【手続補正書】
【提出日】平成17年2月17日(2005.2.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング半導体装置を内部に備える半導体モジュールであって、
前記スイッチング半導体装置で発生する電力損失を示すロスデータの外部への出力を制御するデータ出力制御部を内部に備え、
前記データ出力制御部の外部システムとの通信で前記ロスデータを前記外部システムへ出力可能に構成したことを特徴とする半導体モジュール。
【請求項２】
前記外部システムの要求時のみ、前記ロスデータを前記外部システムへ出力するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項３】
前記ロスデータを前記スイッチング半導体装置の特性値に対応したデータとしたことを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか一つに記載の半導体モジュール。
【請求項４】
前記スイッチング半導体装置の温度を測定する温度測定部を更に内部に備え、
前記温度測定部で測定された温度を前記特性値としたことを特徴とする請求項３に記載の半導体モジュール。
【請求項５】
前記ロスデータを前記スイッチング半導体装置の負荷の特性値に対応したデータとしたことを特徴する請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項６】
前記ロスデータを前記外部システムにより読み出し可能としたことを特徴する請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項７】
前記スイッチング半導体装置には、スイッチング半導体素子が設けられており、
前記スイッチング半導体素子に印可される電圧を測定する電圧測定部と、
前記スイッチング半導体素子に流れる電流を測定する電流測定部と、
前記電圧測定部で測定された前記電圧と、前記電流測定部で測定された前記電流とをもとに、前記ロスデータを求めるロス演算部と
を内部に備える、請求項１に記載の半導体モジュール。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の半導体モジュールは、スイッチング半導体装置を内部に備える半導体モジュールであって、前記スイッチング半導体装置で発生する電力損失を示すロスデータの外部への出力を制御するデータ出力制御部を内部に備え、前記データ出力制御部の外部システムとの通信で前記ロスデータを前記外部システムへ出力可能に構成したことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
エンジンシステム７０は、エンジン８９とエンジン制御部８１とから成る。エンジン制御部８１は、エンジン８９の動作を制御し、更にエンジン８９での電力損失を求める。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
電圧測定部１３は、図３に示す各ＩＧＢＴ１１ａのエミッタ−コレクタ間に印加されている電圧を検出する電圧センサー１３ａと、その検出結果をもとに各ＩＧＢＴ１１ａのエミッタ−コレクタ間の電圧を求める電圧演算部１３ｂとを有している。電圧センサー１３ａは、例えば、入力端子Ｐと、出力端子Ｕ,Ｖ,Ｗのそれぞれとの間に設けられ、更に、入力端子Ｎと、出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗのそれぞれとの間に設けられる。電圧演算部１３ｂは、各電圧センサー１３ａの出力をフィルタリング及び増幅して、各ＩＧＢＴ１１ａの電圧を求め、更にＡ／Ｄ変換を行って、求めた電圧をデジタルデータとしてロス演算部１２に出力する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
次に、モータ制御部８２の動作について説明する。モータ制御部８２は、後述する方法によってメイン制御部８０が決定した動作点で、モータ９０を動作させるために、半導体モジュール１０内のスイッチング半導体装置１１に印加する電圧及びそれに流す電流を決定する。具体的には、メイン制御部８０が決定した回転数及びトルクでモータ９０を動作させるために、スイッチング半導体装置１１の入力端子Ｐ，Ｎに印加する電圧と、出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗに流す電流を決定する。なおモータ制御部８２が、このようにして決定した、スイッチング半導体装置１１の電圧及び電流を、それぞれ「設定電圧」及び「設定電流」と呼ぶ。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
ＩＧＢＴ１１ａがオンする際のロスは、電流の立上がり時間ｔ１と電圧の立下り時間ｔ２とでほぼ決定される。従って、電流の立上がり時間ｔ１と電圧の立下り時間ｔ２との組を複数考えて、その各組に対応したロスの値を、ロス演算部１２に予め記憶させておくことにより、求めた電流の立上がり時間ｔ１及び電圧の立下り時間ｔ２から、ＩＧＢＴ１１ａがオンする際のロスを求めることができる。なお図６は、図４に示す部分Ａの拡大図であって、面積６０の記載は省略している。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
ＩＧＢＴ１１ａがオフする際のロスは、電流の立下り時間と電圧の立上がり時間とでほぼ決定される。従って、電流の立下り時間と電圧の立上がり時間との組を複数考えて、その各組に対応したロスの値を、ロス演算部１２に予め記憶させておくことにより、求めた電流の立下り時間及び電圧の立上がり時間から、ＩＧＢＴ１１ａがオフする際のロスを求めることができる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
このように本実施の形態２に係る半導体モジュール１５では、その外部のシステムであるモータ制御部８２の要求に応じて、ロスデータを出力している。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
次に、制御部９６はスイッチング半導体装置１１に与える電圧を電圧Ｖ１から電圧Ｖ２に変化する。そして、制御端子ＣＯＮＴに所定の電圧を印加して、スイッチング半導体装置１１の各ＩＧＢＴ１１ａのスイッチング動作を制御し、出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗに電流Ｉ２を流す。そして、ロスデータＤ１を求めた場合と同様にして、このときのロスデータＤ２を求める。そして、電圧Ｖ２と、電流Ｉ２と、ロスデータＤ２とを互いに対応付けて記憶部２１に記憶する。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１９】
図１６は、本発明の実施の形態４に係る半導体モジュール２７の構成を示すブロック図である。本実施の形態４に係る半導体モジュール２７は、図９に示す実施の形態３に係る半導体モジュール２０において、基本的には、スイッチング半導体装置１１の温度を測定する温度測定部２９を更に内部に備え、記憶部２１の替わりに記憶部２６を、データ出力制御部２２の替わりにデータ出力制御部２８を備えるものである。本実施の形態４では、上述のシステム９９において、半導体モジュール１０の替わりに、図１６に示す半導体モジュール２７を採用する。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２１】
記憶部２６は、初期データとして、スイッチング半導体装置１１の特性値と、ロスデータとを互いに対応付けて記憶しており、その特性値には、スイッチング半導体装置１１の温度、電圧及び電流が含まれている。つまり、本実施の形態４に係る記憶部２６は、上述の実施の形態３に係る記憶部２１が記憶している初期データに、スイッチング半導体装置１１の別の特性値として、その温度を更に追加したものを記憶している。このようなデータは、例えば、半導体モジュール２７の製造工程における出荷前検査工程で、記憶部２６に記憶される。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２３】
図中のロスデータＤ１,Ｄ２は、スイッチング半導体装置１１の温度が温度Ｔｅｍｐ１のときのロスデータであり、ロスデータＤ１１,Ｄ１２は、スイッチング半導体装置１１の温度が温度Ｔｅｍｐ２のときのロスデータである。そして、ロスデータＤ１あるいはロスデータＤ１１が示すロスを生じた際にスイッチング半導体装置１１に印加されていた電圧は電圧Ｖ１であって、そのときにスイッチング半導体装置１１に流れていた電流は電流Ｉ１である。また、ロスデータＤ２あるいはロスデータＤ１２が示すロスを生じた際にスイッチング半導体装置１１に印加されていた電圧は電圧Ｖ２であって、そのときにスイッチング半導体装置１１に流れていた電流は電流Ｉ２である。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８８】
【発明の効果】
この発明の半導体モジュールによれば、外部システムがスイッチング半導体装置で発生したロスを認識することができる。従って、本発明に係る半導体モジュールを備えるシステムにおいては、かかる半導体モジュールから得られるロスデータと、他のサブシステムから得られるロスの値とをもとに、システム全体で最もエネルギー効率の良い制御戦略を立案することができる。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９７
【補正方法】削除
【補正の内容】