驱动装置及开关装置制造方法及图纸

本发明专利技术能够进一步降低关断损耗。本发明专利技术提供一种驱动装置及开关装置，该驱动装置具备：栅极驱动电路，驱动串联连接在正极侧电源线和负极侧电源线之间的第一半导体元件和第二半导体元件的栅极；第一时刻产生电路，在第一半导体元件的关断期间中施加到第二半导体元件的电压变化为基准电压时产生第一时刻信号；以及第一驱动条件变更电路，根据第一时刻信号，缓和栅极驱动电路引起的第一半导体元件的栅极的电荷量的变化。

【技术实现步骤摘要】
驱动装置及开关装置
本专利技术涉及驱动装置及开关装置。
技术介绍
以往，对于驱动串联连接的两个半导体元件的各栅极的驱动装置，提出了用于边降低关断损耗、浪涌电压等边将半导体元件关断的各种技术。例如，公开了通过在进行关断的半导体元件的电压达到电源电压Ed时变更驱动条件，从而抑制关断损耗的增加、降低浪涌电压的驱动方法(例如，参照专利文献1～3)。在该方法中，利用了在进行关断的半导体元件的电压达到电源电压Ed时，电流开始向串联连接的其他半导体元件换流。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5516705号说明书专利文献2：日本特开2015-204659号公报专利文献3：日本专利第4742828号说明书
技术实现思路
技术问题然而，随着半导体元件的开关速度变快，主电路布线电感的影响变大，电流逐渐变得不会在关断过程中的半导体元件的电压达到电源电压的时刻，开始向其他半导体元件换流。即，即使在该时刻变更驱动条件，也逐渐变得无法改善上述关断损耗与浪涌电压之间的权衡。技术方案在本专利技术的第一形态中，可以提供一种驱动装置。驱动装置可以具备驱动串联连接在正极侧电源线和负极侧电源线之间的第一半导体元件和第二半导体元件的栅极的栅极驱动电路。驱动装置可以具备在第一半导体元件的关断期间中施加到第二半导体元件的电压减小而下降到基准电压以下时产生第一时刻信号的第一时刻产生电路。驱动装置可以具备根据第一时刻信号，使栅极驱动电路引起的第一半导体元件的栅极的电荷量的变化变得缓和的第一驱动条件变更电路。驱动装置可以还具备判定施加到第二半导体元件的电压是否成为基准电压的第一判定电路。第一时刻产生电路可以根据施加到第二半导体元件的电压成为基准电压以下的判定结果，产生第一时刻信号。驱动装置可以还具备设置在第一判定电路和第一驱动条件变更电路之间的第一绝缘信号传送器。第一时刻产生电路可以被预先调整为，若达到从接收到关断第一半导体元件的控制信号而开始第一半导体元件的关断起到施加到第二半导体元件的电压减小而变化为基准电压以下为止的时间，则产生第一时刻信号。第一时刻产生电路可以产生预先确定的脉冲宽度的第一时刻信号。第一驱动条件变更电路可以在从接收到第一时刻信号起产生有第一时刻信号的期间，降低栅极驱动电路使第一半导体元件的栅极的电荷变化的速度。第一时刻产生电路可以在结束第一半导体元件的关断之前结束产生第一时刻信号。基准电压可以为0V。驱动装置可以还具备判定在第一半导体元件的关断期间施加到第二半导体元件的电压是否成为基准电压以下的判定电路。在本专利技术的第二形态中，可以提供一种开关装置。开关装置可以具备第一形态的驱动装置。开关装置可以具备由驱动装置对栅极进行驱动的第一半导体元件和第二半导体元件。第一半导体元件和第二半导体元件可以为宽带隙半导体元件。在本专利技术的第三形态中，可以提供一种驱动装置。驱动装置可以具备驱动串联连接在正极侧电源线和负极侧电源线之间的第一半导体元件和第二半导体元件的栅极的栅极驱动电路。驱动装置可以具备在第一半导体元件的关断期间中施加到第一半导体元件的电压达到基准电压以上时产生第一时刻信号的第一时刻产生电路。驱动装置可以具备根据第一时刻信号，使栅极驱动电路引起的第一半导体元件的栅极的电荷量的变化变得缓和的第一驱动条件变更电路。第一时刻产生电路可以被预先调整为，若达到从接收到关断第一半导体元件的控制信号而开始第一半导体元件的关断起到施加到第一半导体元件的电压变化为基准电压以上为止的时间，则产生第一时刻信号。基准电压可以为正极侧电源线和负极侧电源线间的电压以上。在本专利技术的第四形态中，可以提供一种驱动装置。驱动装置可以具备驱动串联连接在正极侧电源线和负极侧电源线之间的第一半导体元件和第二半导体元件的栅极的栅极驱动电路。驱动装置可以具备在第一半导体元件的关断期间中在开始向第二半导体元件换流时产生第一时刻信号的第一时刻产生电路。驱动装置可以具备根据第一时刻信号，使栅极驱动电路引起的第一半导体元件的栅极的电荷量的变化变得缓和的第一驱动条件变更电路。第一时刻产生电路可以被预先调整为，若达到从接收到关断第一半导体元件的控制信号而开始第一半导体元件的关断起到开始向第二半导体元件换流为止的时间，则产生第一时刻信号。上述专利技术概要并未列举本专利技术的全部特征。这些特征组的子组合也构成专利技术。附图说明图1示出本实施方式的开关装置。图2示出开关装置的详细情况。图3示出由比较例的开关装置进行关断时的动作波形的一例。图4示出由另一比较例的开关装置进行关断时的动作波形的一例。图5示出由本实施方式的开关装置进行关断时的动作波形的一例。符号说明：1：开关装置、2：驱动装置、11：第一半导体元件、12：第二半导体元件、13：关断对象元件、14：相对臂元件、101：正极侧电源线、102：负极侧电源线、105：电源输出端子、200：栅极驱动电路、210：判定电路、211：电阻、212：电阻、215：绝缘信号传送器、221：第一时刻产生电路、222：第二时刻产生电路、231：第一驱动条件变更电路、232：第二驱动条件变更电路、1011：布线电感、1021：布线电感具体实施方式以下，通过专利技术的实施方式对本专利技术进行说明，但以下实施方式并不限定权利要求所涉及的专利技术。此外，实施方式中所说明的特征的全部组合并不一定是专利技术的解决方案所必须的。图1示出本实施方式的开关装置1。应予说明，图中，中空的箭头符号表示电压。作为一例，开关装置1示出了用于马达驱动或电力供给的电力变换装置的一相，通过对正极侧电源线101和负极侧电源线102与电源输出端子105之间的连接进行切换来从电源输出端子105输出变换后的电压。这里，在正极侧电源线101和负极侧电源线102之间施加有例如600V～800V的直流电压Ed。此外，在正极侧电源线101和负极侧电源线102会存在分别与布线长度对应的布线电感1011、1021。开关装置1具备第一半导体元件11和第二半导体元件12以及驱动装置2。第一半导体元件11和第二半导体元件12依次串联连接于负极侧电源线102和正极侧电源线101之间。在第一半导体元件11和第二半导体元件12的中间点可连接有电源输出端子105。第一半导体元件11和第二半导体元件12是通过后述的驱动装置2来切换为导通/关断的开关元件。作为一例，第一半导体元件11和第二半导体元件12构成了电力变换装置中的下臂和上臂。第一半导体元件11和第二半导体元件12是以硅为基材的硅半导体元件。此外，不限于硅半导体元件，也可以是宽带隙半导体元件。宽带隙半导体元件是指带隙比硅半导体元件大的半导体元件，例如是包含SiC、GaN、金刚石、氮化镓系材料、氧化镓系材料、AlN、AlGaN或ZnO等的半导体元件。与硅半导体元件相比，宽带隙半导体元件可以提高开关速度。此外，在本实施例中，第一半导体元件11和第二半导体元件12为MOSFET，具有正极侧电源线101一侧为阴极的寄生二极管(图1所示)。应予说明，第一半导体元件11和第二半导体元件12也可以使用IGBT或双极型晶体管等其他结构的半导体元件，并根据需要在各个半导体元件反向并联连接二极管、肖特基势垒二极管等。驱动装置2基于输入信号驱动第一半导体元件11和第二半导体元件12。例如，在将第一半导体元件11本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种驱动装置，其特征在于，具备：栅极驱动电路，其驱动串联连接在正极侧电源线和负极侧电源线之间的第一半导体元件和第二半导体元件的栅极；第一时刻产生电路，其在所述第一半导体元件的关断期间中施加到所述第二半导体元件的电压下降到基准电压时产生第一时刻信号；以及第一驱动条件变更电路，其根据所述第一时刻信号，使所述栅极驱动电路引起的所述第一半导体元件的栅极的电荷量的变化变得缓和。

【技术特征摘要】
2017.05.01 JP 2017-0914781.一种驱动装置，其特征在于，具备：栅极驱动电路，其驱动串联连接在正极侧电源线和负极侧电源线之间的第一半导体元件和第二半导体元件的栅极；第一时刻产生电路，其在所述第一半导体元件的关断期间中施加到所述第二半导体元件的电压下降到基准电压时产生第一时刻信号；以及第一驱动条件变更电路，其根据所述第一时刻信号，使所述栅极驱动电路引起的所述第一半导体元件的栅极的电荷量的变化变得缓和。2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置还具备：第一判定电路，判定施加到所述第二半导体元件的电压是否成为基准电压，所述第一时刻产生电路根据施加到所述第二半导体元件的电压成为基准电压以下的判定结果，产生所述第一时刻信号。3.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置还具备设置在所述第一判定电路和所述第一驱动条件变更电路之间的第一绝缘信号传送器。4.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述第一时刻产生电路被预先调整为，若达到从接收到关断所述第一半导体元件的控制信号而开始所述第一半导体元件的关断起到施加到所述第二半导体元件的电压减小而变化为所述基准电压以下为止的时间，则产生所述第一时刻信号。5.根据权利要求1～4中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述第一时刻产生电路产生预先确定的脉冲宽度的所述第一时刻信号，所述第一驱动条件变更电路在从接收到所述第一时刻信号起产生有所述第一时刻信号的期间，降低所述栅极驱动电路使所述第一半导体元件的栅极的电荷变化的速度。6.根据权利要求5所述的驱动装置，其特征在于，所述第一时刻产生电路在结束所述第一半导体元件的关断之前结束产生所述第一时刻信号。7.根据权利要求1～3中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述基准电压为0V。8.根据权利要求7所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置还具备：判定电路，判定在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：松原邦夫，兼田博利，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP