高电位侧栅极驱动电路、半导体模块及3相逆变器系统技术方案

本发明专利技术的目的是，在高电位侧栅极驱动电路中，对信号的传递损耗和延迟时间的增加进行抑制，且对噪声的影响进行抑制。高电位侧栅极驱动电路(103)具有：脉冲生成电路，其生成与输入信号同步的第1脉冲；以及电平移位电路，其将第1脉冲的基准电压向高电位侧开关元件的电源电压进行电平移位。电平移位电路具有由第1脉冲驱动的MOSFET。高电位侧栅极驱动电路(103)具有：遮蔽信号生成电路(26)，其生成在MOSFET的源极电位成为高电平的期间成为高电平的遮蔽信号；以及再发出电路(36、37)，它们在遮蔽信号为高电平的期间即遮蔽期间中第1脉冲被输入至电平移位电路的情况下，在遮蔽期间后，将第2脉冲输入至电平移位电路。

【技术实现步骤摘要】
高电位侧栅极驱动电路、半导体模块及3相逆变器系统
本专利技术涉及高电位侧栅极驱动电路。
技术介绍
HVIC(HighVoltageMOSGateDriverIC)是通过微型计算机等的输入信号，直接对栅极进行驱动的高耐压IC。HVIC具有对高压侧(高电位侧)开关元件进行驱动的高电位侧栅极驱动电路、对低压侧(低电位侧)开关元件进行驱动的低电位侧栅极驱动电路。高电位侧栅极驱动电路生成与高电位侧输入信号HIN的上升同步的接通脉冲和与高电位侧输入信号HIN的下降同步的断开脉冲。接通脉冲和断开脉冲的基准电压分别通过高耐压的电平移位MOSFET从GND向高压进行电平移位。并且，接通脉冲和断开脉冲由高压侧的逻辑电路传递至锁存电路，从输出电路输出至高电位侧开关元件。这样，决定了高电位侧开关元件的栅极驱动信号的脉冲宽度。在现有的高电位侧栅极驱动电路中，存在下述问题，即，在高电位侧开关元件接通或断开时，高电位侧浮置电源偏移(offset)电压VS与接地GND之间的电压变化dV/dt成为噪声，信号不会正常地向高压侧传递。当前对于该问题，提出了通过将接通脉冲和断开脉冲的周期设为比噪声期间长而避免噪声的影响的方法。另外，在专利文献1中提出了下述方法，即，由以规定的周期构成的多个脉冲构成接通脉冲和断开脉冲，从而避免噪声的影响。专利文献1：日本特开2003-79131号公报但是，如果将接通脉冲和断开脉冲的周期设为比噪声期间长，则存在向高电位侧开关元件的信号传递时的损耗增加的问题。另外，在由多个脉冲构成接通脉冲和断开脉冲的情况下，尽管噪声期间根据高电位侧开关元件的动作环境而变化，但仍需要将脉冲的周期预先设定为恒定。因此，在高电位侧输入信号是窄幅脉冲的情况下，从高电位侧输入信号向高电位侧开关元件的信号传递过度地延迟。因此，存在窄幅脉冲的输入受到限制，或死区增加这样的问题。
技术实现思路
本专利技术就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，在高电位侧栅极驱动电路中，对信号的传递损耗和延迟时间的增加进行抑制，且对噪声的影响进行抑制。本专利技术的高电位侧栅极驱动电路对高电位侧开关元件进行驱动。高电位侧栅极驱动电路具有：脉冲生成电路，其生成与输入信号同步的第1脉冲；以及电平移位电路，其将第1脉冲的基准电压向高电位侧开关元件的电源电压进行电平移位。电平移位电路具有由第1脉冲驱动的MOSFET。高电位侧栅极驱动电路具有：遮蔽信号生成电路，其生成在MOSFET的源极电位成为高电平的期间成为高电平的遮蔽信号；以及再发出电路，其在遮蔽信号为高电平的期间即遮蔽期间中第1脉冲被输入至电平移位电路的情况下，在遮蔽期间后，将第2脉冲输入至电平移位电路。专利技术的效果本专利技术的高电位侧栅极驱动电路具有：脉冲生成电路，其生成与输入信号同步的第1脉冲；以及电平移位电路，其将第1脉冲的基准电压向高电位侧开关元件的电源电压进行电平移位。电平移位电路具有由第1脉冲驱动的MOSFET。高电位侧栅极驱动电路具有：遮蔽信号生成电路，其生成在MOSFET的源极电位成为高电平的期间成为高电平的遮蔽信号；以及再发出电路，其在遮蔽信号为高电平的期间即遮蔽期间中第1脉冲被输入至电平移位电路的情况下，在遮蔽期间后，将第2脉冲输入至电平移位电路。根据本专利技术的高电位侧栅极驱动电路，在产生了噪声的情况下，能够通过第2脉冲避免噪声的影响而将输入信号传递至高电位侧开关元件。因此，无需为了避免噪声的影响而将第1脉冲的周期设为比遮蔽期间长。因此，能够对信号的传递损耗和延迟时间的增加进行抑制，且对噪声的影响进行抑制。附图说明图1是前提技术的HVIC的电路图。图2是表示前提技术的HVIC的接通脉冲及断开脉冲的图。图3是表示实施方式1的HVIC的高电位侧栅极驱动电路的图。图4是表示实施方式1的HVIC的高电位侧栅极驱动电路的一部分的结构的图。图5是遮蔽信号生成电路、脉冲状态生成电路及再发出电路的各输出信号的时序图。图6是表示实施方式2的6合1模块的图。图7是表示实施方式3的电力变换系统的结构的框图。标号的说明11接通脉冲生成电路，12断开脉冲生成电路，13、14VCC电平移位电路，15、16或门，17、18VB电平移位电路，19、20、173、183电阻，21、22、27、28、29、30、261、262、263、264、266非门，23联锁电路，24锁存电路，25输出电路，26遮蔽信号生成电路，31脉冲状态生成电路，32、33第1延迟电路，34、35第2延迟电路，36、37再发出电路，100HVIC，101、103高电位侧栅极驱动电路，102低电位侧栅极驱动电路，104半导体模块，171、172、181、182MOSFET，174、175、184、185双极晶体管，176、186电平移位用MOSFET，200电力变换装置，201主变换电路，202驱动电路，203控制电路，265、361、362、363、371、372、373与非门，300负载，312、313、364、365、374、375与门，314RS触发电路。具体实施方式<A.前提技术>图1是表示前提技术的HVIC100的图。HVIC100具有：对高电位侧开关元件Q1进行驱动的高电位侧栅极驱动电路101；以及对低电位侧开关元件Q2进行驱动的低电位侧栅极驱动电路102。高电位侧开关元件Q1和低电位侧开关元件Q2都是MOSFET，且反向并联连接有续流二极管D1、D2。下面，对高电位侧栅极驱动电路101的结构进行说明。高电位侧栅极驱动电路101具有接通脉冲生成电路11、断开脉冲生成电路12、电平移位用MOSFET176、186、电阻19、20、非门21、22、联锁电路23、锁存电路24及输出电路25。将输入至高电位侧栅极驱动电路101的高电位侧输入信号HIN输入至接通脉冲生成电路11和断开脉冲生成电路12。接通脉冲生成电路11生成与高电位侧输入信号HIN的上升定时(timing)同步的接通脉冲A。断开脉冲生成电路12生成与高电位侧输入信号HIN的下降定时同步的断开脉冲B。图2示出了高电位侧输入信号HIN、接通脉冲A、断开脉冲B的关系。接通脉冲生成电路11的输出与电平移位用MOSFET176的栅极连接。电平移位用MOSFET176的漏极经由电阻19而固定于高电位侧驱动电源电压VB，且经由非门21而与联锁电路23的输入端子连接。电平移位用MOSFET176的源极接地。如果接通脉冲A从接通脉冲生成电路11输入至电平移位用MOSFET176的栅极，则电平移位用MOSFET176导通，在其漏极-源极间流过电平移位电流ILF。断开脉冲生成电路12的输出与电平移位用MOSFET186的栅极连接。电平移位用MOSFET186的漏极经由电阻20而固定于高电位侧驱动电源电压VB，且经由非门22而与联锁电路23的输入端子连接。电平移位用MOSFET186的源极接地。如果断开脉冲B从断开脉冲生成电路12输入至电平移位用MOSFET186的栅极，则电平移位用MOSFET186导通，在其漏极-源极间流过电平移位电流ILF。如果在电平移位用MOSFET176流过电平移位电流ILF，则其漏极电压下降。其结果，从非门21流向联锁电路23的输入信号成为高电平。同样地，如果在电平移本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高电位侧栅极驱动电路，其对高电位侧开关元件进行驱动，该高电位侧栅极驱动电路具有：脉冲生成电路，其生成与输入信号同步的第1脉冲；以及电平移位电路，其将所述第1脉冲的基准电压向所述高电位侧开关元件的电源电压进行电平移位，所述电平移位电路具有通过所述第1脉冲进行驱动的MOSFET，所述高电位侧栅极驱动电路具有：遮蔽信号生成电路，其生成在所述MOSFET的源极电位成为高电平的期间成为高电平的遮蔽信号；以及再发出电路，其在所述遮蔽信号为高电平的期间即遮蔽期间中所述第1脉冲被输入至所述电平移位电路的情况下，在所述遮蔽期间后，将第2脉冲输入至所述电平移位电路。

【技术特征摘要】
2017.05.19 JP 2017-0996971.一种高电位侧栅极驱动电路，其对高电位侧开关元件进行驱动，该高电位侧栅极驱动电路具有：脉冲生成电路，其生成与输入信号同步的第1脉冲；以及电平移位电路，其将所述第1脉冲的基准电压向所述高电位侧开关元件的电源电压进行电平移位，所述电平移位电路具有通过所述第1脉冲进行驱动的MOSFET，所述高电位侧栅极驱动电路具有：遮蔽信号生成电路，其生成在所述MOSFET的源极电位成为高电平的期间成为高电平的遮蔽信号；以及再发出电路，其在所述遮蔽信号为高电平的期间即遮蔽期间中所述第1脉冲被输入至所述电平移位电路的情况下，在所述遮蔽期间后，将第2脉冲输入至所述电平移位电路。2.根据权利要求1所述的高电位侧栅极驱动电路，其中，所述电平移位电路还具有电流反射镜电路，该电流反射镜电路的1次侧与所述MOSFET的源极端子连接，向所述遮蔽信号生成电路输入构成所述电流反射镜电路的双极晶体管的基极信号。3.根据权利要求1或2所述的高电位侧栅极...

【专利技术属性】
技术研发人员：酒井伸次，小田寿志，
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