明中第1方面的半導(dǎo)體模塊，外部系統(tǒng)能夠識(shí)別在開關(guān)半導(dǎo)體器件中產(chǎn)生的損耗。因此，在具備第1方面的半導(dǎo)體模塊的系統(tǒng)中，以從這樣的半導(dǎo)體模塊得到的損耗數(shù)據(jù)和從其它的子系統(tǒng)得到的損耗值為基礎(chǔ)，能夠制定在系統(tǒng)整體中能量效率最佳的控制策略。
還有，按照本發(fā)明中第2方面的半導(dǎo)體模塊，由于根據(jù)外部系統(tǒng)的要求輸出損耗數(shù)據(jù)，外部系統(tǒng)能夠根據(jù)自身的工作狀況接收損耗數(shù)據(jù)。因此，外部系統(tǒng)能夠在適當(dāng)?shù)耐ㄐ咆?fù)載下進(jìn)行與半導(dǎo)體模塊的通信。此外，沒有必要處理非必要的損耗數(shù)據(jù)，能夠減少無謂的處理。
還有，按照本發(fā)明中第3方面的半導(dǎo)體模塊，由于相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)開關(guān)半導(dǎo)體器件的特征值和損耗數(shù)據(jù)，沒有必要多次去求對(duì)開關(guān)半導(dǎo)體器件的同樣的特征值的損耗數(shù)據(jù)。其結(jié)果是，能夠減少對(duì)損耗數(shù)據(jù)的處理時(shí)間。
還有，按照本發(fā)明中第4方面的半導(dǎo)體模塊，由于輸出與外部系統(tǒng)所要求的開關(guān)半導(dǎo)體器件的特征值對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)，外部系統(tǒng)沒有必要處理與不必要的開關(guān)半導(dǎo)體器件的特征值對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)，能夠減少無謂的處理。
還有，按照本發(fā)明中第5及第8方面的半導(dǎo)體模塊，由于輸出與開關(guān)半導(dǎo)體器件的溫度對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)，即使在開關(guān)半導(dǎo)體器件的溫度發(fā)生變化的情況下，也能夠向外部系統(tǒng)提供精度高的損耗數(shù)據(jù)。
還有，按照本發(fā)明中第6方面的半導(dǎo)體模塊，由于將開關(guān)半導(dǎo)體器件的負(fù)載的特征值與損耗數(shù)據(jù)相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)起來，沒有必要多次去求對(duì)開關(guān)半導(dǎo)體器件的負(fù)載的相同的特征值的損耗數(shù)據(jù)。其結(jié)果是，能夠減少對(duì)損耗數(shù)據(jù)的處理時(shí)間。
還有，按照本發(fā)明中第7方面的半導(dǎo)體模塊，由于輸出與外部系統(tǒng)所要求的開關(guān)半導(dǎo)體器件的負(fù)載的特征值對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)，外部系統(tǒng)沒有必要處理與不必要的開關(guān)半導(dǎo)體器件的負(fù)載的特征值對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)，能夠減少無謂的處理。
還有，由于輸出與外部系統(tǒng)所要求的開關(guān)半導(dǎo)體器件的負(fù)載的特征值對(duì)應(yīng)的損耗數(shù)據(jù)，第7方面的半導(dǎo)體模塊對(duì)于以開關(guān)半導(dǎo)體器件的負(fù)載作為控制目標(biāo)的系統(tǒng)來說，成為合適的半導(dǎo)體模塊。
還有，按照本發(fā)明第9方面的半導(dǎo)體模塊，由于存儲(chǔ)部能夠直接從外部系統(tǒng)讀出數(shù)據(jù)，沒有必要設(shè)置進(jìn)行與外部系統(tǒng)的通信并控制損耗數(shù)據(jù)的輸出的電路。因此，能夠簡(jiǎn)化半導(dǎo)體模塊的電路結(jié)構(gòu)。
還有，按照本發(fā)明中第10方面的半導(dǎo)體模塊，由于在其內(nèi)部測(cè)量開關(guān)半導(dǎo)體元件的電壓及電流，能夠正確地測(cè)量這樣的電壓及電流。其結(jié)果是，能夠向外部系統(tǒng)提供精度良好的損耗數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體模塊，它是在內(nèi)部具備開關(guān)半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體模塊，其特征在于將表示在上述開關(guān)半導(dǎo)體器件中產(chǎn)生的功率損耗的損耗數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)信號(hào)輸出到外部。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于在內(nèi)部具備與上述半導(dǎo)體模塊的外部系統(tǒng)進(jìn)行通信、控制上述損耗數(shù)據(jù)向外部的輸出的數(shù)據(jù)輸出控制部，上述數(shù)據(jù)輸出控制部根據(jù)來自上述系統(tǒng)的要求將上述損耗數(shù)據(jù)輸出到上述系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于在內(nèi)部具備將上述開關(guān)半導(dǎo)體器件的特征值與上述損耗數(shù)據(jù)相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)起來的存儲(chǔ)部，將存儲(chǔ)在上述存儲(chǔ)部中的上述損耗數(shù)據(jù)輸出到外部。
4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于將與上述半導(dǎo)體模塊的外部系統(tǒng)所要求的上述開關(guān)半導(dǎo)體器件的特征值對(duì)應(yīng)的上述損耗數(shù)據(jù)從上述存儲(chǔ)部輸出到上述系統(tǒng)。
5.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于上述存儲(chǔ)部存儲(chǔ)上述開關(guān)半導(dǎo)體器件的溫度作為上述開關(guān)半導(dǎo)體器件的特征值，在內(nèi)部還具備測(cè)量上述開關(guān)半導(dǎo)體器件的溫度的溫度測(cè)量部，將與在上述溫度測(cè)得部測(cè)量的上述開關(guān)半導(dǎo)體器件的溫度對(duì)應(yīng)的上述損耗數(shù)據(jù)從上述存儲(chǔ)部輸出到外部。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于在內(nèi)部具備將上述開關(guān)半導(dǎo)體器件的負(fù)載的特征值與上述損耗數(shù)據(jù)相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)起來的存儲(chǔ)部，將在上述中存儲(chǔ)部存儲(chǔ)的上述損耗數(shù)據(jù)輸出到外部。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于將與上述半導(dǎo)體模塊的外部系統(tǒng)所要求的上述負(fù)載的特征值對(duì)應(yīng)的上述損耗數(shù)據(jù)從上述存儲(chǔ)部輸出到上述系統(tǒng)。
8.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于上述存儲(chǔ)部相互對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)上述開關(guān)半導(dǎo)體器件的溫度、上述負(fù)載的特征值和上述損耗數(shù)據(jù)，在內(nèi)部還具備測(cè)量上述開關(guān)半導(dǎo)體器件的溫度的溫度測(cè)量部，將與在上述溫度測(cè)量部測(cè)得的上述開關(guān)半導(dǎo)體器件的溫度對(duì)應(yīng)的上述損耗數(shù)據(jù)從上述存儲(chǔ)部輸出到外部。
9.如權(quán)利要求4及權(quán)利要求7的任何一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于上述存儲(chǔ)部能夠從上述系統(tǒng)直接讀出數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求8的任何一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于在上述開關(guān)半導(dǎo)體器件中設(shè)置開關(guān)半導(dǎo)體元件；在內(nèi)部具備測(cè)量施加在上述開關(guān)半導(dǎo)體元件上的電壓的電壓測(cè)量部；測(cè)量流過上述開關(guān)半導(dǎo)體元件的電流的電流測(cè)量部；以及以在上述電壓測(cè)量部測(cè)得的上述電壓和在上述電流測(cè)量部測(cè)得的上述電流為基礎(chǔ)，求出上述損耗數(shù)據(jù)的損耗運(yùn)算部。
全文摘要
本發(fā)明的課題是提供一種在內(nèi)部具備開關(guān)半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體模塊中使外部系統(tǒng)能夠識(shí)別該開關(guān)半導(dǎo)體器件的功率損耗的技術(shù)。在半導(dǎo)體模塊10的內(nèi)部所具備的開關(guān)半導(dǎo)體器件11中，設(shè)置多個(gè)開關(guān)半導(dǎo)體元件。損耗運(yùn)算部12以在電壓測(cè)量部13測(cè)得的各開關(guān)半導(dǎo)體元件的電壓和在電流測(cè)量部14測(cè)得的各開關(guān)半導(dǎo)體元件的電流為基礎(chǔ)，求出在開關(guān)半導(dǎo)體器件11中產(chǎn)生的功率損耗。損耗運(yùn)算部12將求得的表示功率損耗的損耗數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)信號(hào)輸出到半導(dǎo)體模塊10的外部的電動(dòng)機(jī)控制部82。電動(dòng)機(jī)控制部82能夠從損耗數(shù)據(jù)識(shí)別在開關(guān)半導(dǎo)體器件11中產(chǎn)生的功率損耗。
文檔編號(hào)G01R31/40GK1467905SQ03107319
公開日2004年1月14日 申請(qǐng)日期2003年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月5日
發(fā)明者宮本升 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社