(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷電流をスイッチングするパワー半導体スイッチング素子と、パルス制御電圧を前記パワー半導体スイッチング素子の制御電極に印加して前記パワー半導体スイッチング素子を断続するドライブ回路とを有する電力用半導体スイッチング回路において、
入力される電源電圧を所定の安定化電源電圧に調整して前記ドライブ回路に印加する電源回路と、
前記パワー半導体スイッチング素子の温度に相関を有する温度信号を検出する温度検出回路と、
検出された前記温度信号に基づいて前記電源回路の安定化電源電圧をフィードバック制御することにより前記温度の変化による前記パワー半導体スイッチング素子の飽和電流の変動を抑制する飽和電流安定化回路と、
を備え、
前記飽和電流安定化回路は、前記パワー半導体スイッチング素子の飽和電流Isatと、前記パワー半導体スイッチング素子の低電位側主電極端子と制御電極との間の電圧である制御電圧Vsと、前記パワー半導体スイッチング素子のしきい値電圧Vthと、前記パワー半導体スイッチング素子の検出温度Tとの間の関係を記憶しており、入力された前記温度信号としての前記検出温度Tを前記関係に代入して飽和電流Isatの所定値に相当する前記制御電圧Ｖｓの値を算出し、前記電源回路が前記ドライブ回路に出力する前記安定化電源電圧を前記制御電圧Ｖｓの値に相当する値に調整することを特徴とする電力用半導体スイッチング回路。
【請求項２】
請求項１記載の電力用半導体スイッチング回路において、
前記飽和電流安定化回路は、定数a、b、c、dを含む下記の数１を前記関係として保持する電力用半導体スイッチング回路。
【数１】
0005195015.tif 000008
【請求項３】
請求項１記載の電力用半導体スイッチング回路において、
前記飽和電流安定化回路は、定数a、b、c、dを含む下記の数２を前記関係として保持する電力用半導体スイッチング回路。
【数２】
0005195015.tif 000009
【請求項４】
請求項１記載の電力用半導体スイッチング回路において、
前記飽和電流安定化回路は、定数a、b、c、dを含む下記の数３を前記関係として保持する電力用半導体スイッチング回路。
【数３】
0005195015.tif 000010
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の電力用半導体スイッチング回路において、
電源電圧と所定の低電圧保護用のしきい値とを比較した結果に基づいて、前記電源電圧が前記低電圧保護用のしきい値以下となる場合に、前記ドライブ回路を停止させる低電圧保護回路を有し、
前記低電圧保護回路は、前記飽和電流安定化回路の出力信号に基づいて、前記安定化電源電圧が低下する場合に前記低電圧保護用のしきい値電圧を低下させ、前記安定化電源電圧が増大する場合に前記低電圧保護用のしきい値電圧を増大させる請求項１記載の電力用半導体スイッチング回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力用半導体スイッチング回路に関し、詳しくはその飽和電流の温度安定化制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、モータ駆動用のインバータ回路などの電力用半導体スイッチング回路を構成するパワー半導体スイッチング素子としてMOSFETやＩＧＢＴなどが用いられている。このパワー半導体スイッチング素子は、ドライブ回路によりスイッチング制御される。ドライブ回路は、入力される制御信号としてのパルス信号電圧を電力増幅して形成した制御電圧をパワー半導体スイッチング素子の制御電極に印加し、パワー半導体スイッチング素子を断続する。ドライブ回路には電源回路から安定化電源電圧を印加するのが通常であるため、ドライブ回路の内部電圧降下を無視すれば、ドライブ回路の出力電圧のハイレベルはほぼこの安定化電源電圧の値に等しくなる。ドライブ回路は、パワー半導体スイッチング素子の低電位側主電極端子（たとえばｎチャンネルＭＯＳＦＥＴのソース電極やＩＧＢＴのエミッタ電極）を基準として制御電極（たとえばＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴのゲート電極）に上記制御電圧を出力する。良く知られているように、これらのパワー半導体スイッチング素子のしきい値電圧をＶｔｈ、制御電圧をＶｓとすると、その電流は、両者の差（ＶｓーＶｔｈ）に正相関を有する関数となる。オンされたパワー半導体スイッチング素子の飽和電流はその温度により変動することが知られている。たとえば、温度変化により想定した電流値より大きな電流が流れる場合が生じる。
【０００３】
この種のパワー半導体スイッチング素子の発熱量は大きいため、パワー半導体スイッチング素子から検出した電流や温度に基づいて動作する過電流保護回路や温度保護回路を設けることが一般的に行われている。
【０００４】
従来のパワー半導体スイッチング素子の過電流保護は、検出したパワー半導体スイッチング素子の電流Iが、ハードウエア的又はソフトウエア的に記憶する所定の過電流保護しきい値Iothを超えた場合にパワー半導体スイッチング素子をオフすることによりなされるのが一般的である。過電流保護しきい値Iothは、パワー半導体スイッチング素子の最大許容電流値よりも所定の電流マージンだけ高く、かつ、パワー半導体スイッチング素子の飽和電流Isatの想定最小値よりも所定の電流マージンΔIだけ小さく設定されている。なお、ここで言う飽和電流Isatとは、所定の制御電圧Ｖｓを印加した時、パワー半導体スイッチング素子が最大流せる電流値を言う。下記の特許文献１は、パワー半導体スイッチング素子の過電流保護回路の一例を記載している。
【０００５】
従来のパワー半導体スイッチング素子の温度保護は、検出したパワー半導体スイッチング素子の温度Tが、ハードウエア的又はソフトウエア的に記憶する所定の温度保護しきい値を超えた場合にパワー半導体スイッチング素子の電流をPWMデューティ制限などにより削減したり、遮断したりするのが一般的である。
【特許文献１】特許第３１９８９９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来では、パワー半導体スイッチング素子の動作温度の上下限を考慮して過電流保護しきい値Iothのばらつき（すなわちその最小値Iothmin及びその最大値Iothmax）を設計し、この過電流保護しきい値Iothが飽和電流Isatの最小値IsatminよりもマージンΔIだけ小さくなる条件を満たせるようにパワー半導体スイッチング素子のサイズを決定している。
【０００７】
しかしながら、パワー半導体スイッチング素子の電流密度を増大させる場合、それに応じて過電流保護しきい値Iothの最大値Iothmaxを上昇させる必要があり、その結果として、過電流保護しきい値Iothの最大値Iothmaxが飽和電流Isatの最小値Isatminより高くなってしまうという問題が生じる。その結果、過電流保護しきい値Iothの最大値Iothmaxより大きく、飽和電流Isatの最小値Isatminより小さい電流範囲において、出力電流を削減する電流抑制制御が機能せずに素子に過熱が生じてしまい、素子のスイッチングを全面的に遮断してしまう過熱遮断制御が作動してしまうという問題が生じた。
【０００８】
つまり、パワー半導体スイッチング素子の温度上昇によりその飽和電流Isatが減少すると、図９に示すように飽和電流Isatの最小値と過電流保護しきい値Iothの最大値との間の電流マージンΔIが減少してしまい、その結果として飽和電流Isatの最小値が過電流保護しきい値Iothの最大値を下回ってしまう場合には電流抑制制御が発動されないため過熱保護のための素子の遮断に至ってしまう。このような問題は特にチップ面積の縮小や大電流密度化によりパワー半導体スイッチング素子の電流密度が上昇してパワー半導体スイッチング素子の温度上昇が増大する場合に深刻となった。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、温度変化によるパワー半導体スイッチング素子の飽和電流の変動に起因する上記不具合を抑止可能な電力用半導体スイッチング回路を提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた本発明の電力用半導体スイッチング回路は、負荷電流をスイッチングするパワー半導体スイッチング素子と、パルス制御電圧を前記パワー半導体スイッチング素子の制御電極に印加して前記パワー半導体スイッチング素子を断続するドライブ回路とを有する電力用半導体スイッチング回路において、入力される電源電圧を所定の安定化電源電圧に調整して前記ドライブ回路に印加する電源回路と、前記パワー半導体スイッチング素子の温度に相関を有する温度信号を検出する温度検出回路と、検出された前記温度信号に基づいて前記電源回路の安定化電源電圧をフィードバック制御することにより前記温度の変化による前記パワー半導体スイッチング素子の飽和電流の変動を抑制する飽和電流安定化回路とを備えることをその特徴としている。
【００１１】
ここで言う電力用半導体スイッチング回路としては、たとえばインバータやDCDCコンバータやその他の種々のパワースイッチング回路を含む。パワー半導体スイッチング素子としてはIGBTやMOSFETなどの電圧制御型のパワー半導体スイッチング素子が好適である。電源回路としては、たとえば３端子レギュレータやDCDCコンバータなど種々公知の回路を採用することができる。温度検出回路は、パワー半導体スイッチング素子に内蔵乃至近接配置された温度検出素子とこの温度検出素子の状態変化を電圧信号に変換する処理回路とをもつことが好適であり、この種のパワー半導体スイッチング素子用の温度検出回路として周知のものを採用することができる。飽和電流安定化回路は、ハードウエア又はマイコンソフトウエアにより実現される通常のフィードバック回路により実現されるが、単に入力温度が所定しきい値を超えたら電源回路の出力電圧を切り替える簡易型のフィードバック回路により構成されても良い。
【００１２】
以下、本発明の特徴を説明する。
【００１３】
電力用半導体スイッチング回路を構成するパワー半導体スイッチング素子はたとえばPWM制御により所定周期で断続される。その結果、パワー半導体スイッチング素子はパワー半導体スイッチング素子のオン損失とスイッチング損失による発熱に正相関を有する大きさの温度上昇ΔTだけ周囲温度よりも高い温度となる。パワー半導体スイッチング素子の温度と飽和電流Isatとは知られた相関関係をもつため、パワー半導体スイッチング素子の温度変動によりその飽和電流Isatが変動する。
【００１４】
そこで、この発明では、電源回路が、パワー半導体スイッチング素子駆動用のドライブ回路に出力する安定化電源電圧を、温度変化による飽和電流の変動量を減らす向きにを抑制する向きに、パワー半導体スイッチング素子の温度に応じてフィードバック制御する。このようにすれば、簡素な回路構成により、温度変化にも関わらずパワー半導体スイッチング素子の飽和電流を安定化させることができる。
【００１５】
また、パワー半導体スイッチング素子の過電流保護を行う場合に電流が、許容される常用最大電流値よりも大きい飽和電流Isatとなっても、それが過電流保護しきい値Iothより小さいため過電流保護が働かないという不具合も良好に解決することができる。
【００１６】
特に、この発明では、電力用半導体スイッチング回路が通常装備している安定化電源電圧を出力する電源回路がドライブ回路に出力する電源電圧の大きさを制御し、それによりドライブ回路がパワー半導体スイッチング素子に出力する制御電圧の大きさを制御することにより、この制御電圧に相関を有するパワー半導体スイッチング素子の飽和電流を制御するため、回路負担の増大を最小限にとどめることができ、製造コストの増大を抑止することができる。
【００１７】
一例において、本発明の電力用半導体スイッチング回路の複数のパワー半導体スイッチング素子を個別に制御する複数のドライブ回路は共通の電源回路から同一の電源電圧を受け取る。このケースは、たとえば３相インバータの３つの下アーム側のパワー半導体スイッチング素子を駆動制御する３つのドライブ回路に共通の電源回路から電源電圧を印加する場合などが考えられる。この場合には、これら３つの素子の温度はほぼ等しいとみなして、これら複数のパワー半導体スイッチング素子のうちの予め決めた１つの素子の温度に基づいてこの共通の電源回路が出力する電源電圧を制御することができる。
【００１８】
他例において、本発明の電力用半導体スイッチング回路の複数のパワー半導体スイッチング素子を個別に制御する複数のドライブ回路は共通の電源回路から同一の電源電圧を受け取る。この場合に、各パワー半導体スイッチング素子から検出した温度のうち最も高い温度や最も低い温度に基づいてこの共通の電源回路が出力する電源電圧を制御することができる。これにより、最も極端な値の温度に応じてドライブ回路の電源電圧を制御することにより、パワー半導体スイッチング素子の制御電圧Ｖｓの大きさを好適な向きに調整することができる。
【００１９】
他例において、本発明の電力用半導体スイッチング回路の複数のパワー半導体スイッチング素子を個別に制御する複数のドライブ回路は電源回路から互いに異なる電源電圧を受け取る。各電源電圧は、各パワー半導体スイッチング素子から検出した温度により別々にフィードバック制御される。
【００２０】
前記飽和電流安定化回路は、前記パワー半導体スイッチング素子の飽和電流Isatと、前記パワー半導体スイッチング素子の低電位側主電極端子と制御電極との間の電圧である制御電圧Vsと、前記パワー半導体スイッチング素子のしきい値電圧Vthと、前記パワー半導体スイッチング素子の検出温度Tとの間の関係を記憶しており、入力された前記温度信号としての前記検出温度Tを前記関係に代入して飽和電流Isatの所定値に相当する前記制御電圧Ｖｓの値を算出し、前記電源回路が前記ドライブ回路に出力する前記安定化電源電圧を前記制御電圧Ｖｓの値に相当する値に調整する。
【００２１】
上記関係は、マイコンのメモリに記憶されるマップでもよく、あるいは抵抗トリミングなどによりハードウエアにより記憶されても良い。なお、上記関係は、入力された温度Tに応じて制御電圧Ｖｓすなわち安定化電源電圧を求めればよいため、飽和電流Isatの所定値（目標値）Isatｘ及びしきい値電圧Vthを定数値とすることにより上記関係を簡素化してもよい。
【００２２】
好適な態様において、前記飽和電流安定化回路は、定数a、b、c、dを含む下記の数１を前記関係として保持する。これにより、高精度に飽和電流を安定化することができる。
【００２３】
【数１】
0005195015.tif 000002
【００２４】
好適な態様において、前記飽和電流安定化回路は、定数a、b、c、dを含む下記の数２を前記関係として保持する。これにより、高精度に飽和電流を安定化することができる。
【００２５】
【数２】
0005195015.tif 000003
【００２６】
好適な態様において、前記飽和電流安定化回路は、定数a、b、c、dを含む下記の数３を前記関係として保持する。これにより、高精度に飽和電流を安定化することができる。
【００２７】
【数３】
0005195015.tif 000004
【００２８】
好適な態様において、前記パワー半導体スイッチング素子の出力電流Iを検出する電流検出手段と、前記出力電流Iと所定の過電流保護しきい値Iothとを比較した結果に基づいて、前記出力電流が前記過電流保護しきい値Ioth以下となるように前記ドライブ回路を通じて前記パワー半導体スイッチング素子を制御する過電流保護回路を有し、前記飽和電流Isatの所定値は、想定される前記過電流保護しきい値Iothの所定の最大値Iothmaxよりも所定のマージンΔIだけ大きく設定されている。このようにすれば、既述したようにパワー半導体スイッチング素子の温度変化による飽和電流減少により、飽和電流が過電流保護しきい値Iothの製造交叉の最大値を下回ることを良好に抑止することができる。
【００２９】
好適な態様において、電源電圧と所定の低電圧保護用のしきい値とを比較した結果に基づいて、前記電源電圧が前記低電圧保護用のしきい値以下となる場合に、前記ドライブ回路を停止させる低電圧保護回路を有し、前記低電圧保護回路は、前記飽和電流安定化回路の出力信号に基づいて、前記安定化電源電圧が低下する場合に前記低電圧保護用のしきい値電圧を低下させ、前記安定化電源電圧が増大する場合に前記低電圧保護用のしきい値電圧を増大させる。このようにすれば、パワー半導体スイッチング素子の温度変化による飽和電流安定化のための安定化電源電圧の変動に対して低電圧保護回路のしきい値を正相関を有して連動させるため、低電圧保護回路のマージンを確保して安定に低電圧保護回路を作動させることができる。
【００３０】
好適な態様において、前記温度検出回路は、前記パワー半導体スイッチング素子に一体乃至近接配置された温度検出素子が出力する温度情報を処理して形成した温度信号を出力し、前記飽和電流安定化回路は、前記温度検出回路から受け取った温度信号に基づいて前記電源回路の安定化電源電圧をフィードバック制御する。これにより、パワー半導体スイッチング素子の温度保護制御を高精度に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の好適態様を以下の実施例により具体的に説明する。
【００３２】
（実施例１）
（回路構成）
実施例１の電力用半導体スイッチング回路を、そのブロック図である図１を参照して説明する。
【００３３】
１は、温度検出素子２を内蔵するＩＧＢＴなどのパワー半導体スイッチング素子であり、図略の負荷に供給する負荷電流をスイッチングしている。１０は、パワー半導体スイッチング素子のトランジスタチップ領域を示す。温度検出素子２としては、たとえば、パワー半導体スイッチング素子１に近接配置されたサーミスタなどにより構成されることができる。又は、パワー半導体スイッチング素子１に内蔵した接合ダイオードなどにより温度検出素子２を構成してもよい。パワー半導体スイッチング素子１は、モノリシックパワー半導体チップを内蔵するパワーモジュールにより構成されても良く、あるいはパワー半導体スイッチング素子チップとそれに近接配置された温度検出素子とを内蔵するパワーモジュールにより構成されても良い。
【００３４】
３は、温度検出素子２から受け取った温度情報（たとえばに相関を有する電圧）に対してたとえば電圧増幅などの処理を施して温度信号として外部に出力する温度検出回路である。温度信号は通常は電圧信号とされる。
【００３５】
４は、図略の外部コントローラから入力される駆動信号に基づいて形成した出力インピーダンスが小さい制御電圧（パルス制御電圧）Vsをパワー半導体スイッチング素子１のゲート電極に印加するドライブ回路である。たとえば、ドライブ回路４の出力段は、CMOSインバータ回路により構成され、ほぼ電源電圧振幅の制御電圧Vsを出力する。
【００３６】
５は、本発明で言う電源回路をなす電源電圧安定化回路である。この電源電圧安定化回路５はたとえば３端子スイッチングレギュレータにより構成され、制御電圧により調整された安定化電源電圧をドライブ回路４に電源電圧として出力する。電源電圧安定化回路５自体は周知の回路であるため、これ以上の説明は省略する。
【００３７】
６は、本発明で言う飽和電流安定化回路をなす温度特性補正回路である。この温度特性補正回路６は、温度検出回路３から入力された温度信号に基づいて電源電圧安定化回路５の出力電圧に相当する電圧制御信号を電源電圧安定化回路５に出力する。この実施例では、温度特性補正回路６は、ハードウエアにより構成されているが、マイコンのソフトウエア処理により構成しても良い。
【００３８】
７は、低電圧保護回路である。低電圧保護回路７は、温度特性補正回路６が出力する電圧制御信号に基づいて電源電圧が所定値以下に低下したかどうかを判定し、低下した場合にドライブ回路４に停止信号を出力する保護回路である。低電圧保護回路７の詳細については後述するものとする。
【００３９】
（動作）
次に、上記した電源電圧安定化回路５の動作を説明する。
【００４０】
パワー半導体スイッチング素子１は、図略の外部電源から図略の負荷へ給電する電力をスイッチングする。電源電圧安定化回路５は、ドライブ回路４に安定化電源電圧Vccを印加する。ドライブ回路４は、図略の外部コントローラからの駆動信号に基づいてパルス電圧である制御電圧Vｓを形成し、パワー半導体スイッチング素子１の制御端子に印加し、パワー半導体スイッチング素子１を断続する。温度検出素子２から出力された温度信号は温度検出回路３により増幅されて温度特性補正回路６に入力される。温度特性補正回路６は、入力された温度信号と電源電圧安定化回路５が出力すべき安定化電源電圧Ｖｃｃを得るための電圧制御信号との関係を記憶する回路部を内蔵しており、この回路部に温度信号を入力して電圧制御信号を求め、それを電源電圧安定化回路５に出力する。電源電圧安定化回路５は、入力された電圧制御信号に応じた安定化電源電圧Ｖｃｃをドライブ回路４に電源電圧として出力する。これにより、パワー半導体スイッチング素子１の温度に応じて、ドライブ回路４がパワー半導体スイッチング素子１に印加する制御電圧Ｖｓの大きさを調整することができる。
【００４１】
なお、この実施例では、電圧制御信号と安定化電源電圧Ｖｃｃとは比例関係にあるものとする。これにより、温度特性補正回路６は、予め記憶するパワー半導体スイッチング素子の温度と安定化電源電圧Ｖｃｃとの関係に温度を入力することにより、電圧制御信号を容易に発生させることができる。この関係は、パワー半導体スイッチング素子１の温度変化にも関わらず、その飽和電流の変動を低減するように制御電圧Vsの大きさ（すなわち安定化電源電圧Ｖｃｃ）を決定する式により表される。この式として、下記の数１又は数２又は数３のいずれかを選択して用いることが好適である。
【００４２】
【数１】
0005195015.tif 000005
【００４３】
【数２】
0005195015.tif 000006
【００４４】
【数３】
0005195015.tif 000007
【００４５】
つまり、数１〜３は、飽和電流の所定値Isatが一定となる場合の、温度Tと制御電圧Ｖｓとの関係を示す式である。上記した数１〜数３において、飽和電流Ｉｓａ及び係数a、b、c、dはそれぞれ所定値に設定される。これにより、各式の右辺に温度信号である温度Tを代入することにより、制御電圧Ｖｓを算出することができる。
【００４６】
数１〜数３の演算は、オペアンプ演算回路により簡単に構成できる。たとえば、上記数１を演算する温度特性補正回路６を図２に示し、上記数２を演算する温度特性補正回路６を図３に示し、上記数３を演算する温度特性補正回路６を図４に示す。もちろん、上記数１〜数３をマイコンの不揮発メモリに記憶しておいて、ソフトウエア演算により制御電圧Ｖｓを算出してもよい。その結果、求めた制御電圧Ｖｓに比例する大きさの電圧である電圧制御信号が、温度特性補正回路６から電源電圧安定化回路５に出力され、電源電圧安定化回路５は、入力された電圧制御信号に対応する上記制御電圧Ｖｓに大きさがほぼ等しい安定化電源電圧Ｖｃｃをドライブ回路４に出力する。
【００４７】
近似式である数１〜数３により演算した素子温度Tとしてのパワー半導体スイッチング素子１の接合温度Tｊと制御電圧Ｖｓの倍数値である規格化値と飽和電流Isatとの関係、並びに、理想的な関係とを図５、図６に示す。図５、図６において、１次近似は数１を採用した場合の特性を示し、２次近似は数２を採用した場合の特性を示し、自然対数近似は数３を採用した場合の特性を示し、「Vg一定」は補正を行わない従来例を示し、「理想」は温度変化により飽和電流Isatが変化しない仮想的な状態を示す。
【００４８】
（変形例）
上記実施例では、温度特性補正回路６が電源電圧安定化回路５に出力する電圧制御信号を安定化電源電圧Ｖｃｃに比例する信号としたが、その代わりに、電圧制御信号を安定化電源電圧Ｖｃｃの所定値に対する倍数（規格化値）としてもよい。この場合、電源電圧安定化回路５は、入力された電圧制御信号を予めハードウエア記憶する安定化電源電圧Ｖｃｃの所定値に掛けて求めた値に等しい安定化電源電圧Ｖｃｃを出力する。
【００４９】
次に、低電圧保護回路７の動作を図７を参照して説明する。この低電圧保護回路７は、外部電源電圧Vｄ（安定化電源電圧Ｖｃｃでもよい）が所定しきい値未満に低下した場合に、ドライブ回路４を通じてパワー半導体スイッチング素子１の作動を停止させる公知の回路である。図７において、７１は外部電源電圧Vdとしきい値電圧Vthとを比較するコンパレータ、７２は入力される電圧制御信号によりしきい値電圧Vthをリニアに変更するアナログ回路からなるしきい値調整回路である。この低電圧保護回路７を説明すると、パワー半導体スイッチング素子１の温度Tが上昇して電圧制御信号が制御電圧Ｖｓを増大させる向きに変化するとしきい値調整回路７２はそれに応じてしきい値電圧Ｖｔｈを増加させ、逆にパワー半導体スイッチング素子１の温度Tが減少して電圧制御信号が制御電圧Ｖｓを減少させる向きに変化するとしきい値調整回路７２はそれに応じてしきい値電圧Ｖｔｈを低下させる。
【００５０】
つまり、この実施例では、パワー半導体スイッチング素子１の温度変動による制御電圧Ｖｓの変動に連動して低電圧保護用のしきい値電圧ＶｔｈLも変動させる。これにより、電圧マージンを良好に確保し、適切に低電圧保護を行うことができる。なお、しきい値調整回路７２は、オペアンプ回路により問題なく実現できるため、更なる詳細図示は省略される。もちろん、しきい値調整回路７２をマイコンのソフトウエア処理によって実行しても良い。
【００５１】
（実施例２）
（回路構成）
実施例２の電力用半導体スイッチング回路を、そのブロック図である図８を参照して説明する。この実施例２は、図１に示す実施例１の回路において、パワー半導体スイッチング素子１の過電流保護を行う過電流保護回路８と、パワー半導体スイッチング素子１の温度保護を行う温度保護回路９と、電流検出部１１と、過電流検出回路１２とを追加したものであるので、この過電流保護回路８及び温度保護回路９についてのみ説明する。
【００５２】
電流検出部１１は、ＩＧＢＴにより構成されるパワー半導体スイッチング素子のチップに設けられた小エミッタ領域からなり、この電流検出部１１に流れる電流情報は、過電流検出回路１２により増幅されて過電流保護回路８に電流信号として出力される。過電流保護回路８は、入力される検出電流に相当する信号電圧と所定のしきい値電圧とを比較し、前者が大きい場合にドライブ回路４にその停止を指令する。同じく、温度保護回路９は、温度検出回路３から出力される温度信号に相当する信号電圧と所定のしきい値電圧とを比較し、前者が大きい場合にドライブ回路４にその停止を指令する。
【００５３】
このようにすれば、パワー半導体スイッチング素子１の温度によるその飽和電流の変化が小さく抑制されているため、過電流保護や温度保護を良好に実行することがでできる。つまり、過電流保護回路８や温度保護回路９が想定するパワー半導体スイッチング素子１のモデルの変化が小さいため、最悪のケースを念頭において上記しきい値電圧を設定する必要がなく、ドライブ回路４の不必要な停止を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施例１の電力用半導体スイッチング回路を示すブロック図である。
【図２】温度保護回路の一例を示す回路図である。
【図３】温度保護回路の一例を示す回路図である。
【図４】温度保護回路の一例を示す回路図である。
【図５】各近似による素子温度と制御電圧の倍率との関係を示す特性図である。
【図６】各近似による素子温度と飽和電流との関係を示す特性図である。
【図７】低電圧保護回路の一例を示す回路図である。
【図８】実施例２の電力用半導体スイッチング回路を示すブロック図である。
【図９】電力用半導体スイッチング回路の過電流保護しきい値と飽和電流と制御電圧との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
【００５５】
１      パワー半導体スイッチング素子
２      温度検出素子
３      温度検出回路
４      ドライブ回路
５      電源電圧安定化回路（電源回路）
６      温度特性補正回路（飽和電流安定化回路）
７      低電圧保護回路
８      過電流保護回路
９      温度保護回路
１１      電流検出部
１２      過電流検出回路
７２      しきい値調整回路
【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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