驱动电路制造技术

驱动电路(14)包括电源(20、30)、电源切换部(40)、输出切换部(50)。电源(20、30)的负极彼此被连接。电源(30)的正极连接到MOSFET(11)的源极。电源(30)的输出电压能在比电源(20)小的电压范围内变化。电源切换部(40)基于驱动指令对电压进行切换，从而在使MOSFET(11)断开驱动时，电源(30)位于源极与栅极之间的路径中，在使MOSFET(11)接通驱动时，为了施加正电压而使电源(20、30)位于路径中。输出切换部(50)向电源(30)输出切换信号，以使在MOSFET(11)的驱动期间中的至少包括接通驱动期间的一部分的期间中，输出电压为零，在至少包括断开驱动期间的一部分的剩余的驱动期间中，输出电压为5V。输出电压为5V。输出电压为5V。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】驱动电路
相关申请的援引
[0001]本申请以2019年4月25日申请的日本专利申请2019
‑
084497号为基础，在此援引其记载内容。


[0002]本说明书中的公开涉及一种开关元件的驱动电路。

技术介绍

[0003]专利文献1所公开的驱动电路包括正电源和负电源。两个电源的连接点连接到开关元件的低电位侧的主电极，具体而言连接到MOSFET的源极。源极与正电源的负极和负电源的正极连接。现有技术文献专利文献
[0004]专利文献1：国际公开第2015/072098号公报

技术实现思路

[0005]根据专利文献1的结构，当使MOSFET断开驱动时，负电源位于源极与栅极之间的路径中，由此能够对栅极施加负电压。另一方面，当使MOSFET接通驱动时，正电源位于源极与栅极之间的路径中，由此能够对栅极施加正电压。
[0006]在专利文献1的结构中，两个电源被串联地配置。如果试图增大负电源的输出电压来抑制错误电弧，则正电源的输出电压相应地变小，接通驱动期间的损耗变大。另一方面，如果试图增大正电源的输出电压来减少损耗，则负电源的输出电压相应地变小，容易产生错误电弧。
[0007]另外，错误电弧是指如下的现象：由于噪声等引起的高电位侧的主电极的陡峭的电位变动，电荷经由高电位侧的主电极与栅极之间的返回电容而被充电至栅极，从而开关元件非意图地接通。例如，在开关元件构成上下臂电路的一个臂的结构中，由于另一臂(相对臂)的开关元件的开启时的噪声，有可能会产生错误电弧。特别是在宽带隙半导体的情况下，由于栅极阈值电压(Vth)较低，因此，容易产生错误电弧。通过施加负电压，直到达到栅极阈值电压(Vth)为止的裕度变大，因此，能够抑制错误电弧。
[0008]本公开的一个目的是提供一种驱动电路，上述驱动电路能够在抑制错误电弧的同时减少接通驱动期间的损耗。
[0009]在此公开的开关元件的驱动电路包括第一电源、第二电源、电源切换部和输出切换部。
[0010]第一电源和第二电源的负极彼此被连接。第二电源的正极与开关元件的低电位侧的主电极连接。第二电源的输出电压能在比第一电源小的电压范围内变化。
[0011]电源切换部基于驱动指令对施加驱动电压的电源进行切换，从而在使开关元件断
开驱动时，第二电源位于低电位侧的主电极与栅极之间的路径中，在使开关元件接通驱动时，为了对栅极施加正电压而使第一电源和第二电源位于路径中。
[0012]然后，输出切换部针对第二电源输出输出电压的切换信号，以使在开关元件的驱动期间中的至少包括接通驱动期间的一部分的期间中，第二电源的输出电压为零，在至少包括断开驱动期间的一部分的剩余的驱动期间中，输出电压为规定的电压而不为零。
[0013]根据所公开的驱动电路，第二电源的负极与第一电源的负极连接，第二电源的正极与低电位侧的主电极连接。第一电源经由第二电源与低电位侧的主电极连接。通过使第一电源和第二电源位于低电位侧的主电极与栅极之间的路径中而对栅极施加正电压，从而能够使开关元件接通驱动。由于在开关元件被接通驱动的期间中将第二电源的输出电压设为零，因此，与不设为零而设为规定的电压的情况相比，能够使驱动电压(正电压)变高。因此，能够减少接通驱动期间的损耗，例如开关损耗或DC损耗。
[0014]当使开关元件断开驱动时，第二电源位于路径中。第二电源的正极与低电位侧的主电极连接。然后，在开关元件被断开驱动的期间中，将第二电源的输出电压设为规定的电压。因此，能够对栅极施加负电压，并且抑制错误电弧。其结果是，能够提供一种驱动电路，上述驱动电路能够在抑制错误电弧的同时减少接通驱动期间的损耗。
附图说明
[0015]图1是表示应用了第一实施方式的驱动电路的电力转换装置的电路结构的图。图2是用于说明错误电弧的图。图3是表示栅极电压Vgs与损耗的关系的图。图4是表示驱动电路的图。图5是表示开启时的电流的流动的图。图6是表示关断时的电流的流动的图。图7是表示输出电压V2的切换的一例的时序图。图8是表示参考例的图。图9是表示参考例的图。图10是表示第二实施方式的驱动电路的图。图11是表示输出电压V2的切换的时序图。图12是表示第三实施方式的驱动电路的图。图13是表示输出电压V2的切换的时序图。图14是表示第四实施方式的驱动电路的图。图15是表示输出电压V2的切换的时序图。图16是表示第五实施方式中的输出电压V2的切换的时序图。图17是表示第六实施方式的驱动电路的图。图18是表示输出电压V2的切换的时序图。图19是表示变形例的图。图20是表示第七实施方式的驱动电路的图。图21是表示变形例的图。图22是表示变形例的图。
具体实施方式
[0016]以下，参照附图对多个实施方式进行说明。在多个实施方式中，对功能上和/或结构上对应的部分标注相同的参照符号。以下所示的电力转换装置例如可以应用于电动汽车(EV)、混合动力汽车(HV)等车辆。
[0017](第一实施方式)首先，基于图1，对应用了电力转换装置的车辆的驱动系统的示意结构进行说明。
[0018]＜车辆的驱动系统＞如图1所示，车辆的驱动系统1包括直流电源2、电动发电机3和电力转换装置4。
[0019]直流电源2是由能充放电的二次电池构成的直流电压源。二次电池例如是锂离子电池、镍氢电池。电动发电机3是三相交流方式的旋转电机。电动发电机3作为车辆的行驶驱动源、即电动机发挥作用。电动发电机3在再生时作为发电机发挥作用。电力转换装置4在直流电源2与电动发电机3之间进行电力转换。
[0020]＜电力转换装置的电路结构＞接着，基于图1，对电力转换装置4的电路结构进行说明。电力转换装置4至少包括电力转换部。本实施方式的电力转换装置4包括平滑电容器5、作为电力转换部的逆变器6、控制电路13和驱动电路14。
[0021]平滑电容器5连接在作为高电位侧的电力线的P线7与作为低电位侧的电力线的N线8之间。P线7连接到直流电源2的正极，N线8连接到直流电源2的负极。平滑电容器5主要使从直流电源2供给的直流电压平滑化。
[0022]逆变器6是DC
‑
AC转换部。逆变器6包括与三相对应的上下臂电路9。上下臂电路9的连接点经由输出线10与对应的相的绕组3a连接。上下臂电路9分别具有上臂9U和下臂9L。上臂9U和下臂9L将上臂9U设为P线7侧，并且在P线7与N线8之间串联连接。逆变器6具有六个臂。
[0023]各臂具有作为开关元件的MOSFET 11和二极管12。由于回流，二极管12反向并联地连接到MOSFET 11。二极管12可以是MOSFET 11的寄生二极管(体二极管)，也可以与寄生二极管分开设置。MOSFET 11和二极管12形成于半导体基板。
[0024]在本实施方式中，MOSFET 11是n通道型的。在MOSFET 11中，漏极是高电位侧的主电极，源极是低电位侧的主电极。MOSFET 11形成于宽带隙的半导体基板。宽带隙的半导体与S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种驱动电路，所述驱动电路向开关元件(11)的栅极施加驱动电压来驱动所述开关元件，所述驱动电路包括：第一电源(20)；第二电源(30)，所述第二电源的负极与所述第一电源的负极彼此连接，正极与所述开关元件的低电位侧的主电极连接，所述第二电源的输出电压能在比所述第一电源小的电压范围内变化；电源切换部(40)，所述电源切换部基于驱动指令对施加所述驱动电压的电源进行切换，从而在使所述开关元件断开驱动时，所述第二电源位于所述低电位侧的主电极与所述栅极之间的路径中，在使所述开关元件接通驱动时，为了向所述栅极施加正电压而使所述第一电源和所述第二电源位于所述路径中；以及输出切换部(50)，所述输出切换部针对所述第二电源输出所述输出电压的切换信号，以使在所述开关元件的驱动期间中的至少包括接通驱动期间的一部分的期间中，所述第二电源的输出电压为零，在至少包括断开驱动期间的一部分的剩余的所述驱动期间中，所述输出电压为规定的电压而不为零。2.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述输出切换部在所述驱动指令切换为接通驱动指令的时刻，输出用于将所述输出电压设为零的所述切换信号，所述电源切换部对所述电源进行切换，以在基于向所述接通驱动指令的切换而使所述输出电压的切换结束之后，所述开关元件被接通驱动。3.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述输出切换部在所述驱动指令切换为接通驱动指令的时刻，输出用于将所述输出电压设为零的所述切换信号，所述电源切换部对所述电源进行切换，以在切换为所述接通驱动指令的时刻，所述开关元件被接通驱动。4.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，作为所述开关元件的第一开关元件与第二开关元件串联连接，并且与所述第二开关元件一起构成上下臂电路(9)，所述输出切换部在针对所述第二开关元件的驱动指令...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边一范，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：