自举补偿电路及功率模块制造技术

本说明书所公开的技术涉及能够抑制响应速度的下降的自举补偿电路及具有该自举补偿电路的功率模块。自举补偿电路具有：多个电阻(613、614)，它们在基准电位和相对于高电压侧电位的浮动电位之间串联连接；第二电容器(701)，其一端与多个电阻之间的点即分压电位取出点连接，另一端与基准电位连接；以及输出电路(611)，其基于分压电位取出点的电位而对第一电容器(1001)供给电流。

【技术实现步骤摘要】

本说明书所公开的技术涉及一种自举补偿电路及功率模块，特别是涉及对自举电路供给电流的自举补偿电路以及具有该自举补偿电路的功率模块，该自举电路用于控制被图腾柱连接的高电位侧开关元件。
技术介绍
通常，在对逆变器电路等的被图腾柱连接的功率器件分别进行驱动的功率器件控制电路中，需要针对高电位侧(high-side)的控制电路及低电位侧(low-side)的控制电路分别使用被绝缘的独立的电源。在控制单相逆变器的功率器件控制电路中，在高电位侧需要2个绝缘电源，在低电位侧需要1个绝缘电源，合计需要3个绝缘电源。并且，在控制3相逆变器的功率器件控制电路中，在高电位侧需要3个绝缘电源，因此合计需要4个绝缘电源，存在功率器件控制电路大规模化的课题。另一方面，还存在下述结构，即，为了削减电源数而使用自举电路作为高电位侧的控制电路的电源，将控制3相逆变器的功率器件控制电路的电源设为1个电源。然而，自举电路在高电位侧的功率器件的ON动作过程中，不能对电容器进行充电。由此，在高电位侧的功率器件的ON动作时间长的情况下，电源电压下降，因此，难以应对功率器件的ON动作时间长的控制方式。因此，以能够充分地对自举电路中的电容器进行充电，且使电路简化及小型化为目的，提出一种自举补偿电路(例如，参照专利文献1)。专利文献1：日本特开2011-234430号公报然而，在使用如专利文献1所示的自举补偿电路的情况下，如果考虑到应用于施加600V或1200V等高电压的用途，则其响应速度成为问题。自举补偿电路中的电阻分压电路如上所述需要设置在电源电压的高电位侧和基准电位之间。另外，为了抑制流过分压电阻的电流，电阻分压电路需要具有高电阻值的电阻。其结果，分压电阻处的电流消耗得到抑制，但另一方面，与伴随于电阻的寄生电容形成的CR电路的时间常数变大，响应速度下降。电源电压上升至大于基准电位，电阻分压电路的输出发生切换，由此输出电路的输出从接通状态切换至断开状态，但由于相对于该电源电压的变动，电阻分压电路的输出响应慢，因此输出电路的输出的接通状态和断开状态的切换也产生延迟。在输出电路的负载电路设置于输出电路和基准电位之间的情况下，在从电源电压上升时起至输出电路的输出成为断开状态为止的期间，会对负载电路及输出电路施加过大的电力。另外，针对上述的响应速度的下降，想到使用瞬态响应信号而实现高速响应的方法。然而，在该情况下，在信号产生得快但不持续的瞬态响应信号消失之后，至产生虽然会持续但信号产生得慢的直流信号为止的期间，输出电路成为接通状态，仍然会对负载电路及输出电路施加过大的电力。此外，通常，由于IC封装件的散热性等，容许消耗电力小于或等于几百mW。为了在施加600V或1200V之类的电压的情况下满足上述条件，需要MΩ规模的分压电阻。在与之相伴的寄生电容为几pF时，时间常数为MΩ×几pF，成为μs数量级的响应速度。另一方面，高电位侧的电源电压与基准电位之间的瞬态响应为几kV/μs数量级。由此，以μs数量级进行响应，直至输出电路成为断开状态为止，会对负载电路及输出电路施加数十W等过大的电力。
技术实现思路
本说明书所公开的技术就是为了解决如上所述的问题，涉及一种能够抑制响应速度的下降的自举补偿电路以及具有该自举补偿电路的功率模块。本说明书所公开的技术的一个方案所涉及的自举补偿电路对自举电路供给电流，其中，所述自举电路具有第一电容器，该第一电容器连接在高电位侧控制电路与作为高电位侧开关元件和低电位侧开关元件的连接点的基准电位之间，用于对所述高电位侧控制电路及低电位侧控制电路中的所述高电位侧控制电路供给电压，所述高电位侧控制电路及所述低电位侧控制电路分别控制在高电压侧电位和低电压侧电位之间从高电压侧起依次进行图腾柱连接的所述高电位侧开关元件及所述低电位侧开关元件的驱动，所述自举补偿电路具有：多个电阻，它们在所述基准电位和相对于所述高电压侧电位的浮动电位之间串联连接；第二电容器，其一端与多个所述电阻之间的点即分压电位取出点连接，另一端与所述基准电位连接；以及输出电路，其基于所述分压电位取出点的电位而对所述第一电容器供给电流。本说明书所公开的技术的一个方案所涉及的功率模块具有：上述自举补偿电路；所述高电位侧开关元件；所述低电位侧开关元件；所述高电位侧控制电路；所述低电位侧控制电路；以及所述自举电路。本说明书所公开的技术的其他方案所涉及的自举补偿电路对自举电路供给电流，其中，所述自举电路具有电容器，该电容器连接在高电位侧控制电路与作为高电位侧开关元件和低电位侧开关元件的连接点的基准电位之间，用于对所述高电位侧控制电路及低电位侧控制电路中的所述高电位侧控制电路供给电压，所述高电位侧控制电路及所述低电位侧控制电路分别控制在高电压侧电位和低电压侧电位之间从高电压侧起依次进行图腾柱连接的所述高电位侧开关元件及所述低电位侧开关元件的驱动，所述自举补偿电路具有：多个第一电阻，它们在所述基准电位和相对于所述高电压侧电位的浮动电位之间串联连接；第一MOSFET，其漏极与多个所述第一电阻之间的点即分压电位取出点连接，源极及栅极与所述基准电位连接；以及输出电路，其基于所述分压电位取出点的电位而对所述电容器供给电流。本说明书所公开的技术的其他方案所涉及的功率模块具有：上述自举补偿电路；所述高电位侧开关元件；所述低电位侧开关元件；所述高电位侧控制电路；所述低电位侧控制电路；以及所述自举电路。专利技术的效果本说明书所公开的技术的一个方案所涉及的自举补偿电路对自举电路供给电流，其中，所述自举电路具有第一电容器，该第一电容器连接在高电位侧控制电路与作为高电位侧开关元件和低电位侧开关元件的连接点的基准电位之间，用于对所述高电位侧控制电路及低电位侧控制电路中的所述高电位侧控制电路供给电压，所述高电位侧控制电路及所述低电位侧控制电路分别控制在高电压侧电位和低电压侧电位之间从高电压侧起依次进行图腾柱连接的所述高电位侧开关元件及所述低电位侧开关元件的驱动，所述自举补偿电路具有：多个电阻，它们在所述基准电位和相对于所述高电压侧电位的浮动电位之间串联连接；第二电容器，其一端与多个所述电阻之间的点即分压电位取出点连接，另一端与所述基准电位连接；以及输出电路，其基于所述分压电位取出点的电位而对所述第一电容器供给电流。根据这种结构，在基准电位和分压电位取出点之间具有第二电容器，因此分压电位取出点的电位与基准电位进行电容耦合。由此，分压电位取出点的电位试图保持与基准电位的电位关系，因此分压电位取出点的电位向浮动电位或高电压侧电位的追随变弱。由此，在具有用于对自举电路供给电流的自举补偿电路的情况下，也能够抑制响应速度的下降。本说明书所公开的技术的一个方案所涉及的功率模块具有：上述自举补偿电路；所述高电位侧开关元件；所述低电位侧开关元件；所述高电位侧控制电路；所述低电位侧控制电路；以及所述自举电路。根据这种结构，能够通过使用自举电路而削减绝缘电源数。例如在单相逆变器的情况下，能够将需要3个绝缘电源削减为2个绝缘电源。另外，例如在三相逆变器的情况下，能够将需要4个绝缘电源削减为2个绝缘电源。本说明书所公开的技术的其他方案所涉及的自举补偿电路对自举电路供给电流，其中，所述自举电路具有电容器，该电容器连接在高电位侧控制电路与作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自举补偿电路，其对自举电路供给电流，其中，所述自举电路具有第一电容器，该第一电容器连接在高电位侧控制电路与作为高电位侧开关元件和低电位侧开关元件的连接点的基准电位之间，用于对所述高电位侧控制电路及低电位侧控制电路中的所述高电位侧控制电路供给电压，所述高电位侧控制电路及所述低电位侧控制电路分别控制在高电压侧电位和低电压侧电位之间从高电压侧起依次进行图腾柱连接的所述高电位侧开关元件及所述低电位侧开关元件的驱动，所述自举补偿电路具有：多个电阻，它们在所述基准电位和相对于所述高电压侧电位的浮动电位之间串联连接；第二电容器，其一端与多个所述电阻之间的点即分压电位取出点连接，另一端与所述基准电位连接；以及输出电路，其基于所述分压电位取出点的电位而对所述第一电容器供给电流。

【技术特征摘要】
2015.09.09 JP 2015-1772341.一种自举补偿电路，其对自举电路供给电流，其中，所述自举电路具有第一电容器，该第一电容器连接在高电位侧控制电路与作为高电位侧开关元件和低电位侧开关元件的连接点的基准电位之间，用于对所述高电位侧控制电路及低电位侧控制电路中的所述高电位侧控制电路供给电压，所述高电位侧控制电路及所述低电位侧控制电路分别控制在高电压侧电位和低电压侧电位之间从高电压侧起依次进行图腾柱连接的所述高电位侧开关元件及所述低电位侧开关元件的驱动，所述自举补偿电路具有：多个电阻，它们在所述基准电位和相对于所述高电压侧电位的浮动电位之间串联连接；第二电容器，其一端与多个所述电阻之间的点即分压电位取出点连接，另一端与所述基准电位连接；以及输出电路，其基于所述分压电位取出点的电位而对所述第一电容器供给电流。2.根据权利要求1所述的自举补偿电路，其中，还具有二极管，该二极管的阴极与所述浮动电位连接，阳极与所述分压电位取出点连接。3.根据权利要求1所述的自举补偿电路，其中，还具有齐纳二极管，该齐纳二极管的阴极与所述浮动电位连接，阳极与所述分压电位取出点连接。4.一种功率模块，其具有：权利要求1至3中任一项所述的自举补偿电路；所述高电位侧开关元件；所述低电位侧开关元件；所述高电位侧控制电路；所述低电位侧控制电路；以及所述自举电路。5.一种自举补偿电路，其对自举电路供给电流，其中，所述自举电路具有电容器，该电容器连接在高电位侧控制电路与作为高电位侧开关元件和低电位侧开关元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田宽，大山香子，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP