提供一种栅极驱动装置，包括：驱动电路，根据对连接在高电源电位部与低电源电位部之间的开关元件的导通关断进行指示的输入信号，对所述开关元件的栅极进行驱动；时间存储电路，对自所述输入信号切换为导通指令起至检测出由与所述开关元件相对的二极管所产生的恢复浪涌电压为止的时间进行存储；切换判定电路，根据所述高电源电位部与所述低电源电位部之间的电源电压的检测值，判定是否对所述开关元件的栅极驱动条件进行切换；以及驱动条件变更电路，根据所述切换判定电路的判定结果，在本次导通期间内，在与存储在所述时间存储电路中的上次导通期间内的所述时间相同的时间，对所述栅极驱动条件进行变更。述栅极驱动条件进行变更。述栅极驱动条件进行变更。
【技术实现步骤摘要】
栅极驱动装置及功率转换装置
[0001]本专利技术涉及一种栅极驱动装置及功率转换装置。
技术介绍
[0002]传统上已知一种主动式(active)栅极驱动方式，其为了实现恢复浪涌(recovery surge)电压的抑制和开关损耗的降低，根据流过开关元件的漏极电流或集电极电流(以下也称为主电流)在适当的定时使开关速度变化。例如在专利文献1中公开了一种栅极驱动电路，其对自导通指令的定时起至恢复浪涌电压产生的定时为止的浪涌期进行存储，并且在本次导通期间内基于上次存储的导通期间内的浪涌期来确定开关元件的有效栅极电阻值的变更定时。
[0003]根据专利文献1的记载，在浪涌期内，通过增大有效栅极电阻值使得恢复浪涌电压降低，并在经过浪涌期之后，通过减小有效栅极电阻值，使得开关速度变快，因此能够使开关损耗减少。另外，根据专利文献1的记载，由于利用上次导通期间内的信息来对本次导通期间内的有效栅极电阻值进行变更，因此能够使反馈控制所需的时间充裕。
[0004]<现有技术文献>
[0005]<专利文献>
[0006]专利文献1：日本专利技术专利第4935266号公报
技术实现思路
[0007]<本专利技术要解决的问题>
[0008]图1示出了用于对连接在高电源电位部与低电源电位部之间的开关元件的导通关断进行指示的输入信号、开关元件的电压/电流波形、与开关元件相对的回流元件的电压/电流波形的一个示例。Id表示流过开关元件的漏极电流，VDS表示开关元件的漏极与源极之间的电压，IF表示流过与开关元件相对的回流元件的正向电流，VAK表示与开关元件相对的回流元件的阳极与阴极之间的电压。
[0009]由于直流电源的输入电压的波动等某些原因，会在从直流电源所供给的电源电压(高电源电位部与低电源电位部之间的电源电压)上产生一定程度的波动。因此，在对连接在高电源电位部与低电源电位部之间的开关元件的栅极进行驱动的情况下，要求设计为即使以最大的电源电压进行导通，恢复浪涌电压也不会超过与回流元件并联连接的开关元件的耐压。
[0010]因此，例如如图1所示，认为在电源电压降低至最小值Ed(min)的情况下，即使未切换为使栅极电阻值增大栅极驱动条件，恢复浪涌电压的峰值Vp也不会超过开关元件的耐压(元件耐压)(参见圆圈a)。
[0011]然而，在为了抑制恢复浪涌电压而在每次导通期间(反向恢复期间)增大栅极电阻值的传统的技术中，如图2所示，主电流Id的时间变化率dI/dt在每次导通期间常常会变得平缓(参见圆圈b)。因此，在电源电压相对于最大值降低的情况下，与未对栅极驱动条件进
行切换的图1的情况相比，导通期间的开关损耗会增加。因此，例如有可能会引起功率转换效率的降低和用于对开关元件进行冷却的冷却体的大型化。
[0012]本公开提供一种栅极驱动装置及功率转换装置，即使在电源电压波动时，其也能够兼顾恢复浪涌电压的抑制和开关损耗的降低。
[0013]<用于解决问题的手段>
[0014]本公开提供一种栅极驱动装置，包括：驱动电路，根据对连接在高电源电位部与低电源电位部之间的开关元件的导通关断进行指示的输入信号，对所述开关元件的栅极进行驱动；时间存储电路，对自所述输入信号切换为导通指令起至检测出由与所述开关元件相对的二极管所产生的恢复浪涌电压为止的时间进行存储；切换判定电路，根据所述高电源电位部与所述低电源电位部之间的电源电压的检测值，判定是否对所述开关元件的栅极驱动条件进行切换；以及驱动条件变更电路，根据所述切换判定电路的判定结果，在本次导通期间内，在与存储在所述时间存储电路中的上次导通期间内的所述时间相同的时间，对所述栅极驱动条件进行变更。
[0015]另外，本公开提供一种功率转换装置，包括：多个开关元件，串联地连接在高电源电位部与低电源电位部之间；多个栅极驱动装置，针对所述多个开关元件分别设置，并且对所述多个开关元件之中的对应的一个开关元件的栅极进行驱动；以及电源电压检测电路，对所述高电源电位部与所述低电源电位部之间的电源电压进行检测，其中，所述多个栅极驱动装置分别包括：驱动电路，根据对所述对应的一个开关元件的导通关断进行指示的输入信号，对所述对应的一个开关元件的栅极进行驱动；时间存储电路，对自所述输入信号切换为导通指令起至检测出由与所述对应的一个开关元件相对的二极管所产生的恢复浪涌电压为止的时间进行存储；切换判定电路，根据由所述电源电压检测电路检测出的所述电源电压，判定是否对所述对应的一个开关元件的栅极驱动条件进行切换；以及驱动条件变更电路，根据所述切换判定电路的判定结果，在本次导通期间内，在与存储在所述时间存储电路中的上次导通期间内的所述时间相同的时间，对所述栅极驱动条件进行变更。
[0016]<专利技术的效果>
[0017]根据本公开的技术，能够提供一种栅极驱动装置及功率转换装置，即使在电源电压波动时，其也能够兼顾恢复浪涌电压的抑制和开关损耗的降低。
附图说明
[0018]图1是未应用浪涌抑制技术的情况下的时序图。
[0019]图2是应用浪涌抑制技术的情况下的时序图。
[0020]图3是示出功率转换装置的结构示例的图。
[0021]图4是示出栅极驱动装置的结构示例的图。
[0022]图5是示出电源电压较高时的栅极驱动装置的动作示例的时序图。
[0023]图6是示出电源电压较低时的栅极驱动装置的动作示例的时序图。
具体实施方式
[0024]以下，参照附图对根据本公开的实施方式进行说明。
[0025]图3是示出功率转换装置的结构示例的图。图3所示的功率转换装置100是利用高
侧(high side)的开关元件Q1和低侧(low side)的开关元件Q2将直流的输入功率转换成期望的直流或交流的输出功率的装置。在开关元件Q1与开关元件Q2之间的连接点M上连接有未图示的负载。功率转换装置100包括高电源电位部31、低电源电位部32、电容器30、开关元件Q1、Q2、电源电压检测电路40、以及栅极驱动装置11、12。
[0026]高电源电位部31和低电源电位部32是与未图示的直流电源连接，并且被供给来自直流电源的直流功率的导电部位。高电源电位部31与直流电源的正极P侧连接，低电源电位部32与直流电源的负极N侧连接。直流电源的具体示例包括整流电路、变换器、调节器等。低电源电位部32是电位低于高电源电位部31的部位。在高电源电位部31与低电源电位部32之间产生直流的电源电压Ed。
[0027]电容器30是用于对电源电压Ed进行平滑化的电容元件，其具体示例包括电解电容器。电容器30具有与高电源电位部31连接的一端、以及与低电源电位部32连接的另一端。
[0028]开关元件Q1、Q2分别是电压驱动式的半导体元件，并且具有控制电极(栅极)、第一主电极(集电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种栅极驱动装置，包括：驱动电路，根据对连接在高电源电位部与低电源电位部之间的开关元件的导通关断进行指示的输入信号，对所述开关元件的栅极进行驱动；时间存储电路，对自所述输入信号切换为导通指令起至检测出由与所述开关元件相对的二极管所产生的恢复浪涌电压为止的时间进行存储；切换判定电路，根据所述高电源电位部与所述低电源电位部之间的电源电压的检测值，判定是否对所述开关元件的栅极驱动条件进行切换；以及驱动条件变更电路，根据所述切换判定电路的判定结果，在本次导通期间内，在与存储在所述时间存储电路中的上次导通期间内的所述时间相同的时间，对所述栅极驱动条件进行变更。2.根据权利要求1所述的栅极驱动装置，其中，在所述电源电压的检测值大于判定值的情况下，所述切换判定电路判定为对所述栅极驱动条件进行切换，在所述电源电压的检测值小于所述判定值的情况下，所述切换判定电路判定为不对所述栅极驱动条件进行切换。3.根据权利要求2所述的栅极驱动装置，其中，所述切换判定电路根据所述二极管的温度来变更所述判定值。4.根据权利要求3所述的栅极驱动装置，其中，所述切换判定电路使所述温度较低的情况下的所述判定值高于所述温度较高的情况下的所述判定值。5.根据权利要求1至4中任一项所述的栅极驱动装置，其中，在本次导通期间内，在与存储在所述时间存储电路中的上次导通期间内的所述时间相同的时间，所述驱动条件变更电路将所述栅极驱动条件变更为使所述开关元件的导通速度变慢的条件。6.根据权利要求5所述的栅极驱动装置，其中，所述驱动条件变更电路通过使与所述开关元件的栅极连接的栅极电阻的电阻值增大，从而使所述导通速度减慢。7.根据权利要求5所述的栅极驱动装置，其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：松原邦夫，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：
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