半导体驱动装置(100)具备：驱动电路(5)，驱动半导体开关元件(11)；无源元件(21)，构成为与半导体开关元件(11)的栅极连接，抑制半导体开关元件(11)的栅极电流；开关元件(22)，与无源元件(21)串联地连接；控制电路(3)，控制开关元件(22)；以及温度检测电路(4)，检测半导体开关元件(11)的温度。控制电路(3)以在由温度检测电路(4)检测的温度高时相比于温度低时更抑制栅极电流的方式，控制开关元件(22)。控制开关元件(22)。控制开关元件(22)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体驱动装置、半导体装置以及电力变换装置
[0001]本公开涉及半导体驱动装置、半导体装置以及电力变换装置。
技术介绍
[0002]在逆变器、转换器等电力变换装置中使用的电力用半导体模块中，在半导体开关元件进行开关动作时，有在半导体开关元件的栅极电压中发生未意图的振动的情况。例如，在感应负载的开关动作中，有在接通/断开时在半导体开关元件的栅极
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源极间电压中出现振幅大的振动的情况。另外，在电力用半导体模块中发生支路短路的情况下，也有发生上述振动的情况。
[0003]该振动现象是起因于半导体开关元件的开关动作引起的漏极电流以及漏极电压的急剧的变动，由半导体开关元件的寄生电容和与半导体开关元件连接的布线的寄生电感来引起的，被称为“栅极振荡”。栅极振荡对半导体开关元件的氧化膜造成损害，导致半导体开关元件的劣化，并且还成为放射噪声、传输噪声等各种噪声的原因。
[0004]为了抑制这样的栅极振荡，一般在半导体开关元件的栅极
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源极之间配置电容器(例如参照专利文献1)、或者增加栅极电阻。通过在栅极
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源极之间配置电容器来形成低通滤波器，抑制流入到栅极的高频电流，从而抑制栅极振荡。另外，通过增加栅极电阻，抑制栅极电流而抑制栅极振荡。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2018
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7373号公报
技术实现思路
[0008]然而，在栅极
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源极之间配置电容器(电容)或者增加栅极电阻时，半导体开关元件的开关速度变慢，所以存在虽然能够抑制栅极振荡但开关损失变大这样的背反事项。
[0009]因此，本公开的目的在于提供一种能够兼顾半导体开关元件的栅极振荡的抑制和开关损失的抑制的半导体驱动装置、半导体装置以及具备它们的电力变换装置。
[0010]本公开的半导体驱动装置具备：驱动电路，驱动半导体开关元件；无源元件，构成为与半导体开关元件的栅极连接，抑制半导体开关元件的栅极电流；开关元件，与无源元件串联地连接；控制电路，控制开关元件；以及温度检测电路，检测半导体开关元件的温度。控制电路以在由温度检测电路检测的温度高时相比于温度低时更抑制栅极电流的方式，控制开关元件。
[0011]根据该半导体驱动装置，通过设置上述无源元件，能够抑制在半导体开关元件中产生的栅极振荡。在此，在半导体开关元件中，随着成为高温，栅极阈值电压降低，所以存在接通速度变快的倾向，易于发生栅极振荡。相反地，在低温时，不易发生栅极振荡，所以由于上述无源元件发挥功能引起的开关损失增大的弊病大。因此，在本公开的半导体驱动装置中，通过控制与无源元件串联地连接的开关元件，在半导体开关元件的温度高时，栅极电流
被抑制，实现栅极振荡的抑制。另一方面，在温度低时，抑制栅极电流的无源元件的功能被抑制，抑制开关损失的增大。
[0012]因此，根据本公开的半导体驱动装置、半导体装置以及电力变换装置，能够兼顾半导体开关元件的栅极振荡的抑制和开关损失的抑制。
附图说明
[0013]图1是示出实施方式1所涉及的半导体驱动装置的结构的电路图。
[0014]图2是示出半导体开关元件的温度和半导体开关元件的栅极
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源极之间的电容的关系的一个例子的图。
[0015]图3是示出变形例1所涉及的半导体驱动装置的结构的电路图。
[0016]图4是示出变形例2所涉及的半导体驱动装置的结构的电路图。
[0017]图5是示出实施方式2所涉及的半导体驱动装置的结构的电路图。
[0018]图6是示出实施方式3所涉及的半导体驱动装置的结构的电路图。
[0019]图7是示出半导体开关元件的温度和半导体开关元件的栅极电阻值的关系的一个例子的图。
[0020]图8是示出实施方式4所涉及的半导体驱动装置的结构的电路图。
[0021]图9是在实施方式1所示的半导体驱动装置中以多个级构成电容切换电路以及控制装置的情况的结构图。
[0022]图10是示出实施方式6所涉及的半导体装置的结构的电路图。
[0023]图11是示出变形例3所涉及的半导体装置的结构的电路图。
[0024]图12是示出应用实施方式7所涉及的电力变换装置的电力变换系统的结构的框图。
[0025](附图标记说明)
[0026]1、1
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1、1
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2：电力用半导体模块；2、2A：电容切换电路；3、3A、3B、8：控制电路；3
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1、3
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2：信号放大电路；4、4A～4C：温度检测电路；5：驱动电路；6、6A、6B：栅极电阻；7：电阻切换电路；11：半导体开关元件；12、12A：热敏电阻；13：漏极端子；14：源极端子；21：电容器；22、23、72：开关元件；31、31A：比较器；32：基准电压源；33～36、71：电阻元件；37：运算放大器；41：电压源；42：分压电阻；81：OR电路；100、100A～100H：半导体驱动装置；110、110A：半导体装置；200：电力变换装置；201：主变换电路；202：控制装置；300：负载；400：电源。
具体实施方式
[0027]以下，参照附图来详细说明本公开的实施方式。以下说明多个实施方式，而在申请当时预想了适宜地组合在各实施方式中说明的结构。此外，在图中对同一或者相当部分附加同一符号而不重复其说明。
[0028]实施方式1.
[0029]图1是示出本公开的实施方式1所涉及的半导体驱动装置的结构的电路图。参照图1，半导体驱动装置100驱动电力用半导体模块1，具备电容切换电路2、控制电路3、温度检测电路4、驱动电路5、以及栅极电阻6。
[0030]电力用半导体模块1构成为包括半导体开关元件11、和温度检测电路4的热敏电阻
12(后述)。半导体开关元件11是NPN型MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)，半导体开关元件11的漏电极、源电极、以及栅电极分别与漏极端子13、源极端子14、以及栅极电阻6连接。
[0031]半导体开关元件11包括宽能带隙半导体。宽能带隙半导体例如是碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、或者金刚石(C)。宽能带隙半导体相比于以往的硅半导体，耐电压性更优良，通过半导体开关元件11包括宽能带隙半导体，能够相比于以往的硅系的元件以一半以下的厚度控制等同的电压。
[0032]电容切换电路2包括电容器21和开关元件22。开关元件22与电容器21串联地连接，包括串联连接的电容器21以及开关元件22的电路在半导体开关元件11的栅极
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源极之间电连接。
[0033]电容器21是抑制流入到半导体开关元件11的栅极的电流的无源元件。由电容器2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】1.一种半导体驱动装置，具备：驱动电路，驱动半导体开关元件；无源元件，构成为与所述半导体开关元件的栅极连接，抑制所述半导体开关元件的栅极电流；开关元件，与所述无源元件串联连接；控制电路，控制所述开关元件；以及温度检测电路，检测所述半导体开关元件的温度，所述控制电路控制所述开关元件，以使得在由所述温度检测电路检测的温度高时，与所述温度低时相比更抑制所述栅极电流。2.根据权利要求1所述的半导体驱动装置，其中，所述无源元件是连接于所述半导体开关元件的栅极与源极之间的电容器，所述开关元件在所述半导体开关元件的栅极与源极之间与所述无源元件串联地连接，所述控制电路控制所述开关元件，以使得在由所述温度检测电路检测的温度高时，与所述温度低时相比使所述开关元件的电阻更低。3.根据权利要求1所述的半导体驱动装置，其中，还具备栅极电阻，该栅极电阻连接于所述半导体开关元件的栅极与所述驱动电路之间，所述无源元件是电阻元件，包括所述电阻元件以及所述开关元件的电路与所述栅极电阻并联连接，所述控制电路控制所述开关元件，以使得在由所述温度检测电路检测的温度高时，与所述温度低时相比使所述开关元件的电阻更高。4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的半导体驱动装置，其中，所述控制电路包括放大所述温度检测电路的输出的信号放大电路。5.根据权利要求4所述的半导体驱动装置，其中，所述温度检测电路包括：热敏电阻；分压电阻，与所述热敏电阻串联连接；以及电压源，对包括所述热敏电阻以及所述分压电阻的电路施加恒定电压，所述信号放大电路包括：基准电压源，输出基准电压；以及比较器，将与所述分压电阻的两端的电压和所述基准电压的高低比较结果对应的信号，输出给所述开关元件的栅极。6.根据权利要求4所述的半导体驱动装置，其中，所述温度检测电路包括：热敏电阻；分压电阻，与所述热敏电阻串联连接；以及电压源，对包括所述热敏电阻以及所述分压电阻的电路施加恒定电压，所述信号放大电路包括差动放大电路，该差动放大电路将与所述分压电阻的两端的电压对应的信...
【专利技术属性】
技术研发人员：三井阳平，今村泰隆，中岛纯一，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：
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