本發(fā)明涉及一種電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、功率模塊及半導(dǎo)體器件，例如涉及逆變器等中的高壓側(cè)(high side)電路的通信技術(shù)。

背景技術(shù)：

在專利文獻(xiàn)1中，記載了在功率模塊內(nèi)的不同的兩個(gè)位置分別設(shè)置二極管，基于各二極管的溫度特性檢測兩個(gè)位置的溫度梯度，由此推算功率半導(dǎo)體元件的壽命的方式。在專利文獻(xiàn)2中，記載了在IGBT芯片的柵極與包含該芯片的IGBT模塊的柵極端子之間連接內(nèi)部柵極電阻，利用該內(nèi)部柵極電阻的溫度特性來檢測IGBT模塊的溫度的方式。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2006-114575號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2000-124781號(hào)公報(bào)

例如，在將直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓的逆變器等中，從高壓側(cè)晶體管與低壓側(cè)(low side)晶體管的連接端子向負(fù)載供電。包含高壓側(cè)晶體管的高壓側(cè)電路以該連接端子的電壓為基準(zhǔn)來工作，然而該連接端子的電壓根據(jù)高壓側(cè)晶體管與低壓側(cè)晶體管的導(dǎo)通/截止而變動(dòng)。因此，例如，以固定電壓為基準(zhǔn)來工作的控制器與以變動(dòng)電壓為基準(zhǔn)來工作的高壓側(cè)電路之間的通信通常經(jīng)由光電耦合器或數(shù)字隔離器等絕緣元件來進(jìn)行。但是，這樣的絕緣元件的價(jià)格高，所以存在導(dǎo)致成本增加的危險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

后述的實(shí)施方式是鑒于上述問題而提出的，其他的問題和新穎的特征可以通過本說明書的描述以及附圖而明確。

采用一個(gè)實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)具有：控制器，與高壓側(cè)電路及低壓側(cè)電路進(jìn)行通信；第一結(jié)合電路，包含控制器與高壓側(cè)電路之間的布線；第二結(jié)合電路，包含控制器與低壓側(cè)電路之間的布線。高壓側(cè)電路具有：高壓側(cè)開關(guān)，結(jié)合在第一電源端子與負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子之間，經(jīng)由負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子向負(fù)載供電；高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)高壓側(cè)開關(guān)。低壓側(cè)電路具有：低壓側(cè)開關(guān)，結(jié)合在基準(zhǔn)電源端子與負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子之間，經(jīng)由負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子向負(fù)載供電；低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)低壓側(cè)開關(guān)。第一結(jié)合電路具有二極管，所述二極管的正極與來自控制器的布線結(jié)合，所述二極管的負(fù)極與來自高壓側(cè)電路的布線結(jié)合。

發(fā)明效果

根據(jù)所述一實(shí)施方式，在電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中能夠?qū)崿F(xiàn)成本的降低。

附圖說明

圖1是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式1的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的主要部分的概略構(gòu)成例的電路圖。

圖2是示出在圖1的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的主要部分的概略的動(dòng)作例的波形圖。

圖3的(a)和(b)是圖2的補(bǔ)充圖，(a)是提取出的從控制器到高壓側(cè)控制電路的通信路徑的電路圖，(b)是提取出的從高壓側(cè)控制電路到控制器的通信路徑的電路圖。

圖4是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式2的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的主要部分的概略構(gòu)成例的電路圖。

圖5是示出圖4中的高壓側(cè)開關(guān)和低壓側(cè)開關(guān)各自的概略的配置構(gòu)成例的俯視圖。

圖6是示出在圖4的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的主要部分的概略的動(dòng)作例的波形圖。

圖7的(a)是示出圖4中的溫度檢測電路內(nèi)的二極管的結(jié)構(gòu)例的剖視圖和俯視圖，(b)是示出(a)的二極管的耐壓特性的一例的圖。

圖8是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3的半導(dǎo)體器件的概略構(gòu)成例的電路框圖。

圖9是示出圖8的半導(dǎo)體器件的概略的布局構(gòu)成例的俯視圖。

圖10是示出對圖9進(jìn)行了擴(kuò)展的布局構(gòu)成例的俯視圖。

圖11是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式3的功率模塊中的概略的封裝構(gòu)成例的俯視圖。

圖12是示出圖11的功率模塊的安裝方式的一例的概略圖。

圖13是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式4的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的主要部分的概略構(gòu)成例的電路圖。

圖14是示出在圖13的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的主要部分的概略的動(dòng)作例的波形圖。

圖15是示出在作為本發(fā)明的比較例的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的主要部分的概略構(gòu)成例的電路圖。

圖16是示出在作為本發(fā)明的比較例的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的主要部分的概略構(gòu)成例的電路圖。

圖17是示出在作為本發(fā)明的比較例的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的主要部分的概略構(gòu)成例的電路圖。

圖18的(a)和(b)是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式4的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的作為前提的結(jié)合電路的問題的一例的波形圖。

圖19是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式5的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的主要部分的概略構(gòu)成例的電路圖。

圖20是示出圖19的溫度檢測電路的動(dòng)作時(shí)間點(diǎn)的一例的概略圖。

圖21是示出圖19的開關(guān)控制電路的構(gòu)成例的概略圖。

其中，附圖標(biāo)記說明如下：

AMP1、AMP2 差動(dòng)放大電路

AR_HVBK 高電壓區(qū)域

AR_LVBK 低電壓區(qū)域

AR_TRMBK 終止區(qū)域

BW 鍵合線

CPL10 光電耦合器

CTLU 控制器

DD1、DD1a、DD1b、DD2 二極管

DS 下拉開關(guān)

DVIC1、DVIC2 驅(qū)動(dòng)器IC(半導(dǎo)體器件)

HCC1、HCC2、LCC 結(jié)合電路

HCT 高壓側(cè)控制電路

HDV 高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器

HSU 高壓側(cè)電路

HSW 高壓側(cè)開關(guān)

IS1、IS1a、IS1b、IS2 電流源

LCT 低壓側(cè)控制電路

LD 負(fù)載

LDV 低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器

LF 引線(外部端子)

LSC 電平轉(zhuǎn)換電路

LSU 低壓側(cè)電路

LSW 低壓側(cè)開關(guān)

PCB 布線基板

PD 焊盤(端子)

PKG 封裝材料

PMD 功率模塊

PN_GND 基準(zhǔn)電源端子

PN_OUT 負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子

PN_VIN 輸入電源端子

TChu、TChv、TChw、TClu、TClv、TClw 溫度檢測電路

TDhu、TDhv、TDhw、TDlu、TDlv、TDlw 溫度檢測二極管

TRh 高壓側(cè)晶體管

TRl 低壓側(cè)晶體管

VB 啟動(dòng)電源電壓

VCC 電源電壓

VIN 輸入電源電壓

VS 浮動(dòng)電壓

具體實(shí)施方式

在以下的實(shí)施方式中，為了方便，在必要時(shí)會(huì)分為多個(gè)部分或者實(shí)施方式進(jìn)行說明，然而除非特別明示了的情況以外，這些部分或者實(shí)施方式并非彼此無關(guān)，而是存在著一者是另一者的一部分或者全部的變形例、詳細(xì)或補(bǔ)充說明等的關(guān)系。另外，在以下的實(shí)施方式中，在提及元素的數(shù)等(包含個(gè)數(shù)、數(shù)值、數(shù)量、范圍等)的情況下，除非特別明示了的情況及在原理上明確地被限定為特定的數(shù)等的情況以外，并非限定于該特定的數(shù)，而是在特定的數(shù)以上或以下均可。

進(jìn)一步地，在以下的實(shí)施方式中，其構(gòu)成元素(也包含元素步驟等)除了特別明示了的情況及在原理上明確地被認(rèn)為是必要的情況等以外，當(dāng)然不一定是必要的。同樣地，在以下的實(shí)施方式中，在提及構(gòu)成元素等的形狀、位置關(guān)系等時(shí)，除了特別明示了的情況及在原理上明確地被認(rèn)為并非如此的情況等以外，認(rèn)為包括與該形狀等在實(shí)質(zhì)上近似或者類似的形狀等。在這方面，針對上述數(shù)值和范圍也是同樣的。

另外，在實(shí)施方式中，使用MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)(簡稱為MOS晶體管)來作為MISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor：金屬絕緣體半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)的一例，然而不應(yīng)當(dāng)排除非氧化膜作為柵極絕緣膜的情況。

以下，基于附圖來詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施方式。此外，在用于說明實(shí)施方式的全部附圖中，對相同的構(gòu)件原則上標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，并省略重復(fù)的說明。

(實(shí)施方式1)

電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的概略構(gòu)成

圖1是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式1的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的主要部分的概略構(gòu)成例的電路圖。圖1所示的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)具有控制器CTLU，高壓側(cè)電路HSU，低壓側(cè)電路LSU以及結(jié)合電路HCC1、HCC2、LCC。結(jié)合電路HCC1、HCC2包含控制器CTLU與高壓側(cè)電路HSU之間的布線，結(jié)合電路LCC包含控制器CTLU與低壓側(cè)電路LSU之間的布線。

高壓側(cè)電路HSU具有高壓側(cè)開關(guān)HSW和高壓側(cè)控制電路HCT。高壓側(cè)開關(guān)HSW結(jié)合在以基準(zhǔn)電源電壓GND為基準(zhǔn)來供給輸入電源電壓VIN的輸入電源端子PN_VIN與負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子PN_OUT之間，經(jīng)由負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子PN_OUT向負(fù)載LD供電。

詳細(xì)地，高壓側(cè)開關(guān)HSW具有高壓側(cè)晶體管TRh和與高壓側(cè)晶體管TRh并聯(lián)的續(xù)流二極管FDh。高壓側(cè)晶體管TRh并不特別限定，可以是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：絕緣柵雙極型晶體管)等。高壓側(cè)控制電路HCT具有通過高壓側(cè)開關(guān)信號(hào)HO將高壓側(cè)開關(guān)HSW(具體是指高壓側(cè)晶體管TRh)驅(qū)動(dòng)至導(dǎo)通狀態(tài)或者截止?fàn)顟B(tài)的高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器HDV，通過高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器HDV進(jìn)行高壓側(cè)開關(guān)HSW的控制和保護(hù)等。

低壓側(cè)電路LSU具有低壓側(cè)開關(guān)LSW和低壓側(cè)控制電路LCT。低壓側(cè)開關(guān)LSW結(jié)合在供給基準(zhǔn)電源電壓GND的基準(zhǔn)電源端子PN_GND與負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子PN_OUT之間，經(jīng)由負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子PN_OUT向負(fù)載LD供電。詳細(xì)地，低壓側(cè)開關(guān)LSW具有低壓側(cè)晶體管TRl和與低壓側(cè)晶體管TRl并聯(lián)的續(xù)流二極管FDl。低壓側(cè)晶體管TRl并不特別限定，可以是IGBT等。

低壓側(cè)控制電路LCT具有通過低壓側(cè)開關(guān)信號(hào)LO將低壓側(cè)開關(guān)LSW(具體是指低壓側(cè)晶體管TRl)驅(qū)動(dòng)至導(dǎo)通狀態(tài)或者截止?fàn)顟B(tài)的低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器LDV，通過低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器LDV進(jìn)行低壓側(cè)開關(guān)LSW的控制和保護(hù)等。此處，如圖1所示，根據(jù)情況，有時(shí)在負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子PN_OUT與低壓側(cè)控制電路LCT之間設(shè)置二極管Ddes。低壓側(cè)控制電路LCT經(jīng)由該二極管Ddes監(jiān)視低壓側(cè)晶體管TRl的發(fā)射極-集電極間電壓，在基于該監(jiān)視結(jié)果檢測到負(fù)載LD的短路等的情況下，進(jìn)行低壓側(cè)開關(guān)LSW的斷開等。

控制器CTLU經(jīng)由結(jié)合電路HCC1、HCC2與高壓側(cè)電路HSU進(jìn)行通信，由此控制高壓側(cè)電路HSU。在圖1的例子中，結(jié)合電路HCC1向控制器CTLU的接收電路RXc傳輸來自高壓側(cè)控制電路HCT的發(fā)送電路TXh的信號(hào)DOh。與之相反，結(jié)合電路HCC2向高壓側(cè)控制電路HCT的接收電路RXh傳輸來自控制器CTLU的發(fā)送電路TXc的信號(hào)DOc。另外，控制器CTLU經(jīng)由結(jié)合電路LCC與低壓側(cè)電路LSU通信，由此控制低壓側(cè)電路LSU。

在如這樣的構(gòu)成中，低壓側(cè)電路LSU以基準(zhǔn)電源電壓GND為基準(zhǔn)，在電源電壓(例如15V等)VCC下工作。另外，在本例中，控制器CTLU也以基準(zhǔn)電源電壓GND為基準(zhǔn)，在電源電壓VCC下工作。另一方面，高壓側(cè)電路HSU以與負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子PN_OUT結(jié)合的浮動(dòng)電壓VS為基準(zhǔn)，在啟動(dòng)電源電壓VB下工作。啟動(dòng)電源電壓VB是由例如從電源電壓VCC向負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子PN_OUT依次連接的自舉二極管Db和自舉電容器Cb生成的。

例如，在高壓側(cè)開關(guān)HSW截止，低壓側(cè)開關(guān)LSW導(dǎo)通的期間[1]，浮動(dòng)電壓VS成為基準(zhǔn)電源電壓GND，自舉二極管Db正向偏壓。其結(jié)果是，自舉電容器Cb在電源電壓VCC下充電，啟動(dòng)電源電壓VB等于電源電壓VCC。此外，嚴(yán)格地講，產(chǎn)生了二極管的正向電壓降，在本說明書中，除了特別明示的情況以外，忽略如這樣的電壓降。另外，也忽略伴隨各晶體管的導(dǎo)通電阻而產(chǎn)生的電壓降。

另一方面，在高壓側(cè)開關(guān)HSW導(dǎo)通，低壓側(cè)開關(guān)LSW截止的期間[2]，浮動(dòng)電壓VS成為輸入電源電壓VIN(例如1200V等)，啟動(dòng)電源電壓VB通過期間[1]內(nèi)的自舉電容器Cb的充電電壓而變成“VIN+VCC”，自舉二極管Db反向偏壓。高壓側(cè)電路HSU在期間[1]內(nèi)，在經(jīng)由自舉二極管Db供給的電源電壓VCC下工作，在期間[2]內(nèi)，在自舉電容器Cb的充電電壓(即電源電壓VCC)下工作。

比較例的通信方式

圖15是示出在作為本發(fā)明的比較例的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的主要部分的概略構(gòu)成例的電路圖。如上所述，控制器CTLU以基準(zhǔn)電源電壓GND為基準(zhǔn)，在電源電壓VCC下工作，與此相對，高壓側(cè)電路HSU在期間[2]內(nèi)以輸入電源電壓VIN為基準(zhǔn)，在“VIN+VCC”下工作。因此，在控制器CTLU與高壓側(cè)電路HSU之間進(jìn)行通信的情況下，為了匹配信號(hào)電平和防止元件損壞等，例如，必需有如圖15所示的絕緣元件。

圖15所示的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)具有例如使光電二極管發(fā)光并向光電晶體管流入電流來傳輸信號(hào)的光電耦合器CPL1’、CPL2’以作為絕緣元件。光電耦合器CPL1’將從高壓側(cè)控制電路HCT的發(fā)送電路TXh’發(fā)送出的在啟動(dòng)電源電壓VB與浮動(dòng)電壓VS之間演變的信號(hào)轉(zhuǎn)換為在電源電壓VCC與基準(zhǔn)電源電壓GND之間演變的信號(hào)，并向控制器CTLU的接收電路RXc’傳輸。與之相反，光電耦合器CPL2’將從控制器CTLU的發(fā)送電路TXc’發(fā)送出的在電源電壓VCC與基準(zhǔn)電源電壓GND之間演變的信號(hào)轉(zhuǎn)換為在啟動(dòng)電源電壓VB與浮動(dòng)電壓VS之間演變的信號(hào)，并向高壓側(cè)控制電路HCT的接收電路RXh’傳輸。

在本例中，使用了光電耦合器作為絕緣元件，然而也可以使用通過兩個(gè)線圈的磁耦合來傳輸信號(hào)的數(shù)字隔離器等。但是，由于比如光電耦合器或者數(shù)字隔離器這樣的絕緣元件通常價(jià)格很高，所以存在導(dǎo)致電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的成本增加的危險(xiǎn)。另外，若如此價(jià)格高的部件是必要的，則增加例如控制器CTLU與高壓側(cè)電路HSU之間的通信路徑可能會(huì)變得困難。

本實(shí)施方式1的通信方式

因此，在本實(shí)施方式1的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，如圖1所示，結(jié)合電路HCC1、HCC2分別具有正極與來自控制器CTLU的布線結(jié)合、且負(fù)極與來自高壓側(cè)電路HSU的布線結(jié)合的二極管DD1、DD2。二極管DD1、DD2分別是例如具有與輸入電源電壓VIN(例如1200V等)相應(yīng)的耐壓能力的高耐壓二極管。

進(jìn)一步地，在圖1的例子中，結(jié)合電路HCC1除了二極管DD1以外，還具有結(jié)合在電源電壓VCC與二極管DD1的正極之間的電流源IS1。電流源IS1向二極管DD1流入正向的微小的電流。此外，電流源IS1也可以替換成高電阻的電阻元件等。另外，結(jié)合電路HCC2除了二極管DD2以外，還具有結(jié)合在二極管DD2的負(fù)極與負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子PN_OUT之間的下拉開關(guān)DS。下拉開關(guān)DS根據(jù)例如來自高壓側(cè)控制電路HCT的驅(qū)動(dòng)器SDV的開關(guān)信號(hào)Sds被控制接通/關(guān)斷。

圖2是示出在圖1的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的主要部分的概略的動(dòng)作例的波形圖。圖3的(a)和圖3的(b)是圖2的補(bǔ)充圖，圖3的(a)是提取出的從控制器到高壓側(cè)控制電路的通信路徑的電路圖，圖3的(b)是提取出的從高壓側(cè)控制電路到控制器的通信路徑的電路圖。

在圖2中，高壓側(cè)開關(guān)信號(hào)HO和低壓側(cè)開關(guān)信號(hào)LO是由‘H’電平和‘L’電平互補(bǔ)地演變而成的信號(hào)。高壓側(cè)開關(guān)信號(hào)HO的‘L’電平的電壓是浮動(dòng)電壓VS，‘H’電平的電壓是浮動(dòng)電壓VS加上電源電壓VCC得到的電壓“VS+VCC”。低壓側(cè)開關(guān)信號(hào)LO的‘L’電平的電壓是基準(zhǔn)電源電壓GND，‘H’電平的電壓是電源電壓VCC。另外，在高壓側(cè)開關(guān)信號(hào)HO和低壓側(cè)開關(guān)信號(hào)LO中，以不產(chǎn)生共同導(dǎo)通的期間的方式來設(shè)置死區(qū)(deadtime)期間。

在時(shí)刻t1，伴隨著高壓側(cè)開關(guān)信號(hào)HO向‘L’電平(高壓側(cè)晶體管TRh截止)的轉(zhuǎn)變，浮動(dòng)電壓VS下降。當(dāng)浮動(dòng)電壓VS下降到低于基準(zhǔn)電源電壓GND時(shí)，電動(dòng)機(jī)等負(fù)載LD的電流路徑切換為低壓側(cè)開關(guān)LSW的續(xù)流二極管FDl。然后，經(jīng)過死區(qū)(deadtime)期間，在時(shí)刻t2，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)開關(guān)信號(hào)LO轉(zhuǎn)變?yōu)椤瓾’電平(低壓側(cè)晶體管TRl導(dǎo)通)時(shí)，浮動(dòng)電壓VS變成基準(zhǔn)電源電壓GND。

然后，在時(shí)刻t3，伴隨著低壓側(cè)開關(guān)信號(hào)LO向‘L’電平(低壓側(cè)晶體管TRl截止)的轉(zhuǎn)變，浮動(dòng)電壓VS升高。當(dāng)浮動(dòng)電壓VS升高到高于輸入電源電壓VIN時(shí)，負(fù)載LD的電流路徑切換為高壓側(cè)開關(guān)HSW的續(xù)流二極管FDh。然后，經(jīng)過死區(qū)(deadtime)期間，在時(shí)刻t4，當(dāng)高壓側(cè)開關(guān)信號(hào)HO轉(zhuǎn)變?yōu)椤瓾’電平(高壓側(cè)晶體管TRh導(dǎo)通)時(shí)，浮動(dòng)電壓VS變成輸入電源電壓VIN。以后，在時(shí)刻t5～t8，進(jìn)行與時(shí)刻t1～t4同樣的動(dòng)作。

伴隨著如這樣的浮動(dòng)電壓VS的轉(zhuǎn)變，如圖3的(a)和圖3的(b)所示，在高壓側(cè)控制電路HCT的接收電路RXh和發(fā)送電路TXh中，交替地發(fā)生以基準(zhǔn)電源電壓GND為基準(zhǔn)工作的期間(圖2的時(shí)刻t2～t3)和以輸入電源電壓VIN為基準(zhǔn)工作的期間(圖2的時(shí)刻t4～t5)。在本說明書中，將前者的期間(時(shí)刻t2～t3)稱為低壓側(cè)期間，將后者的期間(時(shí)刻t4～t5)稱為高壓側(cè)期間。此處，假設(shè)從控制器CTLU的發(fā)送電路TXc向高壓側(cè)控制電路HCT的接收電路RXh進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)那闆r。

首先，作為低壓側(cè)期間(時(shí)刻t2～t3)的初始狀態(tài)，將接收電路RXh的接收節(jié)點(diǎn)Nih的電壓設(shè)置為與浮動(dòng)電壓VS(此處為基準(zhǔn)電源電壓GND)相等。在這種情況下，來自控制器CTLU的發(fā)送電路TXc的‘H’電平(電源電壓VCC的電平)的信號(hào)DOc經(jīng)由正向偏壓的二極管DD2傳輸，被接收電路RXh當(dāng)作‘H’電平(電源電壓VCC的電平)的信號(hào)DIh接收。另一方面，來自發(fā)送電路TXc的‘L’電平(基準(zhǔn)電源電壓GND的電平)的信號(hào)DOc被接收電路RXh當(dāng)作‘L’電平(基準(zhǔn)電源電壓GND的電平)的信號(hào)DIh接收。

然后，在轉(zhuǎn)變到高壓側(cè)期間(時(shí)刻t4～t5)時(shí)，接收電路RXh的接收節(jié)點(diǎn)Nih的電壓伴隨著與浮動(dòng)電壓VS之間的寄生電容Cp等，追隨著浮動(dòng)電壓VS的演變而演變。此時(shí)，當(dāng)接收節(jié)點(diǎn)Nih的電壓超過發(fā)送電路TXc的發(fā)送節(jié)點(diǎn)Noc的電壓時(shí)，二極管DD2變?yōu)榉聪蚱珘?，接收?jié)點(diǎn)Nih與發(fā)送節(jié)點(diǎn)Noc絕緣。由于發(fā)送節(jié)點(diǎn)Noc的電壓不會(huì)超過電源電壓VCC，所以發(fā)送電路TXc中的元件不會(huì)發(fā)生損壞。

如此，在本實(shí)施方式1中，從發(fā)送電路TXc經(jīng)由二極管DD2向接收電路RXh的信號(hào)傳輸在低壓側(cè)期間(時(shí)刻t2～t3)內(nèi)進(jìn)行，在高壓側(cè)期間(時(shí)刻t4～t5)內(nèi)不進(jìn)行。然后，再次轉(zhuǎn)變到低壓側(cè)期間(時(shí)刻t6～t7)。此處，假如，在其前一個(gè)低壓側(cè)期間(時(shí)刻t2～t3)接收節(jié)點(diǎn)Nih的信號(hào)DIh是‘H’電平(電源電壓VCC的電平)的情況下，在該低壓側(cè)期間(時(shí)刻t6～t7)可能發(fā)生接收節(jié)點(diǎn)Nih依然維持‘H’電平這樣的事情。在這種情況下，由于二極管DD2變?yōu)榉聪蚱珘海詿o法傳輸來自發(fā)送電路TXc的‘L’電平(基準(zhǔn)電源電壓GND的電平)的信號(hào)DOc。

因此，如圖2所示，作為在低壓側(cè)期間(時(shí)刻t2～t3、t6～t7)從發(fā)送電路TXc向接收電路RXh進(jìn)行信號(hào)傳輸時(shí)的前處理，使用開關(guān)信號(hào)Sds將下拉開關(guān)DS控制在接通狀態(tài)。在圖2的例子中，高壓側(cè)控制電路HCT在時(shí)刻t1～t2的期間和時(shí)刻t5～t6的期間將下拉開關(guān)DS控制在接通狀態(tài)。其結(jié)果是，如上所述，作為低壓側(cè)期間(時(shí)刻t2～t3、t6～t7)的初始狀態(tài)，能夠使接收電路RXh的接收節(jié)點(diǎn)Nih的電壓等于浮動(dòng)電壓VS(基準(zhǔn)電源電壓GND)，能夠沒有問題地進(jìn)行信號(hào)傳輸。此外，在將下拉開關(guān)DS控制在接通狀態(tài)的期間并不特別限定于圖2的例子，例如也可以在時(shí)刻t3～t6中的任意的期間，或者，也可以包含從時(shí)刻t6開始的較短的期間。

以下，假設(shè)從高壓側(cè)控制電路HCT的發(fā)送電路TXh向控制器CTLU的接收電路RXc進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)那闆r。在圖3的(b)中，發(fā)送電路TXh在低壓側(cè)期間(時(shí)刻t2～t3)發(fā)送‘H’電平(電源電壓VCC的電平)或者‘L’電平(基準(zhǔn)電源電壓GND的電平)的信號(hào)DOh。此時(shí)，假如，在接收電路RXc的接收節(jié)點(diǎn)Nic的電壓是基準(zhǔn)電源電壓GND且信號(hào)DOh是‘H’電平的情況下，由于二極管DD1變?yōu)榉聪蚱珘?，所以無法傳輸信號(hào)DOh。

因此，在圖3的(b)中，接收節(jié)點(diǎn)Nic經(jīng)由流過微小電流的電流源IS1而與電源電壓VCC結(jié)合。電流源IS1具有與發(fā)送電路TXh的輸出電阻相比足夠高的電阻值。其結(jié)果是，接收電路RXc在信號(hào)DOh是‘H’電平的情況下，能夠?qū)⒃撔盘?hào)DOh當(dāng)作‘H’電平的信號(hào)DIc接收。另外，‘L’電平的信號(hào)DOh經(jīng)由正向偏壓的二極管DD1被傳輸至接收節(jié)點(diǎn)Nic，接收電路RXc能夠?qū)⒃撔盘?hào)當(dāng)作‘L’電平的信號(hào)DIc接收。此外，如上所述，電流源IS1也可以是高電阻的電阻元件等。

然后，轉(zhuǎn)變到高壓側(cè)期間(時(shí)刻t4～t5)。伴隨著轉(zhuǎn)變到高壓側(cè)期間(時(shí)刻t4～t5)，發(fā)送節(jié)點(diǎn)Noh的電壓通過與圖3的(a)的情況同樣的寄生電容Cp或者輸出動(dòng)作中的發(fā)送電路TXh，追隨著浮動(dòng)電壓VS的演變而演變。此時(shí)，當(dāng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)Noh的電壓超過接收節(jié)點(diǎn)Nic的電壓(電源電壓VCC)時(shí)，二極管DD1變?yōu)榉聪蚱珘?，發(fā)送節(jié)點(diǎn)Noh與接收節(jié)點(diǎn)Nic絕緣。由于接收節(jié)點(diǎn)Nic的電壓被固定在電源電壓VCC，所以接收電路RXc中的元件不發(fā)生損壞。

然后，再次轉(zhuǎn)變到低壓側(cè)期間(時(shí)刻t6～t7)，進(jìn)行與低壓側(cè)期間(時(shí)刻t2～t3)同樣的動(dòng)作。如此，在本實(shí)施方式1中，從發(fā)送電路TXh經(jīng)由二極管DD1到接收電路RXc的信號(hào)傳輸也是在低壓側(cè)期間內(nèi)進(jìn)行，在高壓側(cè)期間內(nèi)不進(jìn)行。

如以上所述，在本實(shí)施方式1的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，使用二極管DD1、DD2進(jìn)行控制器CTLU與高壓側(cè)電路HSU之間的通信。因此，不使用如圖15所示那樣的價(jià)格高的絕緣元件，就能夠進(jìn)行該高壓側(cè)電路HSU的通信，作為代表性效果能夠?qū)崿F(xiàn)成本的降低等。另外，其結(jié)果是，也能夠容易地增加控制器CTLU與高壓側(cè)電路HSU之間的通信路徑。

此外，此處，為了簡化說明，以在‘H’電平與‘L’電平之間轉(zhuǎn)變的數(shù)字信號(hào)的通信為例。但是，根據(jù)上述的構(gòu)成和動(dòng)作可知，實(shí)施方式1的通信方式也能夠同樣地應(yīng)用于具有‘H’電平與‘L’電平之間的任意值的模擬信號(hào)的通信。針對涉及模擬信號(hào)的通信的具體例子，在實(shí)施方式2等后述。

實(shí)施方式2

電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的概略構(gòu)成(應(yīng)用例[1])

圖4是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式2的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的主要部分的概略構(gòu)成例的電路圖。圖4所示的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)具有逆變器IVU和控制該逆變器IVU的各種控制電路，該逆變器IVU具有三相(u相、v相、w相)的高壓側(cè)開關(guān)HSWu、HSWv、HSWw和低壓側(cè)開關(guān)LSWu、LSWv、LSWw。逆變器IVU以基準(zhǔn)電源電壓GND為基準(zhǔn)供給輸入電源電壓VIN(例如600V等)。逆變器IVU通過例如PWM(Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制)控制，在三相的負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子PN_OUTu、PN_OUTv、PN_OUTw生成三相的交流電壓(浮動(dòng)電壓)VSu、VSv、VSw，由此向電動(dòng)機(jī)等負(fù)載LD供電。

在各種控制電路中包含進(jìn)行三相的高壓側(cè)開關(guān)HSWu、HSWv、HSWw的控制和保護(hù)等的高壓側(cè)控制電路HCTu、HCTv、HCTw以及進(jìn)行三相的低壓側(cè)開關(guān)LSWu、LSWv、LSWw的控制和保護(hù)等的低壓側(cè)控制電路LCTu、LCTv、LCTw。進(jìn)一步地，在各種控制電路中包含控制器CTLU，作為絕緣元件的光電耦合器CPL10，三相的高壓側(cè)的溫度檢測電路TChu、TChv、TChw以及三相的低壓側(cè)的溫度檢測電路TClu、TClv、TClw。

控制器CTLU并不特別限定，在此處由微型控制器(MCU：Micro Control Unit)等構(gòu)成。控制器CTLU被供給電源電壓VDD(例如5V等)和基準(zhǔn)電源電壓GND，并具有模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC1、ADC2和通過處理器的程序處理等而被安裝的保護(hù)電路PRCc。控制器CTLU從IO端子IO1發(fā)送高壓側(cè)開關(guān)HSWu(高壓側(cè)晶體管TRhu)的導(dǎo)通/截止信號(hào)(例如PWM信號(hào))，從IO端子IO2發(fā)送低壓側(cè)開關(guān)LSWu(低壓側(cè)晶體管TRlu)的導(dǎo)通/截止信號(hào)(例如PWM信號(hào))。

低壓側(cè)控制電路LCTu根據(jù)來自控制器CTLU的低壓側(cè)開關(guān)LSWu的導(dǎo)通/截止信號(hào)，經(jīng)由內(nèi)部的低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器(未圖示)來驅(qū)動(dòng)低壓側(cè)晶體管TRlu。此處，低壓側(cè)控制電路LCTu在例如15V等的電源電壓VCC下工作。因此，更加詳細(xì)地，例如，低壓側(cè)控制電路LCTu具有將電源電壓VDD(例如5V)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為電源電源VCC(例如15V)的信號(hào)的電平轉(zhuǎn)換電路。如這樣的電壓電平的轉(zhuǎn)換能夠利用例如由具有與電源電壓VCC相應(yīng)的耐壓能力的元件構(gòu)成的一般的電平轉(zhuǎn)換電路來實(shí)現(xiàn)。

另一方面，為了從控制器CTLU向高壓側(cè)控制電路HCTu傳輸導(dǎo)通/截止信號(hào)，必需有絕緣元件。即，在使用實(shí)施方式1中描述的通信方式的情況下，由于通信期間受限，不適于導(dǎo)通/截止信號(hào)的傳輸。因此，光電耦合器CPL10將控制器CTLU的輸出信號(hào)的電壓電平(電源電壓VDD-基準(zhǔn)電源電壓GND的電平)轉(zhuǎn)換為高壓側(cè)控制電路HCTu的輸入信號(hào)的電壓電平(啟動(dòng)電源電壓VB-浮動(dòng)電壓VSu的電平)。圖示省略，關(guān)于從控制器CTLU向v相的各控制電路(HCTv、LCTv)和w相的各控制電路(HCTw、LCTw)的導(dǎo)通/截止信號(hào)的傳輸，也與u相的情況同樣地進(jìn)行。

高壓側(cè)開關(guān)HSWu具有與高壓側(cè)開關(guān)HSWu(具體地例如高壓側(cè)晶體管TRhu)形成于相同的半導(dǎo)體芯片，并檢測高壓側(cè)開關(guān)HSWu的溫度的溫度檢測二極管TDhu。同樣地，高壓側(cè)開關(guān)HSWv、HSWw也分別具有溫度檢測二極管TDhv、TDhw。另外，低壓側(cè)開關(guān)LSWu具有與低壓側(cè)開關(guān)LSWu(具體地例如低壓側(cè)晶體管TRlu)形成于相同的半導(dǎo)體芯片，并檢測低壓側(cè)開關(guān)LSWu的溫度的溫度檢測二極管TDlu。同樣地，低壓側(cè)開關(guān)LSWv，LSWw也分別具有溫度檢測二極管TDlv、TDlw。

圖5是示出圖4的高壓側(cè)開關(guān)及低壓側(cè)開關(guān)各自的概略的配置構(gòu)成例的俯視圖。在圖5中，高壓側(cè)開關(guān)HSW由兩個(gè)半導(dǎo)體芯片CHP1、CHP2構(gòu)成。在半導(dǎo)體芯片CHP1形成高壓側(cè)晶體管TRh和溫度檢測二極管TDh。在半導(dǎo)體芯片CHP2形成例如FRD(Fast Recovery Diode：快速恢復(fù)二極管)等續(xù)流二極管FDh。

在圖5的例子中，高壓側(cè)晶體管TRh由IGBT構(gòu)成，在半導(dǎo)體芯片CHP1的主面形成發(fā)射極EP和柵極GP，在半導(dǎo)體芯片CHP1的背面(未圖示)形成集電極CP。溫度檢測二極管TDh是通過將例如pn結(jié)的擴(kuò)散層等形成在與半導(dǎo)體芯片CHP1的主面?zhèn)鹊腎GBT接近的區(qū)域等方式構(gòu)成的。在半導(dǎo)體芯片CHP1的主面形成與該p型的擴(kuò)散層結(jié)合的正極AP和與該n型的擴(kuò)散層結(jié)合的負(fù)極KP。此處，以高壓側(cè)開關(guān)HSW為例進(jìn)行了說明，然而關(guān)于低壓側(cè)開關(guān)LSW也是同樣。

在圖4中，溫度檢測電路TChu是與圖1的結(jié)合電路HCC1對應(yīng)的電路。溫度檢測電路TChu具有兩個(gè)二極管DD1a、DD1b，兩個(gè)電流源IS1a、IS1b以及差動(dòng)放大電路AMP1。二極管DD1a的負(fù)極與溫度檢測二極管TDhu的正極結(jié)合，二極管DD1b的負(fù)極與溫度檢測二極管TDhu的負(fù)極結(jié)合。另外，溫度檢測二極管TDhu的負(fù)極也與負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子PN_OUTu(浮動(dòng)電壓VSu)結(jié)合。

電流源IS1a結(jié)合在電源電壓VDD與二極管DD1a的正極之間，經(jīng)由二極管DD1a向溫度檢測二極管TDhu流出正向的電流。電流源IS1b結(jié)合在電源電壓VDD與二極管DD1b的正極之間，向二極管DD1b流出正向的電流。差動(dòng)放大電路AMP1檢測二極管DD1a的正極與二極管DD1b的正極之間的差動(dòng)電壓，將該檢測結(jié)果發(fā)送至控制器CTLU的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC1。圖示省略，關(guān)于溫度檢測電路TChv、TChw的詳細(xì)情況，與溫度檢測電路TChu是同樣的。

另一方面，溫度檢測電路TClu是與圖1的結(jié)合電路LCC對應(yīng)的電路。溫度檢測電路TClu具有電流源IS2和差動(dòng)放大電路AMP2。電流源IS2結(jié)合在電源電壓VDD與溫度檢測二極管TDlu的正極之間，并向溫度檢測二極管TDlu流出正向的電流。溫度檢測二極管TDlu的負(fù)極與基準(zhǔn)電源端子PN_GND(基準(zhǔn)電源電壓GND)結(jié)合。差動(dòng)電路AMP2檢測溫度檢測二極管TDlu的正極與負(fù)極之間的差動(dòng)電壓，并將該檢測結(jié)果發(fā)送至控制器CTLU的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC2。圖示省略，關(guān)于溫度檢測電路TClv、TClw的詳細(xì)情況，與溫度檢測電路TClu同樣。

電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的概略動(dòng)作(應(yīng)用例[1])

圖6是示出在圖4的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的主要部分的概略的動(dòng)作例的波形圖。此處，以圖4中的u相的動(dòng)作為例進(jìn)行說明，然而關(guān)于v相和w相也是同樣。在圖6的期間T1內(nèi)，作為低壓側(cè)晶體管TRlu的柵極輸入的低壓側(cè)開關(guān)信號(hào)LOu是‘H’電平，作為高壓側(cè)晶體管TRhu的柵極輸入的高壓側(cè)開關(guān)信號(hào)HOu是‘L’電平。該期間T1成為在實(shí)施方式1中描述的低壓側(cè)期間。在期間T1內(nèi)，來自電流源IS1a的電流經(jīng)由正向偏壓的二極管DD1a流向溫度檢測二極管TDhu，來自電流源IS1b的電流流過正向偏壓的二極管DD1b。

此時(shí)，在溫度檢測二極管TDhu中產(chǎn)生與溫度相關(guān)(具體地，具有負(fù)的溫度特性)的正向電壓，在溫度檢測二極管TDhu的正極，生成以浮動(dòng)電壓VSu為基準(zhǔn)且根據(jù)該正向電壓的溫度電壓信號(hào)TOHu。來自電流源IS1a、IS1b的電流值是相同的值，然而并不特別限定，例如是小于1mA的值。差動(dòng)放大電路AMP1在該低壓側(cè)期間經(jīng)由二極管DD1a、DD1b來檢測溫度檢測二極管TDhu的正向電壓。

具體地，向差動(dòng)放大電路AMP1輸入溫度電壓信號(hào)TOHu加上二極管DD1a的正向電壓而得到的電壓值以及浮動(dòng)電壓VSu加上二極管DD2a的正向電壓(與二極管DD1a相同的值)而得到的電壓值。差動(dòng)放大電路AMP1對該輸入電壓進(jìn)行差動(dòng)放大，并將作為放大結(jié)果的溫度電壓信號(hào)TIHu發(fā)送至控制器CTLU。控制器CTLU用模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC1將該溫度電壓信號(hào)TIHu轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，使用保護(hù)電路PRCc，將該轉(zhuǎn)換為數(shù)字值的溫度電壓信號(hào)TIHu與預(yù)先決定的判斷電壓Vjdg相比較。在期間T1內(nèi)，由于溫度電壓信號(hào)TIHu的電壓電平高于判斷電壓Vjdg，所以保護(hù)電路PRCc判斷為正常溫度。

在期間T2內(nèi)，低壓側(cè)開關(guān)信號(hào)LOu是‘L’電平，高壓側(cè)開關(guān)信號(hào)HOu是‘H’電平。該期間T2成為在實(shí)施方式1中描述的高壓側(cè)期間。在期間T2內(nèi)，由于二極管DD1a、DD1b反向偏壓，溫度檢測二極管TDhu不進(jìn)行溫度檢測。

接著，在期間T3內(nèi)，再次變成低壓側(cè)期間。在圖6的例子中，在期間T3內(nèi)，溫度檢測二極管TDhu變成異常的高溫狀態(tài)，與此伴隨地，溫度電壓信號(hào)TIHu的電壓電平變得低于判斷電壓Vjdg。其結(jié)果是，保護(hù)電路PRCc判斷為異常溫度，在期間T4內(nèi)，例如，經(jīng)由IO端子IO1執(zhí)行保護(hù)動(dòng)作，即將本來是‘H’電平的高壓側(cè)開關(guān)信號(hào)HOu固定在‘L’電平。

其結(jié)果是，由于電流不流過高壓側(cè)晶體管TRhu，所以溫度檢測二極管TDhu接近正常溫度。在期間T5內(nèi)，控制器CTLU再次執(zhí)行低壓側(cè)期間的動(dòng)作，來確認(rèn)溫度檢測二極管TDhu返回到了正常溫度。相應(yīng)于此，控制器CTLU恢復(fù)到通常動(dòng)作。此外，雖然并不特別限定，但此處的低壓側(cè)開關(guān)信號(hào)LOu和高壓側(cè)開關(guān)信號(hào)HOu的開關(guān)頻率fsw是10kHz等。

高耐壓二極管的結(jié)構(gòu)

圖7的(a)是示出圖4中的溫度檢測電路內(nèi)的二極管的結(jié)構(gòu)例的剖視圖和俯視圖，圖7的(b)是示出圖7的(a)的二極管中的耐壓特性的一例的圖。在圖7的(a)中示出二極管的俯視圖和該俯視圖的A-A’之間的剖視圖。圖7的(a)所示的二極管DD由MOS晶體管的寄生二極管構(gòu)成。

具體地，在圖7的(a)中，在p－型的半導(dǎo)體襯底SUB上形成作為n－型的外延層的漂移層LDR。該漂移層LDR被以從主面(換言之，元件形成面)側(cè)與半導(dǎo)體襯底SUB連結(jié)的方式延伸的p型的擴(kuò)散層DF2和p型的隔離層IDF隔離。在p型的擴(kuò)散層DF2的主面?zhèn)扰渲帽萷型的雜質(zhì)濃度更高的p+型的擴(kuò)散層DF1。另外，在擴(kuò)散層DF2的主面?zhèn)?，在擴(kuò)散層DF1與漂移層LDR之間的區(qū)域配置比n－型的雜質(zhì)濃度高的n+型的源極擴(kuò)散層SO。擴(kuò)散層DF1和源極擴(kuò)散層SO與由接觸層或金屬層形成的正極AE結(jié)合。

在源極擴(kuò)散層SO與漂移層LDR之間，在擴(kuò)散層DF2的上方隔著柵極絕緣膜GOX配置由多晶硅等構(gòu)成的柵極層GT。該源極擴(kuò)散層SO與漂移層LDR之間的柵極絕緣膜GOX的正下方的區(qū)域是溝道區(qū)域。柵極層GT與由接觸層或金屬層形成的柵極GE結(jié)合。另外，柵極GE與正極AE結(jié)合。

在漂移層LDR的主面?zhèn)?，在靠近隔離層IDF的一側(cè)配置n+型的漏極擴(kuò)散層DR。漏極擴(kuò)散層DR與由接觸層或金屬層形成的負(fù)極KE結(jié)合。在漂移層LDR的上方形成絕緣膜ISL，在絕緣膜ISL的上方配置由多晶硅等構(gòu)成的場板FP。在半導(dǎo)體襯底SUB上且位于漏極擴(kuò)散層DR的下方的部分配置n+型的埋入層BDF1，在隔著隔離層IDF與埋入層BDF1相向的一側(cè)配置n+型的埋入層BDF2。

如此，在圖7的(a)中示出了：以源極擴(kuò)散層SO作為源極，以漂移層LDR和漏極擴(kuò)散層DR作為漏極的MOS晶體管中，將柵極-源極間短路的結(jié)構(gòu)。其結(jié)果是，該MOS晶體管平常處于截止?fàn)顟B(tài)，并發(fā)揮以p+型的擴(kuò)散層DF1和p型的擴(kuò)散層DF2作為正極，n－型的漂移層LDR及n+型的漏極擴(kuò)散層DR作為負(fù)極的寄生二極管(或者體二極管)的功能。

另外，該MOS晶體管(寄生二極管)具有漂移層LDR，因此具有高耐壓能力。場板FP雖然省略了圖示，然而場板FP的靠近正極AE側(cè)的一端與正極AE結(jié)合，靠近負(fù)極KE側(cè)的一端與負(fù)極KE結(jié)合，成為一邊在該負(fù)極KE與正極AE之間曲折蜿蜒一邊連接而成的一條線。其結(jié)果是，場板FP的電壓從靠近負(fù)極KE的一側(cè)向靠近正極AE的一側(cè)階段性地下降。通過具有如這樣的電壓梯度，能夠使形成于漂移層LDR的耗盡層的擴(kuò)散變得均勻等。

圖7的(a)所示的二極管DD如圖7的(b)所示那樣，具有超過逆變器IVU的動(dòng)作保證電壓(例如，600V等的輸入電源電壓VIN)的擊穿電壓。如圖7的(b)所示，二極管DD只要是具有超過逆變器IVU的動(dòng)作保證電壓的擊穿電壓的結(jié)構(gòu)即可，并不特別限定于如圖7的(a)所示的結(jié)構(gòu)例，也能夠使用通用的分立部件等。

本實(shí)施方式2的主要效果

圖16及圖17是示出在作為本發(fā)明的比較例的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的主要部分的概略構(gòu)成例的電路圖。圖16所示的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與圖4的構(gòu)成例相比較，高壓側(cè)的溫度檢測電路TChu’、TChv’、TChw’的電路方式不同。例如，溫度檢測電路TChu’具有光電耦合器CPL1’，并將來自溫度檢測二極管TDhu的溫度電壓信號(hào)TOHu經(jīng)由光電耦合器CPL1’發(fā)送至控制器CTLU。在使用如這樣的方式的情況下，由于需要在溫度檢測電路TChu’、TChv’、TChw’中分別設(shè)置光電耦合器等價(jià)格高的絕緣元件，所以如在實(shí)施方式1中所描述的那樣，存在導(dǎo)致成本增加的危險(xiǎn)。

另一方面，圖17所示的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與圖4的構(gòu)成例相比較，高壓側(cè)開關(guān)HSWu’、HSWv’、HSWw’及低壓側(cè)開關(guān)LSWu’、LSWv’、LSWw’和溫度檢測電路TChu”、TChv”、TChw”、TClu”、TClv”、TClw”的構(gòu)成不同。各高壓側(cè)開關(guān)和各低壓側(cè)開關(guān)的溫度檢測電路不具有溫度檢測二極管，各溫度檢測電路具有熱敏電阻來代替溫度檢測二極管。

例如，u相的高壓側(cè)的溫度檢測電路TChu”具有熱敏電阻THhu，并將基于熱敏電阻THhu的溫度檢測信號(hào)發(fā)送至控制器CTLU。同樣地，u相的低壓側(cè)的溫度檢測電路TClu”具有熱敏電阻THlu，將基于熱敏電阻THlu的溫度檢測信號(hào)發(fā)送至控制器CTLU。熱敏電阻THhu由與高壓側(cè)晶體管TRhu的半導(dǎo)體芯片(圖5的CHP1)不同的部件構(gòu)成，例如，與該半導(dǎo)體芯片接近地配置。同樣地，熱敏電阻THlu由與低壓側(cè)晶體管TRlu的半導(dǎo)體芯片不同的部件構(gòu)成，例如，與該半導(dǎo)體芯片接近地配置。

在使用如這樣的方式的情況下，由于熱敏電阻THhu設(shè)于高壓側(cè)晶體管TRhu的外部，所以能夠在與高壓側(cè)晶體管TRhu不同的電源電壓(例如，電源電壓VDD及基準(zhǔn)電源電壓GND)下工作。其結(jié)果是，不需要如圖16那種情況的絕緣元件，可謀求降低成本。但是，由于熱敏電阻THhu與高壓側(cè)晶體管TRh是分開的部件，所以基于熱敏電阻THhu的溫度檢測結(jié)果與高壓側(cè)晶體管TRh的實(shí)際的溫度之間存在差異，另外對瞬間的溫度變化的響應(yīng)性也降低。在如這樣的情況下，例如，需要在散熱設(shè)計(jì)等中確保有超額余量。

因此，若使用本實(shí)施方式2的方式，則能夠解決利用圖16及圖17描述的問題，能夠以低成本且足夠高的精度實(shí)現(xiàn)溫度檢測。具體地，根據(jù)例如能夠取代價(jià)格高的絕緣元件而經(jīng)由廉價(jià)的二極管傳輸溫度檢測結(jié)果和/或能夠避免散熱設(shè)計(jì)等中的超額余量等，可以實(shí)現(xiàn)降低成本。

(實(shí)施方式3)

驅(qū)動(dòng)器IC(Integrated Circuit：集成電路)的概略構(gòu)成及概略動(dòng)作

圖8是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3的半導(dǎo)體器件的概略構(gòu)成例的電路框圖。圖8所示的驅(qū)動(dòng)器IC(半導(dǎo)體器件)DVIC1是例如將圖4中的一個(gè)相(例如u相)的高壓側(cè)控制電路(HCTu)、低壓側(cè)控制電路(LCTu)及溫度檢測電路(TChu，TClu)安裝于一個(gè)半導(dǎo)體芯片的結(jié)構(gòu)。

該驅(qū)動(dòng)器IC(DVIC1)由一個(gè)半導(dǎo)體芯片構(gòu)成；并具有多個(gè)焊盤(端子)PD，信號(hào)處理電路LGC，自舉電路BSC，電平轉(zhuǎn)換電路LSC，高壓側(cè)控制電路HCT，低壓側(cè)控制電路LCT，溫度檢測電路TCh、TCl。另外，此處，示出不僅包含驅(qū)動(dòng)器IC(DVIC1)，而且還包含設(shè)于其外部的高壓側(cè)開關(guān)HSW、低壓側(cè)開關(guān)LSW、自舉電容器Cb及負(fù)載LD的構(gòu)成例。

高壓側(cè)開關(guān)HSW被結(jié)合在輸入電源端子PN_VIN與負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子PN_OUT之間，低壓側(cè)開關(guān)LSW被結(jié)合在負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子PN_OUT與基準(zhǔn)電源端子PN_GND之間。以基準(zhǔn)電源端子PN_GND的基準(zhǔn)電源電壓GND為基準(zhǔn)(0V)，將例如600V等的輸入電源電壓VIN供給至輸入電源端子PN_VIN。另外，負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子PN_OUT與浮動(dòng)電壓VS結(jié)合，如上所述，浮動(dòng)電壓VS在基準(zhǔn)電源電壓GND與輸入電源電壓VIN之間演變。

在驅(qū)動(dòng)器IC(DVIC1)中，焊盤PD(VCC)是被供給電源電壓VCC的電源端子。例如，電源電壓VCC是以基準(zhǔn)電源電壓GND為基準(zhǔn)的15V等。焊盤PD(HIN)是接收來自未圖示的控制器CTLU的高壓側(cè)的導(dǎo)通/截止信號(hào)HIN的端子。焊盤PD(TIH)是向控制器CTLU發(fā)送來自溫度檢測電路TCh的溫度電壓信號(hào)TIH的端子。焊盤PD(LIN)是接收來自控制器CTLU的低壓側(cè)的導(dǎo)通/截止信號(hào)LIN的端子。焊盤PD(TIL)是向控制器CTLU發(fā)送來自溫度檢測電路TCl的溫度電壓信號(hào)TIL的端子。

焊盤PD(VB)是供給啟動(dòng)電源電壓VB的電源端子。如利用圖1描述的那樣，啟動(dòng)電源電壓VB是浮動(dòng)電壓VS加上電源電壓VCC得到的電壓。焊盤PD(HO)是向高壓側(cè)開關(guān)HSW發(fā)送高壓側(cè)開關(guān)信號(hào)HO的端子。焊盤PD(VS)是與浮動(dòng)電壓VS結(jié)合的負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子。自舉電容器Cb被結(jié)合在焊盤PD(VB)與焊盤PD(VS)之間。

焊盤PD(TOH)是接收來自高壓側(cè)開關(guān)HSW的溫度檢測二極管TDh的溫度電壓信號(hào)TOH的端子。焊盤PD(LO)是向低壓側(cè)開關(guān)LSW發(fā)送低壓側(cè)開關(guān)信號(hào)LO的端子。焊盤PD(GND)是供給基準(zhǔn)電源電壓GND的基準(zhǔn)電源端子。焊盤PD(TOL)是接收來自低壓側(cè)開關(guān)LSW的溫度檢測二極管TDl的溫度電壓信號(hào)TOL的端子。

信號(hào)處理電路LGC具有高壓側(cè)輸入緩沖器IBFh、低壓側(cè)輸入緩沖器IBFl、脈沖發(fā)生電路PGEN和延遲電路DLY。高壓側(cè)輸入緩沖器IBFh將由焊盤PD(HIN)接收到的高壓側(cè)的導(dǎo)通/截止信號(hào)HIN轉(zhuǎn)換為電源電壓VCC電平的信號(hào)，并將該轉(zhuǎn)換后的信號(hào)輸出至脈沖發(fā)生電路PGEN。低壓側(cè)輸入緩沖器IBFl將由焊盤PD(LIN)接收到的低壓側(cè)的導(dǎo)通/截止信號(hào)LIN轉(zhuǎn)換為電源電壓VCC電平的信號(hào)，并將該轉(zhuǎn)換后的信號(hào)輸出至延遲電路DLY。輸入緩沖器IBFh、IBFl分別由例如用于去除輸入噪聲的施密特觸發(fā)器電路等構(gòu)成。

脈沖發(fā)生電路PGEN和延遲電路DLY以基準(zhǔn)電源電壓GND為基準(zhǔn)在電源電壓VCC下工作。脈沖發(fā)生電路PGEN接受高壓側(cè)輸入緩沖器IBFh的輸出信號(hào)，利用其上升沿及下降沿中的一者生成設(shè)置信號(hào)ST，利用另一者生成復(fù)位信號(hào)RT。設(shè)置信號(hào)ST和復(fù)位信號(hào)RT分別是例如單觸發(fā)脈沖信號(hào)。延遲電路DLY對低壓側(cè)輸入緩沖器IBFl的輸出信號(hào)加上作為死區(qū)(deadtime)期間的延遲，并輸出延遲后的低壓側(cè)的導(dǎo)通/截止信號(hào)LINd。

高壓側(cè)控制電路HCT具有高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器HDV、SR閂鎖電路SRLT和高壓側(cè)低電壓檢測電路UVLOh，它們以浮動(dòng)電壓VS為基準(zhǔn)在啟動(dòng)電源電壓VB下工作。高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器HDV由以SR閂鎖電路SRLT的輸出信號(hào)(Q)作為輸入的CMOS逆變器等構(gòu)成，并向焊盤PD(HO)發(fā)送高壓側(cè)開關(guān)信號(hào)HO，由此驅(qū)動(dòng)高壓側(cè)晶體管TRh。

SR閂鎖電路SRLT根據(jù)設(shè)置輸入(S)和復(fù)位輸入(R)，經(jīng)由高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器HDV來控制高壓側(cè)開關(guān)信號(hào)HO。具體地，SR閂鎖電路SRLT根據(jù)設(shè)置輸入(S)將高壓側(cè)開關(guān)信號(hào)HO控制在啟動(dòng)電源電壓VB電平，根據(jù)復(fù)位輸入(R)將高壓側(cè)開關(guān)信號(hào)HO控制在浮動(dòng)電壓VS電平。高壓側(cè)低電壓檢測電路UVLOh在以浮動(dòng)電壓VS為基準(zhǔn)的啟動(dòng)電源電壓VB的值未達(dá)到規(guī)定的電壓值的情況下，向SR閂鎖電路SRLT進(jìn)行復(fù)位輸入(R)。其結(jié)果是，高壓側(cè)晶體管TRh被固定在截止?fàn)顟B(tài)直到啟動(dòng)電源電壓VB的值達(dá)到規(guī)定的電壓值為止。

電平轉(zhuǎn)換電路LSC具有兩個(gè)NMOS晶體管(稱為電平轉(zhuǎn)換MOS)MN1、MN2，兩個(gè)電阻R1、R2。電平轉(zhuǎn)換MOS(MN1、MN2)的源極一起與基準(zhǔn)電源電壓GND結(jié)合，漏極分別經(jīng)由電阻R1、R2來與啟動(dòng)電源電壓VB結(jié)合。如此，由于以基準(zhǔn)電源電壓GND為基準(zhǔn)向電平轉(zhuǎn)換MOS(MN1、MN2)的源極-漏極間施加啟動(dòng)電源電壓VB，所以電平轉(zhuǎn)換MOS(MN1、MN2)必需是高耐壓元件。

電平轉(zhuǎn)換MOS(MN2)根據(jù)設(shè)置信號(hào)ST來向電阻R2流出規(guī)定的脈沖電流，由此將設(shè)置信號(hào)ST的電壓電平轉(zhuǎn)換為適合于SR閂鎖電路SRLT的設(shè)置輸入(S)的電壓電平。同樣地，電平轉(zhuǎn)換MOS(MN1)根據(jù)復(fù)位信號(hào)RT向電阻R1流出規(guī)定的脈沖電流，由此將復(fù)位信號(hào)RT的電壓電平轉(zhuǎn)換為適合于SR閂鎖電路SRLT的復(fù)位輸入(R)的電壓電平。如此，電平轉(zhuǎn)換電路LSC是承擔(dān)與利用圖4描述了的絕緣元件(在圖4的例子中是光電耦合器CPL10)同樣的功能的電路，并將以基準(zhǔn)電源電壓GND為基準(zhǔn)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為以浮動(dòng)電壓VS為基準(zhǔn)的信號(hào)。

低壓側(cè)控制電路LCT具有低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器LDV和包含低壓側(cè)低電壓檢測電路UVLOl的保護(hù)電路PRCd，它們以基準(zhǔn)電源電壓GND為基準(zhǔn)在電源電壓VCC下工作。低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器LDV由以保護(hù)電路PRCd的輸出信號(hào)作為輸入的CMOS逆變器等構(gòu)成，向焊盤PD(LO)發(fā)送低壓側(cè)開關(guān)信號(hào)LO，由此驅(qū)動(dòng)低壓側(cè)晶體管TRl。

低壓側(cè)低電壓檢測電路UVLOl在電源電壓VCC的值未達(dá)到規(guī)定的電壓值的情況下，經(jīng)由低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器LDV將低壓側(cè)開關(guān)信號(hào)LO控制在基準(zhǔn)電源電壓GND電平。其結(jié)果是，低壓側(cè)晶體管TRl被固定在截止?fàn)顟B(tài)，直到電源電壓VCC的值達(dá)到規(guī)定的電壓值為止。另外，低壓側(cè)低電壓檢測電路UVLOl在電源電壓VCC的值未達(dá)到規(guī)定的電壓值的情況下，向脈沖發(fā)生電路PGEN發(fā)出通知。脈沖發(fā)生電路PGEN接受該通知并至少停止生成設(shè)置信號(hào)ST，其結(jié)果是，高壓側(cè)晶體管TRh被固定在截止?fàn)顟B(tài)，直到電源電壓VCC的值達(dá)到規(guī)定的電壓值為止。

此外，保護(hù)電路PRCd以如這樣的由低壓側(cè)低電壓檢測電路UVLOl進(jìn)行的保護(hù)和經(jīng)由如利用圖1描述的那樣的二極管Ddes檢測出的負(fù)載短路時(shí)的保護(hù)等為代表，對低壓側(cè)晶體管TRl進(jìn)行各種保護(hù)。保護(hù)電路PRCd在不需要進(jìn)行與如這樣的異常相伴隨的保護(hù)的期間，將延遲電路DLY的輸出信號(hào)輸出至低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器LDV。

自舉電路BSC具有與利用圖1描述了的自舉二極管Db等效的結(jié)構(gòu)，對自舉電容器Cb進(jìn)行適當(dāng)充電，以使自舉電容器Cb的充電電壓能夠維持電源電壓VCC。溫度檢測電路TCl與圖4的情況同樣地，具有電流源IS2和差動(dòng)放大電路AMP2。向電流源IS2和差動(dòng)放大電路AMP2供給電源電壓VCC。差動(dòng)放大電路AMP2的輸入節(jié)點(diǎn)與焊盤PD(TOL)和焊盤PD(GND)分別結(jié)合，輸出節(jié)點(diǎn)與焊盤PD(TIL)結(jié)合。

溫度檢測電路TCh也與圖4的情況同樣地，具有二極管DD1a、DD1b，電流源IS1a、IS1b及差動(dòng)放大電路AMP1。向電流源IS1a、IS1b和差動(dòng)放大電路AMP1供給電源電壓VCC。二極管DD1a的負(fù)極與焊盤PD(TOH)結(jié)合，二極管DD1b的負(fù)極與焊盤PD(VS)結(jié)合。另外，差動(dòng)放大電路AMP1的輸出節(jié)點(diǎn)與焊盤PD(TIH)結(jié)合。此外，雖然圖示省略，但是，例如也可以在焊盤PD(TIH)及焊盤PD(TIL)的前級(jí)設(shè)置將電源電壓VCC(例如15V)電平的信號(hào)轉(zhuǎn)換為電源電壓VDD(例如5V)電平的信號(hào)的電平轉(zhuǎn)換電路。

驅(qū)動(dòng)器IC(半導(dǎo)體器件)的概略布局構(gòu)成

圖9是示出圖8的半導(dǎo)體器件的概略的布局構(gòu)成例的俯視圖。圖8所示的半導(dǎo)體器件(驅(qū)動(dòng)器IC)DVIC1由一個(gè)半導(dǎo)體芯片構(gòu)成，在該半導(dǎo)體芯片上形成終止區(qū)域AR_TRMBK、低電壓區(qū)域AR_LVBK和高電壓區(qū)域AR_HVBK。終止區(qū)域AR_TRMBK具有環(huán)狀的形狀，該終止區(qū)域AR_TRMBK是將電源電壓VCC下的工作電路與啟動(dòng)電源電壓VB下的工作電路隔離及結(jié)合的區(qū)域。

在終止區(qū)域AR_TRMBK形成圖8的終止部TRMBK所示的各電路。具體地，在終止區(qū)域AR_TRMBK設(shè)置電平轉(zhuǎn)換MOS(MN1)的區(qū)域AR_MN1、電平轉(zhuǎn)換MOS(MN2)的區(qū)域AR_MN2、二極管DD1a的區(qū)域AR_DD1a和二極管DD1b的區(qū)域AR_DD1b。在終止區(qū)域AR_TRMBK形成例如在源極-漏極間(或者正極-負(fù)極間)具有300V以上的耐壓能力的，最好是具有600V以上的耐壓能力的晶體管(或者二極管)。

低電壓區(qū)域AR_LVBK設(shè)于終止區(qū)域AR_TRMBK的外側(cè)，并形成以基準(zhǔn)電源電壓GND為基準(zhǔn)在電源電壓VCC下的工作電路。具體地，在低電壓區(qū)域AR_LVBK形成圖8的信號(hào)處理電路LGC、低壓側(cè)控制電路LCT、低壓側(cè)的溫度檢測電路TCl以及高壓側(cè)的溫度檢測電路TCh內(nèi)的電流源IS1a、IS1b和差動(dòng)放大電路AMP1。高電壓區(qū)域AR_HVBK設(shè)于終止區(qū)域AR_TRMBK的內(nèi)側(cè)，并形成以浮動(dòng)電壓VS為基準(zhǔn)在啟動(dòng)電源電壓VB下的工作電路。具體地，在高電壓區(qū)域AR_HVBK，如圖1的高電壓電路部HVBK所示，形成高壓側(cè)控制電路HCT和電平轉(zhuǎn)換電路LSC內(nèi)的電阻R1、R2。

在區(qū)域AR_DD1a、AR_DD1b分別形成的二極管DD1a、DD1b能夠使用例如上述的圖7的(a)的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，例如圖9的區(qū)域AR_DD1a的平面結(jié)構(gòu)與A-A’間的截面結(jié)構(gòu)變成如圖7的(a)所示那樣的結(jié)構(gòu)。圖7的(a)的俯視圖所示的p型的隔離層IDF變成圖9的區(qū)域AR_DD1a的邊界部分。另外，圖7的(a)所示的n+型的埋入層BDF2變成在圖9的高電壓區(qū)域AR_HVBK的整面延伸并被供給啟動(dòng)電源電壓VB的層。

分別形成于區(qū)域AR_MN1、AR_MN2的電平轉(zhuǎn)換MOS(MN1、MN2)也能夠使用與圖7的(a)的情況大致同樣的結(jié)構(gòu)。即，雖然圖7的(a)的二極管DD如上所述使MOS晶體管的柵極-源極間短路從而使用了該MOS晶體管的寄生二極管，但是電平轉(zhuǎn)換MOS(MN1、MN2)只要是將該MOS晶體管作為MOS晶體管使用即可。

圖10是示出對圖9進(jìn)行了擴(kuò)展的布局構(gòu)成例的俯視圖。圖9所示的驅(qū)動(dòng)器IC(DVIC1)是將圖4中的一個(gè)相(例如u相)的各電路安裝于一個(gè)半導(dǎo)體芯片的結(jié)構(gòu)，但是，如圖10所示，同樣地，針對剩余的二個(gè)相(v相和w相)的各電路，也能夠安裝于相同的半導(dǎo)體芯片。圖10所示的半導(dǎo)體器件(驅(qū)動(dòng)器IC)DVIC2由一個(gè)半導(dǎo)體芯片構(gòu)成，在該半導(dǎo)體芯片形成三個(gè)相的終止區(qū)域AR_TRMBK(u、v、w)、低電壓區(qū)域AR_LVBK(u、v、w)，和高電壓區(qū)域AR_HVBK(u、v、w)。

功率模塊的構(gòu)成

圖11是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式3的功率模塊中的概略的封裝構(gòu)成例的俯視圖。圖11所示的功率模塊PMD由一個(gè)封裝構(gòu)成，例如，玻璃環(huán)氧基板等布線基板PCB、引線框LF1～LF4以及作為外部端子的多個(gè)外部引線LF是由環(huán)氧樹脂等封裝材料PKG進(jìn)行了封裝的結(jié)構(gòu)。

在布線基板PCB安裝如圖10所示的驅(qū)動(dòng)器IC(半導(dǎo)體器件)DVIC2。在多個(gè)外部引線LF中包含輸入電源端子PN_VIN、三相的負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子PN_OUT(u、v、w)以及基準(zhǔn)電源端子PN_GND。除此之外，在多個(gè)外部引線LF中包含電源端子PN_VCC、三相的高壓側(cè)信號(hào)端子PN_HIN(u、v、w)及低壓側(cè)信號(hào)端子PN_LIN(u、v、w)、三相的高壓側(cè)溫度端子PN_TIH(u、v、w)及低壓側(cè)溫度端子PN_TIL(u、v、w)。

電源端子PN_VCC與圖8的焊盤PD(VCC)結(jié)合。高壓側(cè)信號(hào)端子PN_HIN(u、v、w)在設(shè)有三個(gè)相的圖8的焊盤PD(HIN)時(shí)，與各自的焊盤結(jié)合，低壓側(cè)信號(hào)端子PN_LIN(u、v、w)在設(shè)有三個(gè)相的焊盤PD(LIN)時(shí)，與各自的焊盤結(jié)合。高壓側(cè)溫度端子PN_TIH(u、v、w)是在設(shè)有三個(gè)相的圖8的焊盤PD(TIH)時(shí)，與各自的焊盤結(jié)合，并經(jīng)由溫度檢測電路(結(jié)合電路)TCh在與高壓側(cè)開關(guān)HSW之間進(jìn)行通信的端子。同樣地，低壓側(cè)溫度端子PN_TIL(u、v、w)是在設(shè)有三個(gè)相的焊盤PD(TIL)時(shí)，與各自的焊盤結(jié)合，并經(jīng)由溫度檢測電路(結(jié)合電路)TCl在與低壓側(cè)開關(guān)LSW之間進(jìn)行通信的端子。

引線框LF1與輸入電源端子PN_VIN一體形成，并安裝3個(gè)高壓側(cè)晶體管TRhu、TRhv、TRhw和3個(gè)續(xù)流二極管FDhu、FDhv、FDhw。引線框LF2與負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子PN_OUTu一體形成，并安裝低壓側(cè)晶體管TRlu和續(xù)流二極管FDlu。引線框LF3與負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子PN_OUTv一體形成，并安裝低壓側(cè)晶體管TRlv和續(xù)流二極管FDlv。引線框LF4與負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子PN_OUTw一體形成，并安裝低壓側(cè)晶體管TRlw和續(xù)流二極管FDlw。

如圖5所示，3個(gè)高壓側(cè)晶體管TRhu、TRhv、TRhw和3個(gè)低壓側(cè)晶體管TRlu、TRlv、TRlw分別具有以向引線框安裝的安裝面(即背面)作為集電極CP，在正面配置有發(fā)射極EP和柵極GP的縱型的器件結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，在該正面也配置溫度檢測二極管TD的正極AP和負(fù)極KP。另外，6個(gè)續(xù)流二極管FDhu、FDhv、FDhw、FDlu、FDlv、FDlw分別具有以向引線框安裝的安裝面(即背面)作為負(fù)極，在正面配置有正極的縱型的器件結(jié)構(gòu)。

配置于高壓側(cè)晶體管TRhu的發(fā)射極EP和負(fù)極KP、續(xù)流二極管FDhu的正極經(jīng)由鍵合線BW與負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子PN_OUTu結(jié)合。同樣地，配置于高壓側(cè)晶體管TRhv的各電極(EP、KP)、續(xù)流二極管FDhv的正極與負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子PN_OUTv結(jié)合，配置于高壓側(cè)晶體管TRhw的各電極(EP、KP)、續(xù)流二極管FDhw的正極與負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子PN_OUTw結(jié)合。

配置于低壓側(cè)晶體管TRlu的發(fā)射極EP及負(fù)極KP、續(xù)流二極管FDlu的正極經(jīng)由鍵合線BW與基準(zhǔn)電源端子PN_GND結(jié)合。同樣地，形成于低壓側(cè)晶體管TRlv的各電極(EP、KP)、續(xù)流二極管FDlv的正極與基準(zhǔn)電源端子PN_GND結(jié)合，形成于低壓側(cè)晶體管TRlw的各電極(EP、KP)、續(xù)流二極管FDlw的正極與基準(zhǔn)電源端子PN_GND結(jié)合。

分別與負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子PN_OUTu、PN_OUTv、PN_OUTw結(jié)合的3條鍵合線BW與布線基板PCB結(jié)合，經(jīng)由布線基板PCB上的3條布線LN分別與驅(qū)動(dòng)器IC(DVIC2)結(jié)合。該3條布線LN分別是傳輸浮動(dòng)電壓VSu、VSv、VSw布線。與基準(zhǔn)電源端子PN_GND結(jié)合的鍵合線BW與布線基板PCB結(jié)合，經(jīng)由布線基板PCB上的布線LN與驅(qū)動(dòng)器IC(DVIC2)結(jié)合。該布線LN是傳輸基準(zhǔn)電壓GND的布線。

分別配置于高壓側(cè)晶體管TRhu、TRhv、TRhw的3個(gè)柵極GP經(jīng)由3條鍵合線BW與布線基板PCB結(jié)合，經(jīng)由布線基板PCB上的3條布線LN分別與驅(qū)動(dòng)器IC(DVIC2)結(jié)合。該3條布線LN分別是傳輸高壓側(cè)開關(guān)信號(hào)HOu、HOv、HOw的布線。分別配置于低壓側(cè)晶體管TRlu、TRlv、TRlw的3個(gè)柵極GP經(jīng)由3條鍵合線BW與布線基板PCB結(jié)合，經(jīng)由布線基板PCB上的3條布線LN分別與驅(qū)動(dòng)器IC(DVIC2)結(jié)合。該3條布線LN分別是傳輸?shù)蛪簜?cè)開關(guān)信號(hào)LOu、LOv、LOw的布線。

分別配置于高壓側(cè)晶體管TRhu、TRhv、TRhw的3個(gè)正極AP經(jīng)由3條鍵合線BW與布線基板PCB結(jié)合，經(jīng)由布線基板PCB上的3條布線LN分別與驅(qū)動(dòng)器IC(DVIC2)結(jié)合。該3條布線LN分別是傳輸溫度電壓信號(hào)TOHu、TOHv、TOHw的布線。分別配置于低壓側(cè)晶體管TRlu、TRlv、TRlw的3個(gè)正極AP經(jīng)由3條鍵合線BW與布線基板PCB結(jié)合，經(jīng)由布線基板PCB上的3條布線LN分別與驅(qū)動(dòng)器IC(DVIC2)結(jié)合。該3條布線LN分別是傳輸溫度電壓信號(hào)TOLu、TOLv、TOLw的布線。

本實(shí)施方式3的主要效果

圖12是示出圖11的功率模塊的安裝方式的一例的概略圖。如圖12所示，功率模塊PMD例如是安裝于作為電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的構(gòu)成部件的布線基板BD。在與該基板安裝面相向的面通過樹脂膏RP安裝著散熱器HSK等散熱部件。如這樣的安裝，例如，由組裝廠商等進(jìn)行。

此時(shí)，例如，在使用了如圖16所示的方式的情況下，由于難以將光電耦合器CPL1’等絕緣元件安裝于功率模塊PMD，所以組裝廠商需要在布線基板BD上另行安裝包含如這樣的絕緣元件的溫度檢測電路TChu’、TChv’、TChw’。另外，在使用了如圖17所示的方式的情況下，如上所述，溫度檢測電路(TChu”、TChv”、TChw”)的精度降低。于是，組裝廠商在進(jìn)行散熱設(shè)計(jì)時(shí)，為了彌補(bǔ)這種精度的降低，需要確保超額余量(降額(derating))。具體地，例如，需要將圖12的散熱器HSK等的特性設(shè)計(jì)為超過本來需要的程度。

另一方面，若使用本實(shí)施方式3的方式，如圖11等所示，則將逆變器及其各控制電路安裝于一個(gè)功率模塊PMD，由此與將各晶體管和電路等作為單個(gè)部件安裝于布線基板BD的情況相比，能夠削減布線基板BD的安裝部件數(shù)。特別是，能夠從布線基板BD的安裝部件中刪除如圖16所示的包含絕緣元件的溫度檢測電路TChu’、TChv’、TChw’，并且，也能夠通過圖8的電平轉(zhuǎn)換電路LSC來刪除相當(dāng)于光電耦合器CPL10的絕緣元件。其結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)降低成本和使電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)變得小型等。進(jìn)一步地，能夠優(yōu)化散熱器HSK等的特性，根據(jù)這一點(diǎn)也能夠?qū)崿F(xiàn)降低成本和使電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)變得小型等。

(實(shí)施方式4)

電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的概略構(gòu)成(應(yīng)用例[2])

圖13是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式4的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的主要部分的概略構(gòu)成例的電路圖。圖13所示的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是向圖4的構(gòu)成例進(jìn)一步地加入了結(jié)合電路HCC2u、HCC2v、HCC2w的結(jié)構(gòu)。結(jié)合電路HCC2u、HCC2v、HCC2w與圖1所示的結(jié)合電路HCC2對應(yīng)。

例如，結(jié)合電路HCC2u除了具有與圖1的情況同樣的二極管DD2和下拉開關(guān)DS，還具有電容器C2和緩沖器電路BF。下拉開關(guān)DS例如由NMOS晶體管等構(gòu)成，雖然省略了圖示，但該下拉開關(guān)DS與圖1的情況同樣地被高壓側(cè)控制電路HCTu控制導(dǎo)通/關(guān)斷。電容器C2以與下拉開關(guān)DS并聯(lián)的方式結(jié)合在二極管DD2的負(fù)極與負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子PN_OUTu(浮動(dòng)電壓VSu)之間。緩沖器電路BF例如是在啟動(dòng)電源電壓VB和浮動(dòng)電壓VSu下工作的電壓跟隨器電路等，輸入與二極管DD2的負(fù)極結(jié)合，輸出與高壓側(cè)控制電路HCTu結(jié)合。

控制器CTLU具有例如數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器DAC，將來自數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器DAC的信號(hào)VDAC發(fā)送至二極管DD2的正極。結(jié)合電路HCC2v、HCC2w具有與結(jié)合電路HCC2u同樣的結(jié)構(gòu)。此外，在使用如在實(shí)施方式3中描述的那樣的驅(qū)動(dòng)器IC的情況下，二極管DD2形成于圖9的終止區(qū)域AR_TRMBK，下拉開關(guān)DS、電容器C2和緩沖器電路BF形成于圖9的高電壓區(qū)域AR_HVBK。

例如，高壓側(cè)控制電路HCTu有時(shí)具有對高壓側(cè)開關(guān)信號(hào)HOu的‘H’電平的電壓進(jìn)行可變控制的電路。當(dāng)使用該電路時(shí)，例如調(diào)整高壓側(cè)開關(guān)TRhu的轉(zhuǎn)換速率，由此謀求降低噪聲等。或者，作為在檢測出了溫度異常的情況下的保護(hù)動(dòng)作，能夠不必如圖6所示那樣地使高壓側(cè)開關(guān)TRhu截止(換言之，停止系統(tǒng))，而是使高壓側(cè)開關(guān)TRhu在降低了驅(qū)動(dòng)能力的狀態(tài)下工作，來使溫度回落到安全區(qū)域等。結(jié)合電路HCC2u例如向如這樣的電路傳輸來自控制器CTLU的任意的電壓信號(hào)。

電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的概略動(dòng)作(應(yīng)用例[2])

圖14是示出在圖13的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的主要部分的概略的動(dòng)作例的波形圖。此處，以圖13中的u相的動(dòng)作為例進(jìn)行說明，然而關(guān)于v相和w相也是同樣的。在圖14中，期間T1、T3、T5是上述的低壓側(cè)期間，期間T2、T4、T6是上述的高壓側(cè)期間。在期間T1、T2的PWM周期中，高壓側(cè)開關(guān)信號(hào)HOu的‘H’電平的電壓是啟動(dòng)電源電壓VB。

在期間T3的時(shí)刻t3a，控制器CTLU發(fā)送具有規(guī)定的電壓電平的信號(hào)VDAC。另一方面，高壓側(cè)控制電路HCTu在時(shí)刻t3a～t3b的期間，將下拉開關(guān)DS控制在接通狀態(tài)。伴隨于此，緩沖器電路BF的輸入電壓(及輸出電壓)變成浮動(dòng)電壓VSu。當(dāng)在時(shí)刻t3b下拉開關(guān)DS斷開時(shí)，電容器C2在信號(hào)VDAC的電壓下被充電，緩沖器電路BF的輸入電壓(和輸出電壓)也變成信號(hào)VDAC的電壓。

當(dāng)從期間T3轉(zhuǎn)變到期間T4時(shí)，緩沖器電路BF的輸入電壓(和輸出電壓)變成浮動(dòng)電壓VSu(即輸入電源電壓VIN)加上信號(hào)VDAC的電壓得到的電壓，二極管DD2變成反向偏壓。在期間T4，來自控制器CTLU的信號(hào)VDAC并不被傳輸至緩沖器電路BF，然而信號(hào)VDAC的電壓通過電容器C2被維持并從緩沖器電路BF輸出。高壓側(cè)控制電路HCTu基于該緩沖器電路BF的輸出電壓，對高壓側(cè)開關(guān)信號(hào)HOu的‘H’電平的電壓在浮動(dòng)電壓VSu與啟動(dòng)電源電壓VB之間進(jìn)行可變控制。

接著，從期間T4轉(zhuǎn)變到期間T5。與時(shí)刻t3a～t3b的期間同樣地，高壓側(cè)控制電路HCTu在期間T5的時(shí)刻t5a～t5b的期間，將下拉開關(guān)DS控制在接通狀態(tài)。伴隨于此，電容器C2被放電，緩沖器電路BF的輸入電壓(和輸出電壓)變成浮動(dòng)電壓VSu。在時(shí)刻t5b下拉開關(guān)DS斷開時(shí)，電容器C2在信號(hào)VDAC的電壓下被充電，以后，反復(fù)進(jìn)行同樣的動(dòng)作。

本實(shí)施方式4的主要效果

以上，若使用本實(shí)施方式4的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，則與實(shí)施方式1的情況同樣地，能夠以低成本進(jìn)行控制器CTLU與高壓側(cè)控制電路HCTu、HCTv、HCTw的通信。其結(jié)果是，能夠容易地謀求提高電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的功能。具體地，以上述的高壓側(cè)開關(guān)信號(hào)的電壓電平的調(diào)整為代表，能夠進(jìn)行從控制器CTLU向高壓側(cè)的精細(xì)控制。此時(shí)，由于也能夠主要通過控制器CTLU的軟件來進(jìn)行各種控制，所以能夠以低成本實(shí)現(xiàn)靈活的控制。

(實(shí)施方式5)

結(jié)合電路的問題

圖18的(a)及圖18的(b)是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式4的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的作為前提的結(jié)合電路的問題的一例的波形圖。在圖18的(a)中，以將圖4的溫度檢測電路TChu應(yīng)用于圖1的結(jié)合電路HCC1中的情況為例，示出該溫度檢測電路TChu的實(shí)際的動(dòng)作波形。在圖18的(b)中，以將圖4的溫度檢測電路TClu應(yīng)用于圖1的結(jié)合電路LCC中的情況為例，示出該溫度檢測電路TClu的實(shí)際的動(dòng)作波形。

如用圖4描述的那樣，溫度檢測電路TChu在低壓側(cè)期間(低壓側(cè)開關(guān)信號(hào)LOu的‘H’電平期間)，檢測根據(jù)溫度檢測二極管TDhu的正向電壓的溫度電壓信號(hào)TOHu與浮動(dòng)電壓Vsu之間的差動(dòng)電壓，將該差動(dòng)電壓放大來輸出溫度電壓信號(hào)TIHu。但是，在實(shí)際的動(dòng)作中，如圖18的(a)所示，溫度電壓信號(hào)TIHu有時(shí)會(huì)產(chǎn)生失真。該失真的主要原因是通過伴隨高壓側(cè)開關(guān)HSW和低壓側(cè)開關(guān)LSW的開關(guān)的噪聲(即開關(guān)噪聲)，使溫度檢測二極管TDhu的正向電壓搖擺。

在圖18的(a)的例子中，在低壓側(cè)開關(guān)信號(hào)LOu的上升/下降位置加上其他的兩個(gè)位置共4個(gè)位置產(chǎn)生失真。如此，檢測對象的相(此處是u相)的失真不僅限于與檢測對象的相(u相)對應(yīng)的各開關(guān)(HSWu、LSWu)的開關(guān)噪聲，也因與其他的相(v相和w相)對應(yīng)的各開關(guān)(HSWv、LSWv、HSWw、LSWw)的開關(guān)噪聲而引起。另外，如圖18的(b)所示，關(guān)于低壓側(cè)的溫度電壓信號(hào)TILu也是同樣地，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生失真。

當(dāng)產(chǎn)生如圖18的(a)所示的失真時(shí)，控制器CTLU存在難以高精度地檢測溫度的危險(xiǎn)。另外，能夠檢測溫度的期間也受到很大限制，根據(jù)情況，也存在能夠檢測溫度的期間可能不充足的危險(xiǎn)。即，如上所述，能夠檢測高壓側(cè)的溫度的期間受到低壓側(cè)期間限制，然而，由于在該低壓側(cè)期間中，能夠準(zhǔn)確地檢測溫度的期間進(jìn)一步地受到失真限制，所以根據(jù)PWM信號(hào)的占空比，存在能夠準(zhǔn)確地檢測溫度的期間本身就可能不充足的危險(xiǎn)。

電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的概略構(gòu)成(應(yīng)用例[3])

圖19是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式5的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的主要部分的概略構(gòu)成例的電路圖。圖19所示的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與圖4所示的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)相比較，高壓側(cè)的溫度檢測電路TChu2的結(jié)構(gòu)與控制器CTLU2的結(jié)構(gòu)不同。在圖19中，為了方便，在逆變器IVU中僅示出了u相的結(jié)構(gòu)，然而，實(shí)際上，與圖4的情況同樣地，也具有v相及w相的各結(jié)構(gòu)。另外，在圖19中示出u相的高壓側(cè)的溫度檢測電路TChu2，但是與圖4的情況同樣地，與該溫度檢測電路同樣的結(jié)構(gòu)的溫度檢測電路也設(shè)于v相及w相的高壓側(cè)。

溫度檢測電路TChu2是向圖4的溫度檢測電路TChu中追加了開關(guān)SW1a、SW1b及低通濾波器LPF1a、LPF1b的結(jié)構(gòu)。開關(guān)SW1a及低通濾波器LPF1a從二極管DD1a側(cè)依次以串聯(lián)方式插入二極管DD1a與差動(dòng)放大電路AMP1之間的布線。開關(guān)SW1b及低通濾波器LPF1b從二極管DD1b側(cè)依次以串聯(lián)方式插入二極管DD1b與差動(dòng)放大電路AMP1之間的布線。

控制器CTLU2與圖4的情況同樣地，從IO端子IO1u發(fā)送作為高壓側(cè)開關(guān)HSWu的導(dǎo)通/截止信號(hào)的高壓側(cè)開關(guān)控制信號(hào)HINu，從IO端子IO2u發(fā)送作為低壓側(cè)開關(guān)LSWu的導(dǎo)通/截止信號(hào)的低壓側(cè)開關(guān)控制信號(hào)LINu。另外，在圖19中，雖然為了方便而進(jìn)行了省略，然而控制器CTLU2針對v相及w相也同樣地，從IO端子IO1v、IO1w發(fā)送高壓側(cè)開關(guān)控制信號(hào)HINv、HINw，從IO端子IO2v、IO2w發(fā)送低壓側(cè)開關(guān)控制信號(hào)LINv、LINw。

進(jìn)一步地，控制器CTLU2與圖4的情況不同，具有開關(guān)控制電路SWCTL。開關(guān)控制電路SWCTL基于各開關(guān)控制信號(hào)(HINu、HINv、HINw、LINu、LINv、LINw)而生成開關(guān)控制信號(hào)Ssw，并將該開關(guān)控制信號(hào)Ssw從IO端子IO3發(fā)送至開關(guān)SW1a、SW1b。開關(guān)SW1a、SW1b根據(jù)該開關(guān)控制信號(hào)Ssw來控制導(dǎo)通/關(guān)斷。

開關(guān)SW1a、SW1b在包含高壓側(cè)開關(guān)HSWu、HSWv、HSWw及低壓側(cè)開關(guān)LSWu、LSWv、LSWw的導(dǎo)通/關(guān)斷進(jìn)行切換的時(shí)間點(diǎn)在內(nèi)的規(guī)定的期間(例如幾μs等)被控制在關(guān)斷，在除了該規(guī)定的期間以外的期間被控制為導(dǎo)通。即，開關(guān)SW1a、SW1b在可能產(chǎn)生由圖18所示的開關(guān)噪聲引起的失真的期間被控制為關(guān)斷。開關(guān)控制電路SWCTL能夠基于各開關(guān)控制信號(hào)(HINu、HINv、HINw、LINu、LINv、LINw)得出該期間的開始時(shí)間點(diǎn)。

此處，由于當(dāng)開關(guān)SW1a、SW1b被控制為關(guān)斷時(shí)，差動(dòng)放大電路AMP1的輸入變成開路，所以擔(dān)心其輸入變得不確定。因此，此處，在開關(guān)SW1a、SW1b與差動(dòng)放大電路AMP1之間的布線上插入低通濾波器LPF1a、LPF1b。由于低通濾波器LPF1a、LPF1b具有結(jié)合在該布線與基準(zhǔn)電源電壓GND之間的電容器，能夠?qū)㈤_關(guān)即將關(guān)斷之前的電位(換言之溫度)保持一定期間。另外，由于在幾μs這樣很短的期間內(nèi)的溫度的變化極其微小(例如0.1℃以下)，因此能夠忽略該期間之后的溫度與保持時(shí)的溫度之差。

此外，低通濾波器LPF1a、LPF1b除了如此在開關(guān)SW1a、SW1b的關(guān)斷期間保持溫度信息的作用以外，還起到降低在開關(guān)SW1a、SW1b的導(dǎo)通期間溫度電壓信號(hào)TOHu中產(chǎn)生的噪聲的作用、降低伴隨開關(guān)SW1a、SW1b的導(dǎo)通/關(guān)斷的噪聲的作用。另外，圖19的方式當(dāng)然不僅限于溫度檢測電路TChu2，還能夠應(yīng)用于圖1的結(jié)合電路HCC1。在這種情況下，同樣地，向二極管DD1與控制器CTLU之間的布線插入開關(guān)(設(shè)為SW1)是有益的。進(jìn)一步地，向開關(guān)(SW1)與控制器CTLU之間的布線插入低通濾波器(設(shè)為LPF1)也是有益的。

溫度檢測電路的動(dòng)作(應(yīng)用例[3])

圖20是示出圖19的溫度檢測電路的動(dòng)作時(shí)間點(diǎn)的一例的概略圖。此處，示出u相及v相的低壓側(cè)開關(guān)控制信號(hào)LINu、LINv作為一例，然而針對其他的開關(guān)控制信號(hào)(LINw、HINu、HINv、HINw)也進(jìn)行同樣的動(dòng)作。在圖20的例子中，根據(jù)低壓側(cè)開關(guān)控制信號(hào)LINu、LINv的上升/下降沿共計(jì)發(fā)生4次，開關(guān)控制信號(hào)Ssw的‘L’期間也與之相應(yīng)地發(fā)生4次。該4次期間是開關(guān)SW1a、SW1b的關(guān)斷期間Toff1～Toff4。

在該關(guān)斷期間Toff1～Toff4，進(jìn)行低壓側(cè)開關(guān)LSWu、LSWv的開關(guān)，u相及v相的浮動(dòng)電壓VSu、VSv轉(zhuǎn)變。開關(guān)噪聲根據(jù)該轉(zhuǎn)變與溫度電壓信號(hào)TOHu重疊，但是由于開關(guān)SW1a、SW1b是關(guān)斷的，所以溫度電壓信號(hào)TIHu不受影響。此外，關(guān)斷期間Toff1～Toff4只要是包含u相、v相、w相的浮動(dòng)電壓VSu、VSv、VSw轉(zhuǎn)變的期間的長度即可，通常能夠決定為相同的長度(例如3μs等)。

開關(guān)控制電路的構(gòu)成

圖21是示出圖19的開關(guān)控制電路的構(gòu)成例的概略圖。例如，在控制器CTLU2是微型控制器(MCU)等的情況下，通過由CPU(Central Processing Unit：中央處理器)進(jìn)行的程序處理來建立例如與圖21等效的開關(guān)控制電路SWCTL。圖21的開關(guān)控制電路SWCTL具有6對(此處，僅例示其中的3對)的上升檢測電路RDET及下降檢測電路FDET、或(OR)運(yùn)算電路OR、計(jì)時(shí)器電路TMR、SR閂鎖電路SRLT2。

上升檢測電路RDET及下降檢測電路FDET針對u相、v相、w相的各開關(guān)控制信號(hào)(LINu、HINu、LINv、HINv、LINw、HINw)中的每一個(gè)設(shè)置。例如，與低壓側(cè)開關(guān)控制信號(hào)LINu對應(yīng)的上升檢測電路RDET在產(chǎn)生低壓側(cè)開關(guān)控制信號(hào)LINu的‘H’轉(zhuǎn)變的時(shí)間點(diǎn)生成上升檢測信號(hào)RDlu。另外，與低壓側(cè)開關(guān)控制信號(hào)LINu對應(yīng)的下降檢測電路FDET在產(chǎn)生低壓側(cè)開關(guān)控制信號(hào)LINu的‘L’轉(zhuǎn)變的時(shí)間點(diǎn)生成下降檢測信號(hào)FDlu。

同樣地，與其他的開關(guān)控制信號(hào)(HINu、LINv、HINv、LINw、HINw)對應(yīng)的上升檢測電路RDET分別根據(jù)對應(yīng)的開關(guān)控制信號(hào)的‘H’轉(zhuǎn)變來生成上升檢測信號(hào)RDhu、RDlv、RDhv、RDlw、RDhw。與其他的開關(guān)控制信號(hào)(HINu、LINv、HINv、LINw、HINw)對應(yīng)的下降檢測電路FDET分別根據(jù)對應(yīng)的開關(guān)控制信號(hào)的‘L’轉(zhuǎn)變來生成下降檢測信號(hào)FDhu、FDlv、FDhv、FDlw、FDhw。

或(OR)運(yùn)算電路OR根據(jù)各檢測信號(hào)(RDlu、FDlu、RDhu、FDhu、…、RDhw、FDhw)的或(OR)運(yùn)算結(jié)果，輸出計(jì)時(shí)器起始信號(hào)TST。計(jì)時(shí)器電路TMR根據(jù)計(jì)時(shí)器起始信號(hào)TST，來開始進(jìn)行與圖20的各關(guān)斷期間Toff1～Toff4對應(yīng)的規(guī)定的期間(例如幾μs)的計(jì)數(shù)，在計(jì)數(shù)屆滿了的時(shí)間點(diǎn)輸出到點(diǎn)(時(shí)間到，time up)信號(hào)TUP。此時(shí)，計(jì)時(shí)器電路TMR在計(jì)數(shù)過程中收到了計(jì)時(shí)器起始信號(hào)TST的情況下，再次開始計(jì)數(shù)。SR閂鎖電路SRLT2根據(jù)計(jì)時(shí)器起始信號(hào)TST，使開關(guān)控制信號(hào)Ssw轉(zhuǎn)變?yōu)椤甃’電平；根據(jù)到點(diǎn)信號(hào)TUP，使開關(guān)控制信號(hào)Ssw轉(zhuǎn)變?yōu)椤瓾’電平。

以上，使用本實(shí)施方式5的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，由此除了在實(shí)施方式2中描述了的各種效果以外，進(jìn)一步地，還能夠利用很少的電路開銷來有效地排除開關(guān)噪聲的影響。其結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的溫度檢測。另外，通過低通濾波器的電容器，能夠確保進(jìn)行可溫度檢測的期間充足。

此外，上述的開關(guān)SW1a、SW1b及低通濾波器LPF1a，LPF1b的結(jié)構(gòu)對于低壓側(cè)的通信也有效。由于低壓側(cè)不浮動(dòng)，所以不需要高耐壓二極管的絕緣，但是如圖18的(b)所示，從噪聲的觀點(diǎn)出發(fā)，與高壓側(cè)同樣地重疊了因開關(guān)元件而引起的噪聲。因此，如圖19所示，在低壓側(cè)也設(shè)置包含開關(guān)及低通濾波器的噪聲濾波器NFLT，由此能夠有效地排除開關(guān)噪聲的影響。

以上，基于實(shí)施方式具體地說明了由本發(fā)明的發(fā)明人作出的發(fā)明，然而本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，在不脫離其主旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種變更。例如，為了以易于理解的方式說明本發(fā)明而詳細(xì)地說明了上述的實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不限定于必需具有說明了的全部的結(jié)構(gòu)。另外，能夠?qū)⒛硞€(gè)實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的一部分替換成其他實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，另外，還能夠向某個(gè)實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)追加其他實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)。另外，能夠針對各實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的一部分，追加、刪除、置換其他的結(jié)構(gòu)。

例如，在實(shí)施方式2或?qū)嵤┓绞?中，作為圖1的方式的應(yīng)用例，進(jìn)行了高壓側(cè)的溫度檢測和高壓側(cè)開關(guān)信號(hào)的電壓電平的調(diào)整，當(dāng)然，并不限定于此，同樣地，也能夠進(jìn)行例如高壓側(cè)的過電壓檢測、過電流檢測以及根據(jù)這些檢測的高壓側(cè)的各種控制等。另外，在實(shí)施方式2或?qū)嵤┓绞?中，以三相橋結(jié)構(gòu)的逆變器為例，當(dāng)然，也能夠同樣地應(yīng)用全橋或半橋結(jié)構(gòu)的逆變器。但是，開關(guān)的數(shù)量越多，就越能得到更有益的效果。