(57)【要約】  電力半導体ユニット（１）用の電子電源スイッチ駆動モジュール（２）は、１つ以上の回路基板（４）上に装着されたゲート駆動装置（６）および電流トランスデューサ（８）を含み、ゲート駆動装置は、前記電力半導体ユニット（１）の電力半導体モジュール（３）の少なくとも１つのトランジスタ（１３ａ）を制御するための少なくとも１つの回路部分（２０）を含み、電流トランスデューサ（８）は、電力半導体モジュールの出力電流を測定するために電力半導体モジュール（３）の出力（７）に連結されるように構成され、前記少なくとも１つの回路部分（２０）は、測定される出力電流の出力電位に接続される。電流トランスデューサは、少なくとも１つの磁場センサ（１６ａ、１６ａ’、１６ｂ）を含み、電流トランスデューサは、非絶縁方式で前記出力電位においてゲート駆動装置の前記少なくとも１つの回路部分に接続される。
2021515518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力半導体ユニット（１）のための電子電源スイッチ駆動制御モジュール（２）において、
１つ以上の回路基板（４）上に装着された電子電源スイッチ駆動装置（６）および電流トランスデューサ（８）を含み、
前記電子電源スイッチ駆動装置は、前記電力半導体ユニット（１）の電力半導体モジュール（３）の少なくとも１つの電子電源スイッチ（１３ａ）を制御するための少なくとも１つの回路部分（２０）を含み、
前記電流トランスデューサ（８）は、前記電力半導体モジュールの出力電流を測定するために前記電力半導体モジュール（３）の出力（７）に連結されるように構成され、
前記少なくとも１つの回路部分（２０）は、測定される前記出力電流の出力電位（Ｖｏｕｔ）に接続され、
前記電流トランスデューサは、少なくとも１つの磁場センサ（１６ａ、１６ａ’、１６ｂ）を含み、前記電流トランスデューサは、非絶縁方式で前記出力電位において前記電子電源スイッチ駆動装置の前記少なくとも１つの回路部分に接続され、前記少なくとも１つの回路部分は、前記電力半導体モジュール（３）の制御基板（９）に接続するように構成された制御論理回路（２０ｆ）を含み、前記電流トランスデューサの測定出力信号が、前記制御論理回路に供給されることを特徴とする、電子電源スイッチ駆動制御モジュール。
【請求項２】
前記電子電源スイッチ駆動装置は、トランジスタゲート駆動装置（６）であり、前記少なくとも１つの電子電源スイッチはトランジスタ（１３ａ）である、請求項１に記載の電子電源スイッチ駆動モジュール。
【請求項３】
前記電流トランスデューサは、前記１つ以上の回路基板の電流トランスデューサ部分（４ｂ）に形成された通路（２４）を含み、前記通路は、前記電力半導体モジュールの出力導体を中に延在させるように構成されている、請求項１に記載の電子電源スイッチ駆動モジュール。
【請求項４】
ロゴスキーコイル（１６ｂ）が、前記通路（２４）を取り囲んで前記１つ以上の回路基板（４）の前記電流トランスデューサ部分（４ｂ）上に形成されている、請求項３に記載の電子電源スイッチ駆動モジュール。
【請求項５】
前記電流トランスデューサは、前記１つ以上の回路基板の電流トランスデューサ部分（４ｂ）上に装着された少なくとも１つの別個の磁場センサ（１６ａ、１６ａ’）を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の電子電源スイッチ駆動モジュール。
【請求項６】
前記電流トランスデューサは、前記出力導体（７）を受容するように構成された前記部分回路基板に形成された通路（２４）を取り囲んで前記回路基板の一部に装着された複数の別個の磁場センサを含む、請求項５に記載の電子電源スイッチ駆動モジュール。
【請求項７】
前記別個の磁場センサのうちの少なくとも１つは、磁場勾配センサである、請求項５に記載の電子電源スイッチ駆動モジュール。
【請求項８】
前記別個の磁場センサは、ホール効果センサである、請求項５に記載の電子電源スイッチ駆動モジュール。
【請求項９】
前記電流トランスデューサは、前記ロゴスキーコイル磁場センサおよび前記別個の磁場センサに接続された信号処理回路（３０）を含み、前記信号処理回路は、前記出力電流の測定信号を生成するため、前記別個の磁場センサおよび前記ロゴスキー磁場センサの信号を組み合わせる、請求項１から８のいずれか一項に記載の電子電源スイッチ駆動モジュール。
【請求項１０】
前記電子電源スイッチ駆動モジュールは、前記ゲート駆動回路および前記電流トランスデューサの両方が装着された単一の回路基板を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の電子電源スイッチ駆動モジュール。
【請求項１１】
前記電子電源スイッチ駆動モジュール（２）を前記電力半導体モジュール（３）に接続するための接続スタッドを含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の電子電源スイッチ駆動モジュール。
【請求項１２】
前記電力半導体ユニット（１）の制御ユニットに接続される信号またはデータ通信インターフェース（２０ｇ）を含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の電子電源スイッチ駆動モジュール。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの回路部分（２０）は、前記電流トランスデューサ（８）の出力に接続された局所保護回路（２０ｃ）を含み、前記局所保護回路は、前記電力半導体モジュール（３）のトランジスタ（１３ａ、１３ｂ）の駆動回路に接続されている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の電子電源スイッチ駆動モジュール。
【請求項１４】
前記ゲート駆動回路（６）は、前記電力半導体モジュール（３）へのデータ、電力、またはデータおよび電力の両方の接続のためのインターフェース回路（２２）への絶縁接続部（３４）を含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載の電子電源スイッチ駆動モジュール。
【請求項１５】
電力半導体ユニット（１）のための電子電源スイッチ駆動モジュール（２）において、
１つ以上の回路基板（４）上に装着された電子電源スイッチ駆動装置（６）および電流トランスデューサ（８）を含み、
前記電子電源スイッチ駆動装置は、前記電力半導体ユニット（１）の電力半導体モジュール（３）の少なくとも１つの電子電源スイッチ（１３ａ）を制御するための少なくとも１つの回路部分（２０）を含み、
前記電流トランスデューサ（８）は、前記電力半導体モジュールの出力電流を測定するために前記電力半導体モジュール（３）の出力（７）に連結されるように構成され、
前記少なくとも１つの回路部分（２０）は、測定される前記出力電流の出力電位（Ｖｏｕｔ）に接続され、
前記電流トランスデューサは、少なくとも１つの磁場センサ（１６ａ、１６ａ’、１６ｂ）を含み、前記電流トランスデューサは、非絶縁方式で前記出力電位において前記電子電源スイッチ駆動装置の前記少なくとも１つの回路部分に接続され、前記電子電源スイッチ駆動モジュールは、前記ゲート駆動回路および前記電流トランスデューサの両方が装着され相互接続される回路基板を含み、前記回路基板は、前記半導体モジュールの入力端子と出力端子との間で前記電力半導体モジュール（３）上に直接装着されるように構成されていることを特徴とする、電子電源スイッチ駆動モジュール。
【請求項１６】
請求項２から９および１１から１４のいずれか一項に記載の特徴を含む、請求項１５に記載の電子電源スイッチ駆動モジュール。
【請求項１７】
電力半導体ユニット（１）のための電子電源スイッチ駆動モジュール（２）において、
１つ以上の回路基板（４）上に装着された電子電源スイッチ駆動装置（６）および電流トランスデューサ（８）を含み、
前記電子電源スイッチ駆動装置は、前記電力半導体ユニット（１）の電力半導体モジュール（３）の少なくとも１つの電子電源スイッチ（１３ａ）を制御するための少なくとも１つの回路部分（２０）を含み、
前記電流トランスデューサ（８）は、前記電力半導体モジュールの出力電流を測定するために前記電力半導体モジュール（３）の出力（７）に連結されるように構成され、
前記少なくとも１つの回路部分（２０）は、測定される前記出力電流の出力電位（Ｖｏｕｔ）に接続され、
前記電流トランスデューサは、前記出力導体（７）を受容するように構成された前記回路基板に形成された通路（２４）を取り囲んで回路基板の一部に装着された複数の別個の磁場センサを含み、前記電流トランスデューサは、非絶縁方式で前記出力電位において前記電子電源スイッチ駆動装置の前記少なくとも１つの回路部分に接続されることを特徴とする、電子電源スイッチ駆動モジュール。
【請求項１８】
請求項２から４および７から１４のいずれか一項に記載の特徴を含む、請求項１７に記載の電子電源スイッチ駆動モジュール。
【請求項１９】
電力半導体ユニット（１）において、
請求項１から１８のいずれか一項に記載の電子電源スイッチ駆動モジュール（２）と、
電力半導体モジュール（３）と、
を含み、
前記電子電源スイッチ駆動モジュールは、前記電力半導体モジュール（３）上に装着されている、電力半導体ユニット。
【請求項２０】
前記電力半導体ユニット（１）の一端部における直流入力端子（５ａ−、５ａ＋）と、前記電力半導体ユニット（１）の反対端部に配置された出力端子（７ａ）と、を含み、
前記電子電源スイッチ駆動モジュール（２）は、前記入力端子と前記出力端子との間で前記電力半導体モジュール（３）に装着されている、請求項１９に記載の電力半導体ユニット。
【請求項２１】
前記電力半導体ユニットは、ＩＧＢＴデバイスである、請求項２０に記載の電力半導体ユニット。
【発明の詳細な説明】
【開示の内容】
【０００１】
本発明は、電力半導体ユニットおよびそのための電子電源スイッチ駆動モジュール（electronic power switch drive module）に関する。
【０００２】
電力エレクトロニクスでは、電子スイッチは、ハーフブリッジ、逆並列もしくは直列接続スイッチのような回路構成における電気接続を作り、遮断するために、または単に負荷を電源に接続するため、例えば、数百ヘルツから数百万ヘルツの周波数範囲で周期的スイッチングを適用するために使用される。電力半導体ユニット用の電子スイッチには、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）、ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）、ならびにハーフブリッジ、３レベル、マトリックス、および他のそのような半導体スイッチ構成などのトポロジーで配置され得る様々な既知の半導体スイッチが含まれる。
【０００３】
多くの電力半導体ユニットでは、損失が生じるオン状態とオフ状態との間の遷移時間を減らすために、非常に速いスイッチングを有することが有利である。高速スイッチング時間を得るために、電力半導体ユニットには、典型的には、絶縁バリアを介した電気絶縁および双方向通信などの追加の機能を含み得るゲート駆動回路が設けられる。このような回路は、典型的には、ＭＯＳＦＥＴおよびＩＧＢＴなどの半導体構成要素のためのゲート駆動ユニット（ＧＤＵ）として知られており、それによって、ゲート駆動装置は、ＳｉＣまたはＧａＮなどの半導体を使用する最新技術では１／１０マイクロ秒からナノ秒の範囲のスイッチング時間を得るために、パルス形状の電流波形を供給する。また、ゲート駆動ユニットは、過電流に対する保護のような他の機能を実行し得る。この機能は、より高い電流で増加する、半導体にわたる電圧を測定することで得ることができる。高速電流測定トランスデューサは、典型的には、経時的にかつ典型的な動作温度範囲にわたって、より安定であるので、有利であり、かつ、スイッチングデバイスがそれらの既知の限界のより近くで動作することを可能にする。
【０００４】
従来の電力半導体ユニットでは、電力半導体ユニットの下流に装着され、デバイスの出力導体に流れる電流を測定する絶縁電流トランスデューサを取り付けることができる。電流トランスデューサは、電力半導体ユニットから絶縁され、電力半導体ユニットの制御ユニットに接続され得る。電力半導体ユニットの下流に装着された絶縁電流トランスデューサを設けることにより、製造および取り付けコストが増大する。測定シャント抵抗をゲート駆動装置の供給電圧に接続することも知られている。しかしながら、測定シャント抵抗は、出力電圧の範囲に応じて、エネルギー散逸および起こり得る熱電オフセットを引き起こす。抵抗シャントは、寄生相互インダクタンスのために、周波数応答が不十分なこともある。
【０００５】
以上のことに鑑みて、本発明は、信頼性が高く、正確であり、かつ高速の半導体スイッチング時間を可能にする、電力半導体ユニット用の電子電源スイッチ駆動モジュールを提供することを目的とする。
【０００６】
製造および使用が経済的である、電力半導体ユニット用の電子電源スイッチ駆動モジュールを提供することは有利である。
【０００７】
低エネルギー散逸を有する、電力半導体ユニット用の電子電源スイッチ駆動モジュールを提供することは有利である。
【０００８】
広範囲の周波数にわたって動作し得る、電力半導体ユニット用の電子電源スイッチ駆動モジュールを提供することは有利である。
【０００９】
非常に高い周波数で動作し得る、電力半導体ユニット用の電子電源スイッチ駆動モジュールを提供することは有利である。
【００１０】
高速過電流保護を可能にする、電力半導体ユニット用の電子電源スイッチ駆動モジュールを提供することは有利である。
【００１１】
本発明の目的は、請求項１に記載の電力半導体ユニット用の電子電源スイッチ駆動モジュールを提供することによって達成された。
【００１２】
本発明の目的は、請求項１５に記載の電力半導体ユニット用の電子電源スイッチ駆動モジュールを提供することによって達成された。
【００１３】
本発明の目的は、請求項１７に記載の電力半導体ユニット用の電子電源スイッチ駆動モジュールを提供することによって達成された。
【００１４】
１つ以上の回路基板上に装着された電子電源スイッチ駆動装置および電流トランスデューサを含む、電力半導体ユニット用の電子電源スイッチ駆動制御モジュールが本明細書で開示される。電子電源スイッチ駆動装置は、前記電力半導体ユニットの電力半導体モジュールの少なくとも１つの電子電源スイッチを制御するための少なくとも１つの回路部分を含む。電流トランスデューサは、電力半導体モジュールの出力電流を測定するために電力半導体モジュールの出力に連結されるように構成され、前記少なくとも１つの回路部分は、測定される出力電流の出力電位（Ｖｏｕｔ）に接続される。
【００１５】
本発明の第１の態様によれば、電流トランスデューサは、少なくとも１つの磁場センサを含み、電流トランスデューサは、非絶縁方式で前記出力電位において電子電源スイッチ駆動装置の前記少なくとも１つの回路部分に接続され、前記少なくとも１つの回路部分は、前記電力半導体モジュール（３）の制御基板（９）に接続するように構成された制御論理回路（２０ｆ）を含み、電流トランスデューサの測定出力信号が、制御論理回路に供給される。
【００１６】
本発明の第２の態様によれば、電流トランスデューサは、少なくとも１つの磁場センサを含み、電流トランスデューサは、非絶縁方式で前記出力電位において電子電源スイッチ駆動装置の前記少なくとも１つの回路部分に接続され、電子電源スイッチ駆動モジュールは、ゲート駆動回路および電流トランスデューサの両方が装着され相互接続される回路基板を含み、前記回路基板は、半導体モジュールの入力端子と出力端子との間で電力半導体モジュール上に直接装着されるように構成される。
【００１７】
本発明の第３の態様によれば、電流トランスデューサは、出力導体を受容するように構成された回路基板内に形成された通路を取り囲んで回路基板の一部分に装着された複数の別個の磁場センサを含み、電流トランスデューサは、非絶縁方式で前記出力電位において電子電源スイッチ駆動装置の前記少なくとも１つの回路部分に接続される。
【００１８】
有利な実施形態では、電子電源スイッチ駆動装置はトランジスタゲート駆動装置であり、少なくとも１つの電子電源スイッチはトランジスタである。
【００１９】
有利な実施形態では、電流トランスデューサは、前記１つ以上の回路基板の電流トランスデューサ部分に形成された通路を含み、この通路は、電力半導体モジュールの出力導体を中に延在させるように構成される。
【００２０】
有利な実施形態では、ロゴスキーコイルが、前記通路を取り囲んで１つ以上の回路基板の前記電流トランスデューサ部分上に形成される。
【００２１】
有利な実施形態では、電流トランスデューサは、１つ以上の回路基板の電流トランスデューサ部分上に装着された少なくとも１つの別個の磁場センサを含む。
【００２２】
有利な実施形態では、電流トランスデューサは、出力導体を受容するように構成された部分回路基板内に形成された通路を取り囲んで回路基板の一部に装着された複数の別個の磁場センサを含む。
【００２３】
一実施形態では、前記別個の磁場センサのうちの少なくとも１つは、磁場勾配センサである。
【００２４】
有利な実施形態では、別個の磁場センサは、ホール効果センサであってもよい。
【００２５】
有利な実施形態では、電流トランスデューサは、ロゴスキーコイル磁場センサおよび別個の磁場センサに接続された信号処理回路を含み、信号処理回路は、出力電流の測定信号を生成するため、別個の磁場センサおよびロゴスキー磁場センサの信号を組み合わせる。
【００２６】
有利な実施形態では、電子電源スイッチ駆動モジュールは、ゲート駆動回路および電流トランスデューサの両方が装着された単一の回路基板を含む。
【００２７】
有利な実施形態では、電子電源スイッチ駆動モジュールは、電子電源スイッチ駆動モジュールを電力半導体モジュールに接続するための接続スタッドを含み得る。
【００２８】
有利な実施形態では、電子電源スイッチ駆動モジュールは、電力半導体ユニットの制御ユニットに接続される信号またはデータ通信インターフェースを含み得る。
【００２９】
有利な実施形態では、少なくとも１つの回路部分は、電流トランスデューサの出力に接続された局所保護回路（local protection circuit）を含み、局所保護回路は、電力半導体モジュールのトランジスタの駆動回路に接続される。
【００３０】
有利な実施形態では、ゲート駆動回路は、電力半導体モジュールへのデータ、電力、またはデータおよび電力の両方の接続のためのインターフェース回路への絶縁接続部を含む。
【００３１】
また、本明細書には、上記のような電子電源スイッチ駆動モジュールと、電力半導体モジュールと、を含む電力半導体ユニットが開示されており、この電子電源スイッチ駆動モジュールは、電力半導体モジュール上に装着されている。
【００３２】
有利な実施形態では、電力半導体ユニットは、電力半導体ユニットの一端部における直流入力端子と、電力半導体ユニットの反対側の端部に配置された出力端子と、を含み得、電子電源スイッチ駆動モジュールは、入力端子と出力端子との間で電力半導体モジュールに装着される。
【００３３】
一実施形態では、電力半導体ユニットは、ＩＧＢＴデバイスである。
【００３４】
本発明のさらなる目的および有利な特徴は、特許請求の範囲、および添付図面に関連する本発明の実施形態の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態による、電子電源スイッチ駆動モジュールを備えた（絶縁被覆を除去した）電力半導体ユニットの簡略化された概略斜視図である。
【図２】図１の実施形態の電子電源スイッチ駆動モジュールの簡略化された概略斜視図である。
【図３ａ】本発明の別の実施形態による電子電源スイッチ駆動モジュールの簡略化された概略斜視図である。
【図３ｂ】図３ａの電子電源スイッチ駆動モジュールを含む電力半導体ユニットの一部の簡略化された概略斜視図である。
【図３ｃ】図３ｂの実施形態の簡略化された概略斜視断面図である。
【図４】本発明の別の実施形態による電子電源スイッチ駆動モジュールを備えた電力半導体ユニットの簡略化された概略斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態による電子電源スイッチ駆動モジュールを有する電力半導体ユニットの簡略化されたブロック回路図である。
【図６】本発明の別の実施形態による電子電源スイッチ駆動モジュールを備えた電力半導体ユニットの簡略化されたブロック回路図である。
【図７】本発明の一実施形態による、電力半導体ユニット用の電子電源スイッチ駆動モジュールのより詳細な回路図である。
【００３６】
図面を参照すると、電力半導体ユニット１は、電力半導体モジュール３と、電力半導体モジュールに装着され接続された電子電源スイッチ駆動モジュール２と、を含む。
【００３７】
電力半導体モジュール３は、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）ハーフブリッジモジュールの形態であってもよく、パワー入力５とパワー出力７とを含む。パワー入力５は、直流電源の正極導体および負極導体（positive and negative conductors）に接続するための入力ＤＣ（直流）端子５ａ−、５ａ＋を含み得る。パワー出力７は、交流電圧電流の少なくとも１つの位相のための少なくとも１つの出力端子７ａを含む。出力電流の波形は、電力半導体ユニットの意図された適用に応じて、種々の形状の周波数および振幅を有し得る。電力半導体ユニットは、例えば、モータ駆動装置のためのインバータ、系統連係太陽光発電プラントのためのインバータ、風力タービンのための周波数変換器、および他の電力半導体適用において使用されるように実装することができる。
【００３８】
また、電力半導体モジュールは、複数の出力位相のために２つ、３つ、またはそれ以上の出力端子を有することができる。
【００３９】
入力端子および出力端子はそれぞれ、導電性パッドと、対応する入力導体または出力導体への締め付けボルト接続のためのねじ式接続部と、を備えることができる。出力導体は、例えば、対応する出力端子７ａにボルトで固定されたバスバー１１の形態とすることができる。他の既知の相互接続手段、例えばクランプ端子、溶接、はんだ付け、プラグおよびソケット、ならびに他のそれ自体既知の接続システムを使用することができる。
【００４０】
電子電源スイッチ駆動モジュール２は、ゲート駆動装置６と、電流トランスデューサ８と、を含む。電子電源スイッチ駆動モジュール２は、少なくとも１つの回路基板４を含む。ゲート駆動装置６および電流トランスデューサ８は、前記少なくとも１つの回路基板４上に装着されている。回路基板４、または２つ以上の回路基板４は、ゲート駆動装置部分４ａおよび電流トランスデューサ部分４ｂを含む。図示の実施形態では、電流トランスデューサ部分４ｂは、パワー出力７の導体が通って延びる出力導体通路２４を含む。通路２４は、（図示されるように）完全に回路基板内に形成されてもよく、または回路基板によって部分的にのみ囲まれてもよく（図示せず）、例えば、回路基板は、回路基板が通路を部分的に囲むように、通路を形成する回路基板の縁部から延在するスロットを含み得る。図１および図２の実施形態では、パワー出力７の出力端子７ａは、通路２４を通って延びているが、図３ａ〜図３ｃの実施形態では、バスバー１１が通路２４を通って延びている。一般に、出力導体は通路２４を通って延び、出力導体を通って流れる電流によって誘起される磁場は、通路２４に隣接して、かつ／または通路２４を取り囲んで回路基板４上に装着された磁場センサによって捕捉され得る。ロゴスキーコイルセンサは、出力導体を取り囲んで実装されるのが最良であるが、別個の磁場センサは、出力導体を取り囲まない配置であってもよいことに留意されたい。ロゴスキーコイルセンサは、好ましくは、出力導体を完全に囲み、出力導体の周囲に本質的に閉じた構成を形成する。変形例では、ロゴスキーコイルは、出力導体を部分的に取り囲むことができ、例えば、通路が回路基板の縁部から延在するスロットまたは窪みとして形成される場合、回路基板上に形成されるロゴスキーコイルは、出力導体を部分的に取り囲む。
【００４１】
本発明の範囲内の電力半導体モジュールは、（今日では最も一般的であるが）ＩＧＢＴ以外の電子スイッチングデバイスを含むことに留意されたい。この点に関して、電子電源スイッチは、トランジスタ、サイリスタ、または他のそれ自体既知の電子電源スイッチであってもよい。したがって、本明細書中での用語「ゲート」の使用は、トランジスタゲートの従来の意味を含むが、電子電源スイッチの、より一般的な文脈では、スイッチの制御入力の意味を有することが意図されている。したがって、ゲートドライバは、より一般的には、電子電源スイッチドライバ回路として理解されるべきである。
【００４２】
ゲート駆動装置６は、以下の機能のうちの１つ以上、またはすべてを実行する回路構成要素を有する回路を含む：
・所与の時間内にスイッチをオンまたはオフにする信号を制御ユニットから受信する
・出力電圧の立ち上がり時間および立ち下がり時間を制御し、電力散逸の制約とＥＭＩ（電磁干渉）の制約の両方に従う
・電力半導体スイッチの高速保護を提供する
・スイッチにわたる電圧（例えば、ＩＧＢＴのＶＣＥ）を監視することによって、不飽和イベントを識別する
・出力電流を監視することにより、過負荷イベントを識別する
・ロゴスキーコイルまたは他の誘導システムが高い測定帯域幅を達成するために使用される場合、この高い帯域幅のチャネルは、交換または補足として、あるいはスイッチが破壊を回避するために迅速にオフにされる必要がある状況を識別するために使用される不飽和測定と組み合わせて、過負荷または短絡イベントに迅速に反応するために、局所保護システムによって短い待ち時間で監視され得る
・システムレベル保護を容易にするために、制御基板にステータス情報を提供する
・半導体スイッチダイ温度を、例えば集積ダイオードを通して、監視する
・ＤＣＢ（直接銅結合）基板温度を、例えばＮＴＣ（負の温度係数）抵抗を通して、監視する
・局所保護がトリガーされたかどうかを監視する
・局所ゲート駆動供給電圧を監視する
・ゲート駆動コマンドに対する電圧および電流応答を監視することにより、スイッチング遅延を監視する
・状態監視および予測保守を可能にするための情報を提供する
・ゲート駆動波形の閉ループ制御を実行して、出力電流波形を制御し、例えば、並列モジュールのスイッチング特性に一致させる
・ゲート駆動波形の閉ループ制御を実行して、出力電圧の勾配を制御し、ＥＭＩおよびスイッチング損失要件を満たす
・同じスイッチング「サブユニット」内の他のゲート駆動ユニットにローカル通信を提供する（ハーフブリッジ、３レベルスイッチ、マトリックス内のスイッチは、適切な動作を保証する、例えば、デッドタイムのような予防措置を強制することによりシュートスルーを防止する、ために協調して作用しなければならない）
・絶縁電源の出力側を実装して、ＧＤＵと電流トランスデューサに給電する
【００４３】
これらの機能は、有利には、単一の回路基板４または単一の回路基板部分上で実施することができる。ゲート駆動装置６と電力半導体モジュール３との間の接続は、ＤＣ負極接続部１０ａ−および正極接続部１０ａ＋、ＮＴＣ接続部１０ｂ、ローサイドゲート接続部１０ｃ、ハイサイドエミッタ接続部１０ｄ、およびハイサイドゲート接続部１０ｅを含むことができる内部接続部１０を介して提供される。内部接続部は、有利には、導電性スタッドまたはボルトの形態で提供され得、これは、強固なアセンブリにおいて、電力半導体モジュールに対する回路基板の正確な間隔、およびそれらの間の良好な電気的接触を確実にする。しかしながら、回路基板４と電力半導体モジュール３の端子との間の他のそれ自体既知の接続技術を、本発明の範囲内で、例えば、はんだ付け接点または溶接接点、ばね接点、圧入接点および他のそれ自体既知の接続システムを介して採用することができる。
【００４４】
沿面距離およびクリアランスを低減するために、回路基板４は、絶縁材料でオーバーモールドされるか、または部分的にオーバーモールドされてもよく、例えば、熱可塑性または熱硬化性ポリマー中の導体トレースおよび能動回路構成要素を備えた回路基板の表面領域を覆うために、射出成形プロセスまたはトランスファー成形プロセスでオーバーモールドされてもよい。絶縁材料はまた、回路基板またはその一部を覆って充填された注封材料を含んでもよい。
【００４５】
電子電源スイッチ駆動モジュールは、外部構成要素に接続される外部コネクタ１２、例えば信号コネクタ１２ａおよび電源コネクタ１２ｂをさらに含む。
【００４６】
図５に最もよく示されているように、ゲート駆動装置６は、内部接続部１０を介して電力半導体モジュール３の半導体デバイス制御基板９にインターフェース回路２２によって接続されたハイサイド駆動回路２０およびローサイド駆動回路１８を含み得る。
【００４７】
ハイサイド駆動回路およびローサイド駆動回路は、有利には、絶縁接続部３４を介してインターフェース回路２２に接続され得る。
【００４８】
図５に示す実施形態では、ハイサイド駆動回路およびローサイド駆動回路は、誘導絶縁接続部３４ａを介してインターフェース２２に接続されている。誘導絶縁は、絶縁されたゲートドライバに電力を供給するために電力を伝達し、情報を伝達する役割を果たす。電力伝達は、変圧器の一次巻線の端子に、数キロヘルツから数メガヘルツの周波数範囲のＡＣ電圧を印加することによって達成することができる。１つまたはいくつかの相互に絶縁された二次巻線は、同じ一次巻線に磁気的に結合され得、次いで、二次側に現れるＡＣ電圧を整流し、フィルタリングし、調節して、ゲート駆動電子機器に供給するための必要なＤＣ電圧を生成することができる。インターフェース２２内で、ＡＣ電圧を発生する電子機器は、しばしば数ワットの、ゲート駆動動作に必要な電力を伝達するのに十分な電流を提供することができる。伝達される情報は、例えばスイッチの状態を変更するときの、連続時間デジタルデータ、またはサンプリングされたデジタルデータ、のいずれかであり得る。情報伝達はまた、一次巻線にＡＣ電圧を印加することに基づいてもよいが、ＡＣ波形の特性は、パルスエッジのタイミング、またはパルスシーケンスの振幅、周波数、デューティサイクル、もしくは位相などの情報を伝達するように変調される。変調方式はまた、インダクタ端子においてゼロ平均電圧を維持することのみを目的として、電圧を印加するための規定を有してもよい。例えば、各側が交互に（alternatively）同じ変圧器を使用する半二重方式で、または送信される情報に応じたシーケンスで、双方向通信のための所与の誘導結合回路を使用することも可能である。全ての場合において、誘導結合デバイスは、磁性材料の有無にかかわらず、ＧＤＵのＰＣＢ内または別個のＰＣＢ上のいずれかにおける、巻線型コイルおよび磁気コアを備える変圧器またはＰＣＢトレースとして実現される巻線を有する変圧器であってよい。
【００４９】
図６に示す変形例では、ハイサイド駆動回路およびローサイド駆動回路は、デジタル絶縁接続部３４ｂを介してインターフェース２２に接続されている。絶縁電力伝送は、誘導的に実現されることが好ましいが、情報の絶縁伝送は、光学的絶縁、容量性絶縁などの誘導絶縁に加えて、幾つかの他の手段で実用的に実現することができる。
【００５０】
ハイサイド駆動回路２０は、ハイサイドトランジスタ１３ａのゲートを駆動するゲート駆動回路部分２０ａと、電源ユニット（ＰＳＵ）２０と、局所保護回路２０ｃと、を含む。ハイサイド回路部分２０は、温度監視回路２０ｄと、トランジスタ３０ａのコレクタとエミッタとの間の不飽和を測定するための不飽和監視回路２０ｅと、をさらに含み得る。不飽和監視回路は、トランジスタ１３ａの不飽和を信号伝達するために、局所保護回路２０ｃに接続され得る。
【００５１】
電流トランスデューサ８および局所保護回路２０ｃからの信号は、通信回路２０ｇを介して電力半導体モジュールの制御基板９に接続された制御論理回路２０ｆに供給され得る。
【００５２】
図示の実施形態では、ローサイド回路部分１８およびハイサイド回路部分２０は、２レベルインバータに関連しているが、本発明は、２レベルよりも大きいマルチレベルインバータにも適用され、それによって、最も下のスイッチは、２レベルインバータの「ローサイドスイッチ」に対応し、その他のスイッチは、ハイサイドにあるとみなされてよく、それらのゲート駆動装置は、それらのエミッタが一定の電位にないため、高いｄｖ／ｄｔ変化に対して十分に絶縁される必要があるので、「ハイサイドスイッチ」を形成する。
【００５３】
２つレベル以上のインバータでは、出力電流が測定されている出力電位Ｖｏｕｔにエミッタが接続されている「ハイサイド」スイッチがある。よって、本発明では、電流トランスデューサは、出力電流が測定されている出力電位Ｖｏｕｔに接続されたゲート駆動装置の少なくとも１つの回路部分に、非絶縁方式で接続される。
【００５４】
図示した実施形態では、電流トランスデューサ８は、出力電流によって誘導される磁場を測定するように配置された少なくとも１つの磁場センサ１６ａ、１６ｂを含む。
【００５５】
有利な実施形態では、電流トランスデューサは、複数の磁場センサ１６ａ、１６ｂを含む。複数の磁場センサは、有利には、図３ｂの実施形態に例示されているような出力端子７ａの周囲、または図４の実施形態に例示されているような出力バスバー１１のような出力導体の周囲のいずれかで、出力導体７の周囲に装着されたロゴスキーコイルセンサ１６ｂを含み得る。ロゴスキーコイルセンサ１６ｂは、通路２４を取り囲んでいる回路基板内またはその上に導電回路トレースを含み得る。好ましい実施形態では、回路トレースは、通路２４を完全にまたは実質的に完全に取り囲むロゴスキーコイルを形成する。
【００５６】
電流トランスデューサ８は、回路基板上に装着された、例えばホール効果センサの形態の、１つまたは複数の別個の磁場センサ１６ａをさらに有利に含むことができる。回路基板４に装着された１つ以上の別個の磁場センサ１６ａ、およびロゴスキーコイルセンサ１６ａは、電流トランスデューサが広い周波数動作範囲を有することを可能にし、また過負荷または故障の高速検出を可能にする。
【００５７】
図２に示す実施形態では、複数の別個の磁場センサ１６ａが、測定信号を増幅すると共に、（中央通路の周囲に分布するように配置されていない磁場センサと比較して）外部場の影響を低減するために、空間的に分布するように、好ましくは実質的に均等に分布するように、出力導体通路２４の周囲に装着される。電流トランスデューサは、出力導体の対向する側面に１つずつ、２つのセンサを有してもよいが、好ましくは、電流トランスデューサは、出力導体通路２４の周囲に、少なくとも４つ、より好ましくは６つ、８つまたはそれ以上の、離間して実質的に均等に分布された別個の磁場センサを含む。
【００５８】
図３ａ〜図３ｃに示すように、変形例では、別個の磁場センサは、出力導体１１のキャビティまたはオリフィス１５に挿入された磁場勾配センサを含むことができる。磁場勾配センサは、例えば、出力導体を流れる出力電流によって生成される磁場の勾配を測定するように構成された、対向して配置された一対のホールセンサを含むか、またはそれらに存することができる。一次電流を測定するための磁場勾配センサの機能原理は、それ自体既知であり、本明細書ではこれ以上説明しないものとする。
【００５９】
図示の実施形態では、磁場勾配センサ１６ａ’は、有利には、種々の構成要素の単純かつ経済的な組み立てのために、バスバー１１の下方に配置された回路基板４上に装着され得る。
【００６０】
図４の実施形態に示すように、ロゴスキーコイル１６ｂは、ゲート駆動装置回路基板部分４ａとは別個の回路基板部分４ｂ上に装着されてもよく、ゲート駆動装置回路基板部分４ａには、例えば可撓性接続ケーブル３２または他の形態の電気的相互接続によって接続されてもよい。図４の例示された実施形態では、電流トランスデューサ回路基板部分４ｂは、ゲート駆動装置回路基板部分４ａに直交して配置されているが、当業者であれば、回路基板部分４ｂは、ゲート駆動装置回路基板部分に平行に、または出力導体構造の幾何学的形状に応じた任意の他の角度もしくは配置で、配置され得ることを理解するであろう。図４に示す実施形態では、全電流トランスデューサ（full current transducer）を含む別個の回路基板部分４ｂは、ゲート駆動装置回路基板部分４ａに直交する主要部分と、主要部分４ｂに直交し、別個の磁場センサ、例えば出力導体バー１１のオリフィスに挿入された勾配磁場センサ、を担持する相補的な回路基板部分４ｂ’と、を含む。変形例では、別個の磁場センサは、出力導体バー１１を取り囲む回路基板部分４ｂ上に装着されてもよい。
【００６１】
ロゴスキーコイル磁場センサ１６ｂおよび別個の磁場センサ１６ａ、１６ａ’は、動作周波数および／または電流振幅の関数として電流センサの一方または両方からの出力電流の測定値を生成するために、信号処理回路３０に相互接続され得る。複数の別個の磁場センサ１６ａは、それ自体が当技術分野で既知のような、加算回路３０ａに接続されて、出力電流を表す磁場の測定値を生成し得る。複数の別個の磁場センサの出力信号は、例えば、測定電流に比例する信号に対応する加重和を生成するように処理され得る。
【００６２】
有利には、電力半導体モジュールに直接接続された電子電源スイッチ駆動モジュール内のゲート駆動装置と組み合わされた電流トランスデューサは、出力からのフィードバックにより半導体電力デバイスの高速かつ低損失の制御を可能にする。電子電源スイッチ駆動モジュール内の非絶縁電流トランスデューサは、（外部電流トランスデューサと比較して）構成要素の数を減らし、絶縁の必要性を除去し、それによって、電流トランスデューサは、電子電源スイッチ駆動モジュールのハイサイド駆動装置と同じ電源を供給され得る。また、駆動制御ユニット内に電流トランスデューサを直接統合することにより、故障または過負荷の場合に非常に速い応答が可能になり、したがって優れた過電流保護が形成される。
【００６３】
本発明の範囲内で採用される磁場検出器は、フラックスゲートセンサおよび磁気抵抗センサのような種々の磁場センサおよび磁場センサの組み合わせを含み得、衝突磁場の方向を集中させるかまたは変更するために軟磁性要素を含み得ることに留意されたい。このような磁性要素は、ＰＣＢのレベルに配置された巨視的な部品として実現されてもよいし、パッケージ内に統合されてもよいし、統合された磁気集中装置としてウエハーレベルプロセスで実現されてもよい。磁場センサは、感度変動および非線形性を補償するために、ほぼゼロの磁束動作（near zero flux operation）をもたらす局所フィードバックコイルで動作するシステムを含み得る。磁場センサ（field magnetic sensors）は、基板の平面に垂直な方向、または基板の平面に平行な方向の磁場を測定することができ、それに応じて、ＰＣＢ上にはんだ付けされるパッケージ内に、またはＰＣＢの内側に埋め込まれた半導体ダイとして、装着することができる。
【００６４】
電力半導体ユニット制御基板への電流測定データの絶縁伝送は、誘導、容量、無線、または光伝送技術を実施することができ、この情報のみを搬送する専用アイソレータであるか、またはデータの組み合わせを制御ユニットに送り返すために使用されるアイソレータの上で行われることができる。この情報には、ゲート供給電圧、ＶＣＥ、保護回路のステータス、電流、温度（例えば、ＩＧＢＴモジュールごとに加えてチップごとに温度が利用可能な場合）を含めることができる。様々な情報およびデータは、（例えば、フレームへと）組み合わせられ、単一の分離されたチャネルを介して送信され得る。この組み合わせは、この機能およびゲート駆動ユニットに関連する他の機能を実行することができる論理回路、例えばマイクロコントローラ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡまたはＣＰＬＤによって実行することができる。
【００６５】
提案された発明の利点は、以下を含む：
・低散逸
・（寄生相互インダクタンスにより生じる低値分路におけるｄｉ／ｄｔ成分と比較して）良好な周波数応答
・（フルスケール出力電圧が低いシャント抵抗と比較して）熱電オフセットなし
・磁気コア損失なし、ヒステリシスなし、低質量
・磁場勾配センサの変形例では：低消費、低コスト
・磁場勾配センサと完全なＰＣＢロゴスキーコイルの組み合わせでは：電流密度分布の周波数依存性変化をもたらす表皮・近接効果による純粋な勾配センサの周波数応答問題を回避し、その結果、勾配センサとの磁気結合の変化および感度の変化をもたらす
【００６６】
絶縁（ハウジング、注封）、および（例えば、遮蔽、差動伝送、高いＣＭ耐性を持つレシーバの形態の）出力バスバーの電圧振幅からのｄｖ／ｄｔへの対応は、電流トランスデューサのコストドライバである。しかしながら、デジタルデータ伝送は経済的であり、したがって、磁気結合電流トランスデューサの低挿入損失の利点を、低アイソレーションコスト、およびデジタルアイソレーションのｄｖ／ｄｔ効果の除去と組み合わせることは有利である。
【００６７】
さらに、ロゴスキーコイルは、低電源要件を有し、絶縁されたゲートドライバ電源を通じた供給を可能にし、以前の別々のトランスデューサ構造よりも相互接続が容易になる。
【００６８】
単一デバイス内のゲート駆動装置と電流トランスデューサとの組み合わせは、バスバー設計、システム設計を容易にし、電力半導体ユニットのためのシステムレベルのコスト節約を可能にする。
【００６９】
さらに、ロゴスキーコイルセンサによる高速電流測定は、効果的な過電流保護方式とトランジスタスイッチングの閉ループ制御を可能にする。
【００７０】
〔参照符号のリスト〕
電力半導体ユニット１
（例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタＩＧＢＴアセンブリ）
半導体モジュール３
（例えば、ＩＧＢＴハーフブリッジモジュール）
入力５
入力ＤＣ端子−ｖｅ、＋ｖｅ  ５ａ−、５ａ＋
出力７
出力端子７ａ
バスバー１１
センサキャビティ１５
半導体装置制御基板９
電子電源スイッチ１３ａ、１３ｂ
（例えば、トランジスタ１３ａ、１３ｂ）
電子電源スイッチ駆動制御モジュール２
（例えば、ゲート駆動制御モジュール２）
回路基板４
電子電源スイッチ駆動部分４ａ
（例えば、ゲート駆動装置部分４ａ）
電流トランスデューサ部分４ｂ
出力導体通路２４
相互接続部３２（例えば、可撓性ケーブル）
電子電源スイッチ駆動装置６
（例えば、ゲート駆動装置６）
内部接続部１０
ＤＣ  −ｖｅ、＋ｖｅ接続部１０ａ−、１０ａ＋
ＮＴＣ接続部１０ｂ
ローサイドゲート接続部１０ｃ
ハイサイドエミッタ接続部１０ｄ
ハイサイドゲート接続部１０ｅ
外部コネクタ１２
信号コネクタ１２ａ
電源コネクタ１２ｂ
回路構成要素
変圧器１４
回路部分１８、２０
第１の（例えばローサイド）回路部分１８
駆動回路１８ａ
電源（ＰＳＵ）１８ｂ
局所保護回路１８ｃ
第２の（例えばハイサイド）回路部分２０
駆動回路２０ａ
電源（ＰＳＵ）２０ｂ
局所保護回路２０ｃ
温度監視回路２０ｄ
不飽和監視回路２０ｅ
制御論理回路２０ｆ
通信回路２０ｇ
送信機（シリアライザ、絶縁データ送信機）
受信機（デシリアライザ、絶縁データ送信機）
接続アイソレータ３４
デジタル接続アイソレータ３４ｂ
誘導接続アイソレータ３４ａ
インターフェース２２
電流トランスデューサ８
磁場センサ
ホール効果センサ１６ａ
勾配センサ１６ａ’
ロゴスキーコイルセンサ（ＰＣＢロゴスキーコイル）１６ｂ
信号処理回路３０
加算回路３０ａ
【００７１】
〔実施の態様〕
（１）  電力半導体ユニット（１）のための電子電源スイッチ駆動制御モジュール（２）において、
１つ以上の回路基板（４）上に装着された電子電源スイッチ駆動装置（６）および電流トランスデューサ（８）を含み、
前記電子電源スイッチ駆動装置は、前記電力半導体ユニット（１）の電力半導体モジュール（３）の少なくとも１つの電子電源スイッチ（１３ａ）を制御するための少なくとも１つの回路部分（２０）を含み、
前記電流トランスデューサ（８）は、前記電力半導体モジュールの出力電流を測定するために前記電力半導体モジュール（３）の出力（７）に連結されるように構成され、
前記少なくとも１つの回路部分（２０）は、測定される前記出力電流の出力電位（Ｖｏｕｔ）に接続され、
前記電流トランスデューサは、少なくとも１つの磁場センサ（１６ａ、１６ａ’、１６ｂ）を含み、前記電流トランスデューサは、非絶縁方式で前記出力電位において前記電子電源スイッチ駆動装置の前記少なくとも１つの回路部分に接続され、前記少なくとも１つの回路部分は、前記電力半導体モジュール（３）の制御基板（９）に接続するように構成された制御論理回路（２０ｆ）を含み、前記電流トランスデューサの測定出力信号が、前記制御論理回路に供給されることを特徴とする、電子電源スイッチ駆動制御モジュール。
（２）  前記電子電源スイッチ駆動装置は、トランジスタゲート駆動装置（６）であり、前記少なくとも１つの電子電源スイッチはトランジスタ（１３ａ）である、実施態様１に記載の電子電源スイッチ駆動モジュール。
（３）  前記電流トランスデューサは、前記１つ以上の回路基板の電流トランスデューサ部分（４ｂ）に形成された通路（２４）を含み、前記通路は、前記電力半導体モジュールの出力導体を中に延在させるように構成されている、実施態様１に記載の電子電源スイッチ駆動モジュール。
（４）  ロゴスキーコイル（１６ｂ）が、前記通路（２４）を取り囲んで前記１つ以上の回路基板（４）の前記電流トランスデューサ部分（４ｂ）上に形成されている、実施態様３に記載の電子電源スイッチ駆動モジュール。
（５）  前記電流トランスデューサは、前記１つ以上の回路基板の電流トランスデューサ部分（４ｂ）上に装着された少なくとも１つの別個の磁場センサ（１６ａ、１６ａ’）を含む、実施態様１から４のいずれかに記載の電子電源スイッチ駆動モジュール。
【００７２】
（６）  前記電流トランスデューサは、前記出力導体（７）を受容するように構成された前記部分回路基板に形成された通路（２４）を取り囲んで前記回路基板の一部に装着された複数の別個の磁場センサを含む、実施態様５に記載の電子電源スイッチ駆動モジュール。
（７）  前記別個の磁場センサのうちの少なくとも１つは、磁場勾配センサである、実施態様５に記載の電子電源スイッチ駆動モジュール。
（８）  前記別個の磁場センサは、ホール効果センサである、実施態様５に記載の電子電源スイッチ駆動モジュール。
（９）  前記電流トランスデューサは、前記ロゴスキーコイル磁場センサおよび前記別個の磁場センサに接続された信号処理回路（３０）を含み、前記信号処理回路は、前記出力電流の測定信号を生成するため、前記別個の磁場センサおよび前記ロゴスキー磁場センサの信号を組み合わせる、実施態様１から８のいずれかに記載の電子電源スイッチ駆動モジュール。
（１０）  前記電子電源スイッチ駆動モジュールは、前記ゲート駆動回路および前記電流トランスデューサの両方が装着された単一の回路基板を含む、実施態様１から９のいずれかに記載の電子電源スイッチ駆動モジュール。
【００７３】
（１１）  前記電子電源スイッチ駆動モジュール（２）を前記電力半導体モジュール（３）に接続するための接続スタッドを含む、実施態様１から１０のいずれかに記載の電子電源スイッチ駆動モジュール。
（１２）  前記電力半導体ユニット（１）の制御ユニットに接続される信号またはデータ通信インターフェース（２０ｇ）を含む、実施態様１から１１のいずれかに記載の電子電源スイッチ駆動モジュール。
（１３）  前記少なくとも１つの回路部分（２０）は、前記電流トランスデューサ（８）の出力に接続された局所保護回路（２０ｃ）を含み、前記局所保護回路は、前記電力半導体モジュール（３）のトランジスタ（１３ａ、１３ｂ）の駆動回路に接続されている、実施態様１から１２のいずれかに記載の電子電源スイッチ駆動モジュール。
（１４）  前記ゲート駆動回路（６）は、前記電力半導体モジュール（３）へのデータ、電力、またはデータおよび電力の両方の接続のためのインターフェース回路（２２）への絶縁接続部（３４）を含む、実施態様１から１３のいずれかに記載の電子電源スイッチ駆動モジュール。
（１５）  電力半導体ユニット（１）のための電子電源スイッチ駆動モジュール（２）において、
１つ以上の回路基板（４）上に装着された電子電源スイッチ駆動装置（６）および電流トランスデューサ（８）を含み、
前記電子電源スイッチ駆動装置は、前記電力半導体ユニット（１）の電力半導体モジュール（３）の少なくとも１つの電子電源スイッチ（１３ａ）を制御するための少なくとも１つの回路部分（２０）を含み、
前記電流トランスデューサ（８）は、前記電力半導体モジュールの出力電流を測定するために前記電力半導体モジュール（３）の出力（７）に連結されるように構成され、
前記少なくとも１つの回路部分（２０）は、測定される前記出力電流の出力電位（Ｖｏｕｔ）に接続され、
前記電流トランスデューサは、少なくとも１つの磁場センサ（１６ａ、１６ａ’、１６ｂ）を含み、前記電流トランスデューサは、非絶縁方式で前記出力電位において前記電子電源スイッチ駆動装置の前記少なくとも１つの回路部分に接続され、前記電子電源スイッチ駆動モジュールは、前記ゲート駆動回路および前記電流トランスデューサの両方が装着され相互接続される回路基板を含み、前記回路基板は、前記半導体モジュールの入力端子と出力端子との間で前記電力半導体モジュール（３）上に直接装着されるように構成されていることを特徴とする、電子電源スイッチ駆動モジュール。
【００７４】
（１６）  実施態様２から９および１１から１４のいずれかに記載の特徴を含む、実施態様１５に記載の電子電源スイッチ駆動モジュール。
（１７）  電力半導体ユニット（１）のための電子電源スイッチ駆動モジュール（２）において、
１つ以上の回路基板（４）上に装着された電子電源スイッチ駆動装置（６）および電流トランスデューサ（８）を含み、
前記電子電源スイッチ駆動装置は、前記電力半導体ユニット（１）の電力半導体モジュール（３）の少なくとも１つの電子電源スイッチ（１３ａ）を制御するための少なくとも１つの回路部分（２０）を含み、
前記電流トランスデューサ（８）は、前記電力半導体モジュールの出力電流を測定するために前記電力半導体モジュール（３）の出力（７）に連結されるように構成され、
前記少なくとも１つの回路部分（２０）は、測定される前記出力電流の出力電位（Ｖｏｕｔ）に接続され、
前記電流トランスデューサは、前記出力導体（７）を受容するように構成された前記回路基板に形成された通路（２４）を取り囲んで回路基板の一部に装着された複数の別個の磁場センサを含み、前記電流トランスデューサは、非絶縁方式で前記出力電位において前記電子電源スイッチ駆動装置の前記少なくとも１つの回路部分に接続されることを特徴とする、電子電源スイッチ駆動モジュール。
（１８）  実施態様２から４および７から１４のいずれかに記載の特徴を含む、実施態様１７に記載の電子電源スイッチ駆動モジュール。
（１９）  電力半導体ユニット（１）において、
実施態様１から１８のいずれかに記載の電子電源スイッチ駆動モジュール（２）と、
電力半導体モジュール（３）と、
を含み、
前記電子電源スイッチ駆動モジュールは、前記電力半導体モジュール（３）上に装着されている、電力半導体ユニット。
（２０）  前記電力半導体ユニット（１）の一端部における直流入力端子（５ａ−、５ａ＋）と、前記電力半導体ユニット（１）の反対端部に配置された出力端子（７ａ）と、を含み、
前記電子電源スイッチ駆動モジュール（２）は、前記入力端子と前記出力端子との間で前記電力半導体モジュール（３）に装着されている、実施態様１９に記載の電力半導体ユニット。
【００７５】
（２１）  前記電力半導体ユニットは、ＩＧＢＴデバイスである、実施態様２０に記載の電力半導体ユニット。
【図１】
2021515518.tif 000003
【図２】
2021515518.tif 000004
【図３ａ】
2021515518.tif 000005
【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４】
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【図５】
2021515518.tif 000009
【図６】
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【図７】
2021515518.tif 000011
【国際調査報告】
2021515518.tif 000012
2021515518.tif 000013
2021515518.tif 000014
2021515518.tif 000015
2021515518.tif 000016