(57)【要約】【課題】整流動作を安定化して高い信頼性を得られる整流装置及びその制御方法を提供すること。【解決手段】本実施形態に係る整流装置は、整流素子と、制御素子と、制御部と、を含む。前記制御素子は、前記整流素子に直列的に接続される。前記制御素子は、制御信号に応じて抵抗値が変化する。前記制御部は、前記整流素子に流れる電流の変化に応じて前記抵抗値を変化させるための前記制御信号を生成する。また、本実施形態は、整流素子と、前記整流素子に直列的に接続され制御信号に応じて抵抗値が変化する制御素子と、を含む整流装置の制御方法であって、前記整流素子に流れる電流を検出する工程と、前記電流の変化に応じて前記抵抗値を変化させるための前記制御信号を前記制御素子へ与える工程と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
整流素子と、
前記整流素子に直列的に接続され制御信号に応じて抵抗値が変化する制御素子と、
前記整流素子に流れる電流の変化に応じて前記制御信号を生成する制御部と、
を備えた整流装置。
【請求項２】
前記制御素子は、ノーマリオン型のトランジスタである請求項１記載の整流装置。
【請求項３】
前記制御素子のオン抵抗は、前記整流素子のオン抵抗よりも小さい請求項１または２に記載の整流装置。
【請求項４】
前記整流素子の耐圧は、前記制御素子の耐圧よりも大きい請求項１〜３のいずれか１つに記載の整流装置。
【請求項５】
前記整流素子に流れる電流を検出する電流検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記電流検出部によって検出した前記電流に応じた前記制御信号を生成する請求項１〜４のいずれか１つに記載の整流装置。
【請求項６】
前記整流素子の温度を検出する温度検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記温度検出部によって検出した前記温度に応じた前記制御信号を生成する請求項１〜４のいずれか１つに記載の整流装置。
【請求項７】
前記整流素子に印加される電圧を検出する電圧検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記電圧検出部によって検出した前記電圧に応じた前記制御信号を生成する請求項１〜４のいずれか１つに記載の整流装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記整流素子が順バイアス状態から逆バイアス状態に移行した際に前記抵抗値を増加するための前記制御信号を生成する請求項１〜７のいずれか１つに記載の整流装置。
【請求項９】
前記整流素子は、ＳｉＣを用いたダイオードである請求項１〜８のいずれか１つに記載の整流装置。
【請求項１０】
前記制御素子は、Ｓｉを用いたトランジスタである請求項１〜９のいずれか１つに記載の整流装置。
【請求項１１】
前記整流素子は、負の温度特性を有する請求項１〜１０のいずれか１つに記載の整流装置。
【請求項１２】
第１の順方向電流が流れる第１整流素子と、
前記第１整流素子に並列接続され第２の順方向電流が流れる第２整流素子と、
前記第１整流素子に直列的に接続され第１制御信号に応じて抵抗値が変化する第１制御素子と、
前記第２整流素子に直列的に接続され第２制御信号に応じて抵抗値が変化する第２制御素子と、
前記第１の順方向電流と前記第２の順方向電流との差を少なくするように前記第１制御信号及び前記第２制御信号を生成する制御部と、
を備えた整流装置。
【請求項１３】
整流素子に流れる電流を検出する工程と、
前記整流素子に直列的に接続された制御素子に前記電流の変化に応じた制御信号を与えて前記制御素子の抵抗値を変化させる工程と、
を備えた整流素子の制御方法。
【請求項１４】
前記制御信号を前記制御素子へ与える工程は、前記整流素子の電流が予め設定された許容範囲を超えている場合、前記抵抗値が増加するように前記制御信号を前記制御素子へ与えることを含む請求項１３記載の整流装置の制御方法。
【請求項１５】
前記制御信号を前記制御素子へ与える工程は、前記整流素子が順バイアス状態から逆バイアス状態に移行した際に前記抵抗値が増加するように前記制御信号を前記制御素子へ与えることを含む請求項１３または１４に記載の整流装置の制御方法。
【請求項１６】
第１整流素子を流れる第１の順方向電流と、前記第１整流素子に並列接続された第２整流素子を流れる第２の順方向電流と、を検出する工程と、
前記第１の順方向電流が前記第２の順方向電流よりも大きい場合、前記第１整流素子に直列的に接続された第１制御素子の抵抗値が増加するように第１制御信号を前記第１制御素子へ与え、前記第２の順方向電流が前記第１の順方向電流よりも大きい場合、前記第２整流素子に直列的に接続された第２制御素子の抵抗値が増加するように第２制御信号を前記第２制御素子へ与える工程と、
を備えた整流装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、整流装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
整流素子の順電圧（Ｖｆ）には温度依存性がある。この温度依存性において、温度の上昇によって順電圧が低下する特性を負の温度特性、温度の上昇によって順電圧が上昇する特性を正の温度特性と言う。例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）を用いたＰｉＮダイオードは、一般に負の温度特性を有する。整流素子を複数個並列に接続して使用する場合、素子間の電流のバランスが重要になる。すなわち、並列接続した複数の整流素子のうち特定の整流素子に多く電流が流れると、その整流素子への負担が大きくなる。整流装置においては、整流素子の動作の安定化が望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３１１９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、安定した整流動作が得られる整流装置及びその制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本実施形態に係る整流装置は、整流素子と、制御素子と、制御部と、を含む。
前記制御素子は、前記整流素子に直列的に接続される。前記制御素子は、制御信号に応じて抵抗値が変化する。
前記制御部は、前記整流素子に流れる電流の変化に応じて前記抵抗値を変化させるための前記制御信号を生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る整流装置を例示する図である。
【図２】図２は、第２の実施形態に係る整流装置の制御方法を例示するフローチャートである。
【図３】図３は、第３の実施形態に係る整流装置の制御方法を例示するフローチャートである。
【図４】図４（ａ）及び（ｂ）は、整流素子の逆回復特性及び抵抗値の変化を例示する図である。
【図５】図５は、第４の実施形態に係る整流装置を例示する図である。
【図６】図６は、整流素子のオン電圧と電流との関係を例示する図である。
【図７】図７は、参考例に係る整流装置を例示する図である。
【図８】図８は、第５の実施形態に係る整流装置の制御方法を例示するフローチャートである。
【図９】図９（ａ）及び（ｂ）は、第６の実施形態に係る半導体モジュールを例示する図である。
【図１０】図１０（ａ）及び（ｂ）は、第７の実施形態に係る半導体モジュールを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る整流装置を例示する図である。
図１に表したように、整流装置１１０は、整流素子１０と、制御素子２０と、制御部３０と、を備える。
【０００９】
整流素子１０は、例えばダイオードである。整流素子１０は、ダイオード以外のトランジスタでもよい。本実施形態では、整流素子１０として、ＳｉＣを用いたＰｉＮダイオードが用いられる。
【００１０】
制御素子２０は、整流素子１０に直列的に接続される。制御素子２０と、整流素子１０とは、直接接続されていても、間に何らかの素子等を介して接続されていてもよい。制御素子２０は、整流素子１０であるダイオードのアノードに接続される。制御素子２０は所定の抵抗値を有する。抵抗値は、例えば制御素子２０のオン抵抗の値である。制御素子２０の抵抗値は、制御信号ＣＳに応じて変化する。
【００１１】
制御素子２０は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）である。制御素子２０には、ＭＯＳＦＥＴのほか、ＪＦＥＴ（Junction FET）、ＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor）などが用いられる。本実施形態では、制御素子２０として、シリコン（Ｓｉ）を用いたＭＯＳＦＥＴが用いられる。制御素子２０の抵抗値は、制御信号ＣＳに基づき印加されるゲート電圧Ｖｇｓによって変化する。
【００１２】
制御部３０は、整流素子１０に流れる電流ｉ１０の変化に応じて制御信号ＣＳを生成する。制御信号ＣＳは、整流素子１０に流れる電流ｉ１０の変化に応じて制御素子２０の抵抗値を変化させるための信号である。
【００１３】
本実施形態では、制御部３０と制御素子２０との間にドライバ３５が設けられている。ドライバ３５は、制御信号ＣＳに応じてゲート電圧Ｖｇｓを生成する。ゲート電圧Ｖｇｓは制御素子２０であるＭＯＳＦＥＴのゲート電極に印加される。制御部３０は、ドライバ３５を含んでいてもよい。この場合、制御部３０は制御信号ＣＳとしてゲート電圧Ｖｇｓを生成する。
【００１４】
このような整流装置１１０では、整流素子１０を流れる電流ｉ１０の変化に応じて制御信号ＣＳが変化する。制御信号ＣＳによって制御素子２０に印加されるゲート電圧Ｖｇｓが変化し、制御素子２０の抵抗値が変化する。整流素子１０と直列接続された制御素子２０の抵抗値が変化することで、整流素子１０を流れる電流ｉ１０が変化する。つまり、制御部３０の制御によって整流素子１０を流れる電流ｉ１０を所望の値に設定することができる。
【００１５】
例えば、整流素子１０の温度によって電流ｉ１０が変化した場合、制御部３０は電流ｉ１０の変化に応じて制御素子２０の抵抗値を変化させるための制御信号ＣＳを生成する。ドライバ３５は制御信号ＣＳによってゲート電圧Ｖｇｓを生成する。制御素子２０はドライバ３５から送られたゲート電圧Ｖｇｓによって抵抗値（例えば、オン抵抗の値）が変化する。これにより、電流ｉ１０が一定の値になるように制御される。
【００１６】
整流装置１１０において、制御素子２０のオン抵抗の値Ｒｏｎ２０は、整流素子１０のオン抵抗の値Ｒｏｎ１０よりも小さい。例えば、Ｒｏｎ２０は、Ｒｏｎ１０に比べて１０分の１程度小さいことが望ましい。このようなオン抵抗の値Ｒｏｎ２０の制御素子２０を選択することで、整流素子１０に制御素子２０を直列接続しても整流素子１０のオン抵抗に大きな影響を及ぼさない。
【００１７】
また、整流装置１１０において、整流素子１０の耐圧は、制御素子２０の耐圧よりも大きい。すなわち、整流素子１０がオフ状態の時に、電圧のほとんどが整流素子１０に印加させるように整流素子１０の耐圧及び制御素子２０の耐圧を選択する。例えば、整流素子１０の耐圧は、制御素子２０の耐圧よりも２桁程度大きいことが望ましい。制御素子２０として耐圧の低いものを使用することで、整流装置１１０は低コスト化する。
【００１８】
整流素子１０としてＳｉＣを用いたダイオードを用いた場合、制御素子２０としてはＳｉを用いたＭＯＳＦＥＴを用いてもよい。ＳｉのＭＯＳＦＥＴでは２００℃程度での動作が可能であるため、ＳｉＣのダイオードの高温動作特性（例えば、２００℃程度での動作特性）は犠牲にならない。
【００１９】
また、制御素子２０としては、ノーマリオン型のトランジスタであることが望ましい。一般的に、ノーマリオン型のトランジスタは、ノーマリオフ型のトランジスタよりもオン抵抗が低い。制御素子２０としてノーマリオン型のトランジスタを用いることで、整流装置１１０の大きさの小型化が達成される。
【００２０】
また、整流装置１１０では、整流素子１０として、負の温度特性を有するＳｉＣのＰｉＮダイオードを用いても動作が安定化する。負の温度特性を有するＳｉＣのＰｉＮダイオードは、正の温度特性を有するＳｉＣのＰｉＮダイオードよりもオン電圧が低く、しかも製造が容易である。整流素子１０として、負の温度特性を有するＳｉＣのＰｉＮダイオードを用いることで、整流装置１１０のオン電圧が低くなり、導通損失の低減が達成される。
【００２１】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。
図２は、第２の実施形態に係る整流装置の制御方法を例示するフローチャートである。
図２に表したフローチャートは、図１に表した整流装置１１０の制御方法の例である。このフローチャートに表した制御方法は、整流装置１１０に電源が投入されている間、実行される。
【００２２】
先ず、ステップＳ１０１に表したように、整流素子１０に流れる電流ｉ１０を検出する。電流ｉ１０は、例えば整流素子１０が接続された回路に設けた電流検出器５１によって検出する。電流ｉ１０は、回路に設けた電圧検出器５２によって検出した電圧から求めてもよい。また、電流ｉ１０は、整流素子１０の近傍に設けた温度検出器５３によって検出した温度から求めてもよい。検出した電流ｉ１０の値は、制御部３０に送られる。
【００２３】
次に、ステップＳ１０２に表したように、検出した電流ｉ１０の値が予め設定された許容範囲内か否かの判断を行う。この判断は、制御部３０によって行われる。検出した電流ｉ１０の値が許容範囲内である場合、ステップＳ１０３へ進む。検出した電流ｉ１０の値が許容範囲内でない場合、ステップＳ１０４へ進む。
【００２４】
ステップＳ１０３では、制御信号ＣＳを維持する処理を行う。すなわち、制御部３０は、生成した制御信号ＣＳを変化させることなく維持する。
【００２５】
ステップＳ１０４では、検出した電流ｉ１０の値が許容範囲よりも大きいか否かの判断を行う。この判断は、制御部３０によって行われる。検出した電流ｉ１０の値が許容範囲よりも大きくない場合、ステップＳ１０５へ進む。検出した電流ｉ１０の値が許容範囲よりも大きい場合、ステップＳ１０６へ進む。
【００２６】
ステップＳ１０５では、制御素子２０の抵抗値を小さくするための制御信号ＣＳを制御部３０によって生成する。この制御信号ＣＳによって制御素子２０の抵抗値が小さくなり、電流ｉ１０が増加する。つまり、電流ｉ１０が許容範囲以下である場合、制御素子２０の抵抗値を小さくする制御信号ＣＳが生成され、これによって電流ｉ１０が増加する。
【００２７】
ステップＳ１０６では、制御素子２０の抵抗値を大きくするための制御信号ＣＳを制御部３０によって生成する。この制御信号ＣＳによって制御素子２０の抵抗値が大きくなり、電流ｉ１０が減少する。つまり、電流ｉ１０が許容範囲を超えている場合、制御素子２０の抵抗値を大きくする制御信号ＣＳが生成され、これによって電流ｉ１０が減少する。
【００２８】
このような処理を繰り返すことによって、整流素子１０の電流ｉ１０が許容範囲内に維持されることになる。
【００２９】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。
図３は、第３の実施形態に係る整流装置の制御方法を例示するフローチャートである。
図３に表したフローチャートは、図１に表した整流装置１１０の制御方法の他の例である。このフローチャートに表した制御方法は、整流装置１１０に電源が投入されている間、実行される。
【００３０】
先ず、ステップＳ２０１に表したように、整流素子１０に流れる電流ｉ１０を検出する。第２の実施形態と同様、電流ｉ１０は、電流検出器５１、電圧検出器５２及び温度検出器５３のいずれかによって検出した値から求められる。検出した電流ｉ１０の値は、制御部３０に送られる。
【００３１】
次に、ステップＳ２０２に表したように、整流素子１０に対するバイアスが逆になったか否かを判断する。この判断は、制御部３０によって行われる。制御部３０は、例えば、整流素子１０に流れる電流ｉ１０から、整流素子１０に印加されるバイアスが、順バイアスから逆バイアスへ変化した場合、または逆バイアスから順バイアスに変化した場合、バイアスが逆になったと判断する。なお、制御部３０は、外部の信号によって整流素子１０に対するバイアスが逆になったか否かを判断してもよい。
【００３２】
制御部３０によってバイアスが逆になっていないと判断した場合、ステップＳ２０３へ進む。制御部３０によってバイアスが逆になったと判断した場合、ステップＳ２０４へ進む。
【００３３】
ステップＳ２０３では、制御信号ＣＳを維持する処理を行う。すなわち、制御部３０は、生成した制御信号ＣＳを変化させることなく維持する。
【００３４】
ステップＳ２０４では、整流素子１０のバイアスが逆バイアスになったか否かの判断を行う。この判断は、制御部３０によって行われる。逆バイアスでない場合、ステップＳ２０５へ進む。逆バイアスである場合、ステップＳ２０６へ進む。
【００３５】
ステップＳ２０５では、制御素子２０の抵抗値を小さくするための制御信号ＣＳを制御部３０によって生成する。これにより、制御素子２０の抵抗値が小さくなって、整流素子１０の順バイアス時の電流ｉ１０が増加する。
【００３６】
ステップＳ２０６では、制御素子２０の抵抗値を大きくするための制御信号ＣＳを制御部３０によって生成する。この制御信号ＣＳによって制御素子２０の抵抗値は大きくなる。制御素子２０の抵抗値が大きくなると、整流素子１０の逆回復時の電流の振動及び過電圧が抑制される。すなわち、整流素子１０に直列接続された制御素子２０の抵抗値が大きくなることで、電流ｉ１０のリンギングが抑制される。
【００３７】
図４（ａ）及び（ｂ）は、整流素子の逆回復特性及び抵抗値の変化を例示する図である。
図４（ａ）には整流素子の逆回復特性が例示され、図４（ｂ）には制御素子の抵抗値の変化が例示されている。図４（ａ）及び（ｂ）において横軸は時間ｔである。図４（ａ）において縦軸は電流ｉであり、図４（ｂ）において縦軸は制御素子の抵抗値Ｒである。図４（ａ）において波形ｉａは制御素子２０の抵抗値Ｒが一定の電流変化を表し、波形ｉｂは制御素子２０の抵抗値Ｒを大きくした場合の電流変化を表している。いずれの波形も、整流素子１０が逆バイアスになった場合の特性を表している。
【００３８】
制御素子２０の抵抗値Ｒが一定の場合、波形ｉａに表したように電流の振動が発生する。一方、図４（ｂ）に表したように、逆バイアスになった際に制御素子２０の抵抗値Ｒを大きくすると、波形ｉｂに表したように電流の振動が抑制される。振動の抑制の度合いは、制御素子２０の抵抗値Ｒの大きさによって設定される。制御部３０は、制御素子２０の抵抗値Ｒを大きくするための制御信号ＣＳを生成する。
【００３９】
なお、ステップＳ２０６において、制御部３０は、制御素子２０の抵抗値Ｒを一定時間だけ大きくする制御信号ＣＳを生成してもよい。一定時間としては、逆回復特性において電流の値が一定値に収束するまでの時間でよい。
【００４０】
このような処理を繰り返すことによって、整流素子１０が逆バイアスになったときの電流ｉ１０の振動が抑制される。
【００４１】
制御部３０は、整流素子１０の逆回復波形をアクティブに制御可能なため、整流素子１０の高速動作時に問題となる電流の発振を効果的に抑制することができる。
【００４２】
なお、上記説明した第３の実施形態に係る整流装置１１０の制御方法は、上記説明した第２の実施形態に係る整流装置１１０の制御方法と合わせて実施してもよい。すなわち、整流素子１０に順バイアスが印加されている間は第２の実施形態に係る制御方法を実施し、順バイアスから逆バイアスに移行した際に第３の実施形態に係る制御方法を実施するようにしてもよい。
【００４３】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。
図５は、第４の実施形態に係る整流装置を例示する図である。
図５に表したように、整流装置１２０は、第１整流素子１１と、第２整流素子１２と、第１制御素子２１と、第２制御素子２２と、制御部３０と、を備える。
【００４４】
第１整流素子１１は、第２整流素子１２と並列接続される。第１制御素子２１は、第１整流素子１１と直列接続される。第２制御素子２２は、第２整流素子１２と直列接続される。
【００４５】
制御部３０は、第１整流素子１０に流れる電流ｉ１１の変化に応じて第１制御信号ＣＳ１を生成する。第１制御信号ＣＳ１は、第１整流素子１１に流れる電流ｉ１１の変化に応じて第１制御素子２１の抵抗値を変化させるための信号である。制御部３０は、第２整流素子１２に流れる電流ｉ１２の変化に応じて第２制御信号ＣＳ２を生成する。第２制御信号ＣＳ２は、第２整流素子１２に流れる電流ｉ１２の変化に応じて第２制御素子２２の抵抗値を変化させるための信号である。
【００４６】
本実施形態では、制御部３０と第１制御素子２１との間に第１ドライバ３５１が設け、制御部３０と第２制御素子２２との間に第２ドライバ３５２が設けられている。第１ドライバ３５１は、第１制御信号ＣＳ１に応じて第１ゲート電圧Ｖｇｓ１を生成する。第１ゲート電圧Ｖｇｓ１は第１制御素子２１であるＭＯＳＦＥＴのゲート電極に印加される。制御部３０は、第１ドライバ３５１を含んでいてもよい。この場合、制御部３０は第１制御信号ＣＳ１として第１ゲート電圧Ｖｇｓ１を生成する。
【００４７】
第２ドライバ３５１は、第２制御信号ＣＳ２に応じて第２ゲート電圧Ｖｇｓ２を生成する。第２ゲート電圧Ｖｇｓ２は第２制御素子２２であるＭＯＳＦＥＴのゲート電極に印加される。制御部３０は、第２ドライバ３５２を含んでいてもよい。この場合、制御部３０は第２制御信号ＣＳ２として第２ゲート電圧Ｖｇｓ２を生成する。
【００４８】
このような整流装置１２０では、第１整流素子１１を流れる電流ｉ１１と、第２整流素子１２を流れる電流ｉ１２とを均一化する。すなわち、整流装置１２０では、第１整流素子１１を流れる電流ｉ１１と、第２整流素子１２を流れる電流ｉ１２とのバランスが維持される。
【００４９】
ここで、参考例について説明する。
図６は、整流素子のオン電圧と電流との関係を例示する図である。
図６には、整流素子の温度が２５℃、７５℃、１２５℃、１５０℃及び１７５℃の場合のオン電圧と電流との関係が例示されている。図６に表したように、整流素子の温度が高くなるほどオン電圧が低くなる。整流素子には、このような温度特性が存在する。温度特性には、複数の整流素子ごとにばらつきが存在する。
【００５０】
図７は、参考例に係る整流装置を例示する図である。
図７に表したように、参考例に係る整流装置１９０では、２つの整流素子Ｄ１及びＤ２が並列接続されている。
【００５１】
２つの整流素子Ｄ１及びＤ２が並列接続された場合、整流素子Ｄ１には電流ｉｄ１が流れ、整流素子Ｄ２には電流ｉｄ２が流れる。ここで、各整流素子Ｄ１及びＤ２の温度特性にばらつきがあると、一方の整流素子（例えば、Ｄ１）に、他方の整流素子（例えば、Ｄ２）よりも多くの電流が流れる。このように、一方の整流素子に多くの電流が流れると、一方の整流素子に負荷がかかり、整流装置１９０の信頼性を低下させる原因になる。
【００５２】
図５に表したように、整流装置１２０においては、制御部３０によって第１整流素子１１に流れる電流ｉ１１と、第２整流素子１２に流れる電流ｉ１２とを均一化する制御が行われる。これにより、第１整流素子１１及び第２整流素子１２に温度特性のばらつきがあっても、いずれか一方の整流素子に多くの電流が流れることが抑制される。
【００５３】
例えば、第１整流素子１１及び第２整流素子１２が負の温度特性を有している場合、温度上昇に伴い電流が増加する。第１整流素子１１及び第２整流素子１２に負の温度特性のばらつきがあると、温度上昇に伴っていずれか一方の整流素子に多くの電流が流れることになる。整流装置１２０では、第１整流素子１１及び第２整流素子１２のいずれか一方に過大な電流が流れることを抑制する。したがって、整流装置１２０では、第１整流素子１１及び第２整流素子１２における温度特性のばらつきに起因した信頼性の低下が防止される。
【００５４】
また、並列接続された第１整流素子１１及び第２整流素子１２の一方に過大が電流が流れることがないため、整流装置１２０の設計において、第１整流素子１１及び第２整流素子１２の定格電流に余裕を持たせる必要がなくなる。したがって、第１整流素子１１及び第２整流素子１２のチップサイズを小さくして、整流装置１２０の大きさの縮小化及びコストの低減が達成される。
【００５５】
なお、図５に表した整流装置１２０では、２つの整流素子（第１整流素子１１及び第２整流素子１２）を含む構成を例示したが、３つの以上の整流素子が並列に接続された構成であっても同様である。
【００５６】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。
図８は、第５の実施形態に係る整流装置の制御方法を例示するフローチャートである。
図８に表したフローチャートは、図５に表した整流装置１２０の制御方法の他の例である。このフローチャートに表した制御方法は、整流装置１２０に電源が投入されている間、実行される。
【００５７】
先ず、ステップＳ３０１に表したように、第１整流素子１１及び第２整流素子１２に流れる電流ｉ１１及び電流ｉ１２を検出する。第２の実施形態と同様、電流ｉ１１及び電流ｉ１２は、電流検出器５１、電圧検出器５２及び温度検出器５３のいずれかによって検出した値から求められる。検出した電流ｉ１１及び電流ｉ１２の値は、制御部３０に送られる。
【００５８】
次に、ステップＳ３０２に表したように、検出した電流ｉ１１及び電流ｉ１２の値のバランスが崩れたか否かの判断を行う。この判断は、制御部３０によって行われる。バランスが崩れたか否かの判断は、例えば、検出した電流ｉ１１と電流ｉ１２との差が、予め設定された許容範囲内であるか否かで判断する。すなわち、電流ｉ１１と電流ｉ１２との差が、許容範囲内であればバランスを崩していないと判断する。一方、電流ｉ許容範囲を超えていればバランスを崩していると判断する。
【００５９】
ステップＳ３０２において、バランスを崩していないと判断した場合、ステップＳ３０３へ進む。ステップＳ３０２において、バランスを崩していると判断した場合、ステップＳ３０４へ進む。
【００６０】
ステップＳ３０３では、第１制御信号ＣＳ１及び第２制御信号ＣＳ２を維持する処理を行う。すなわち、制御部３０は、生成した第１制御信号ＣＳ１及び第２制御信号ＣＳ２を変化させることなく維持する。
【００６１】
ステップＳ３０４では、検出した第１整流素子１１の電流ｉ１１の値の方が第２整流素子１２の電流ｉ１２よりも大きいか否かの判断を行う。この判断は、制御部３０によって行われる。検出した電流ｉ１１の方が電流ｉ１２よりも大きくない場合、ステップＳ３０５へ進む。検出した電流ｉ１１の方が電流ｉ１２よりも大きい場合、ステップＳ３０６へ進む。
【００６２】
ステップＳ３０５では、第２制御素子２２の抵抗値（第２の抵抗値）を大きくするための第２制御信号ＣＳ２を制御部３０によって生成する。この第２制御信号ＣＳ２によって第２制御素子２２の抵抗値が大きくなり、電流ｉ１２が減少する。つまり、第２整流素子１２の電流ｉ１２が第１整流素子１１の電流ｉ１１よりも大きい場合、第２制御素子２２の抵抗値を大きくする第２制御信号ＣＳ２が生成され、これによって第２整流素子１２の電流ｉ１２が減少する。
【００６３】
ステップＳ３０６では、第１制御素子２１の抵抗値（第１の抵抗値）を大きくするための第１制御信号ＣＳ１を制御部３０によって生成する。この第１制御信号ＣＳ１によって第１制御素子２１の抵抗値が大きくなり、電流ｉ１１が減少する。つまり、第１整流素子１１の電流ｉ１１が第２整流素子１２の電流ｉ１２よりも大きい場合、第１制御素子２１の抵抗値を大きくする第１制御信号ＣＳ１が生成され、これによって第１整流素子１１の電流ｉ１１が減少する。
【００６４】
このような処理を繰り返すことによって、第１整流素子１１に流れる電流ｉ１１と、第２整流素子１２に流れる電流ｉ１２とが均一化される。すなわち、第１整流素子１１に流れる電流ｉ１１と、第２整流素子１２に流れる電流ｉ１２とのバランスが維持され、整流装置１２０の信頼性が向上する。
【００６５】
なお、上記説明した第５の実施形態に係る整流装置１２０の制御方法は、上記説明した第３の実施形態に係る制御方法と合わせて実施してもよい。すなわち、第５の実施形態に係る整流装置１２０の第１整流素子１１及び第２整流素子１２に順バイアスが印加されている間は第５の実施形態に係る制御方法を実施し、第１整流素子１１及び第２整流素子１２の少なくとも一方が順バイアスから逆バイアスに移行した際に第３の実施形態に係る制御方法を実施するようにしてもよい。
【００６６】
（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態について説明する。
図９（ａ）及び（ｂ）は、第６の実施形態に係る半導体モジュールを例示する図である。
図９（ａ）には、半導体モジュール２１０の模式的斜視図が表されている。図９（ｂ）には、半導体モジュール２１０の内部構成図が表されている。図９（ａ）に表したように、半導体モジュール２１０は、例えば樹脂のパッケージＰＫ１と、２つの端子Ｔ１及びＴ２を有する。パッケージＰＫ１内には先に説明した整流装置１２０が組み込まれている。なお、パッケージＰＫ１内には整流装置１１０を組み込んでもよい。
【００６７】
端子Ｔ１は、例えばカソード電極である。端子Ｔ２は、例えばアノード電極である。図９（ｂ）には、パッケージＰＫ１の内部の収納状態を例示している。整流装置１２０の第１整流素子１１、第２整流素子１２、第１制御素子２１、第２制御素子２２、第１ドライバ３５１、第２ドライバ３５２及び制御部３０は、それぞれチップ部品である。
【００６８】
各チップ部品は、基板１００の上に実装され、基板１００の表面に設けられた図示しない配線パターンや、ボンディングワイヤによって適宜接続されている。パッケージＰＫ１は、基板１００及び基板１００上のチップ部品を覆うように設けられる。パッケージＰＫ１は例えば直方体形状に設けられる。端子Ｔ１及びＴ２は、パッケージＰＫ１の側面から外側に延出する。
【００６９】
なお、パッケージＰＫ１の形態はこれに限定されない。また、パッケージＰＫ１の内部に収納される整流装置１２０の構成もこれに限定されない。パッケージＰＫ１内に複数の整流装置１２０が設けられた構成でもよい。
【００７０】
（第７の実施形態）
次に、第７の実施形態について説明する。
図１０（ａ）及び（ｂ）は、第７の実施形態に係る半導体モジュールを例示する図である。
図１０（ａ）には、半導体モジュール２２０の構成図が表されている。図１０（ｂ）には、半導体モジュール２２０の内部構成図が表されている。図１０（ａ）に表したように、半導体モジュール２２０は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）４０を含む。半導体モジュール２２０は、ＩＧＢＴ４０と、ＩＧＢＴ４０のＦＷＤ（Free Wheeling Diode）として設けられた整流装置１２０と、を含む。なお、ＦＷＤには整流装置１１０を用いてもよい。
【００７１】
図１０（ｂ）に表したように、半導体モジュール２２０は、例えば樹脂のパッケージＰＫ２と、３つの端子Ｔ１１、Ｔ１２及びＴ１３と、を有する。パッケージＰＫ２内には、ＩＧＢＴ４０及び整流装置１２０が組み込まれている。
【００７２】
端子Ｔ１１は、例えばＩＧＢＴ４０のエミッタ電極である。端子Ｔ１２は、例えばＩＧＢＴ４０のベース電極である。端子Ｔ１３は、例えばＩＧＢＴ４０のコレクタ電極である。
【００７３】
整流装置１２０の第１整流素子１１、第２整流素子１２、第１制御素子２１、第２制御素子２２、第１ドライバ３５１、第２ドライバ３５２及び制御部３０、並びにＩＧＢＴ４０は、それぞれチップ部品である。
【００７４】
各チップ部品は、基板１００の上に実装され、基板１００の表面に設けられた図示しない配線パターンや、ボンディングワイヤによって適宜接続されている。パッケージＰＫ２は、基板１００及び基板１００上のチップ部品を覆うように設けられる。パッケージＰＫ２は例えば直方体形状に設けられる。端子Ｔ１１、Ｔ１２及びＴ１３は、パッケージＰＫ２の側面から外側に延出する。
【００７５】
半導体モジュール２２０において、整流装置１２０に対する制御方法として第３の実施形態に係る制御方法を適用する場合、ＩＧＢＴ４０のベース電極に与えられる信号に応じて整流装置１２０の逆バイアス状態を検出し、第３の実施形態に係る制御方法を実施してもよい。
【００７６】
なお、パッケージＰＫ２の形態はこれに限定されない。また、パッケージＰＫ２の内部に収納されるＩＧＢＴ４０及び整流装置１２０の構成もこれに限定されない。パッケージＰＫ１内に複数のＩＧＢＴ４０及び複数の整流装置１２０が設けられた構成でもよい。
【００７７】
以上説明したように、実施形態に係る整流装置及びその制御方法によれば、整流動作を安定化して高い信頼性を得ることができる。
【００７８】
以上、具体例を参照しつつ実施形態について説明した。しかし、実施形態はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、実施形態の特徴を備えている限り、実施形態の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
【００７９】
また、前述した各実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて複合させることができ、これらを組み合わせたものも実施形態の特徴を含む限り実施形態の範囲に包含される。その他、実施形態の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例および修正例に想到し得るものであり、それら変更例および修正例についても実施形態の範囲に属するものと了解される。
【００８０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８１】
１０…整流素子、１１…第１整流素子、１２…第２整流素子、２０…制御素子、２１…第１制御素子、２２…第２制御素子、３０…制御部、３５…ドライバ、５１…電流検出器、５２…電圧検出器、５３…温度検出器、１００…基板、１１０，１２０，１９０…整流装置、２１０，２２０…半導体モジュール、２２０…半導体モジュール、３５１…第１ドライバ、３５２…第２ドライバ、ＣＳ…制御信号、ＣＳ１…第１制御信号、ＣＳ２…第２制御信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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