本发明专利技术的实施方式涉及栅极驱动电路以及电力转换装置，抑制开关器件中的浪涌电压并且降低开关损耗。实施方式的栅极驱动电路具备：检测开关器件(1)的第一端子和第二端子之间的端子间电压的电压检测部(7)；使从电压检测部(7)取得的端子间电压的检测值延迟规定时间并输出的延迟部(8)；以及在断开开关器件(1)时对开关器件(1)的控制端子施加控制信号的第一断开用驱动部(5)和第二断开用驱动部(6)，第一断开用驱动部(5)能够以比第二断开用驱动部(6)高的速度断开开关器件(1)，在从延迟部(8)输出的延迟后的电压检测值超过了规定阈值时停止动作。动作。动作。
【技术实现步骤摘要】
栅极驱动电路及电力转换装置
[0001]本申请以日本专利申请2021
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113061(申请日：2021年7月7日)为基础，基于该申请享有优先权。本申请通过参照该申请，包含该申请的全部内容。
[0002]本专利技术的实施方式涉及一种栅极驱动电路及电力转换装置。
技术介绍
[0003]在电力转换装置中，搭载有IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管)、MOSFET(Metal
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Oxide
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Semiconductor Field
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Effect Transistor：金属
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氧化物半导体场效应晶体管)等电力用开关器件，电力用开关器件进行开关动作，由此进行所希望的电力转换。
[0004]在电力用开关器件断开时，会产生浪涌电压或产生断开损耗。例如，如果在电力用开关器件中产生的浪涌电压超过电力用开关器件的耐电压值，则电力用开关器件破坏，成为电力转换装置的故障的原因。另一方面，如果断开损耗增大，则电力用开关器件的温度上升。其结果，如果电力用开关器件的温度超过温度允许值，则电力用开关器件破坏，成为电力转换装置的故障的原因。
[0005]一般情况下，电力用开关器件中的浪涌电压和断开损耗存在权衡关系。例如，如果减缓电力用开关器件的断开速度，则浪涌电压降低，断开损耗增大。
[0006]以往，提出了如下方案：通过使用应用了SiC(碳化硅)等新材料的电力用开关器件，使电力用开关器件的开关速度高速化，从而降低电力用开关器件的断开损耗。另外，还提出了对电力用开关器件的驱动方法下功夫来降低断开损耗的方案。
技术实现思路
[0007]例如，在搭载了使用SiC等新材料的电力用开关器件的电力转换装置中，如果考虑各部件的延迟等，则栅极驱动速度的切换不能赶上电力用开关器件的切换动作，存在不能抑制浪涌电压的危险。
[0008]本专利技术的实施方式是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种抑制开关器件中的浪涌电压并且降低开关损耗的栅极驱动电路以及电力转换装置。
[0009]实施方式的栅极驱动电路具备：电压检测部，其检测开关器件的第一端子和第二端子之间的端子间电压；延迟部，其使从所述电压检测部取得的所述端子间电压的检测值延迟规定时间并输出；第一断开用驱动部和第二断开用驱动部，其在断开所述开关器件时，向所述开关器件的控制端子施加控制信号，所述第一断开用驱动部能够以相比所述第二断开用驱动部高的速度来断开所述开关器件，在从所述延迟部输出的延迟后的电压检测值超过了规定的阈值时，所述第一断开用驱动部停止动作。
[0010]根据上述结构的栅极驱动电路，能够抑制开关器件中的浪涌电压并且降低开关损耗。
附图说明
[0011]图1是概略性地表示第一实施方式的电力转换装置的一个构成例的图。
[0012]图2是概略性地表示第一实施方式的栅极驱动电路的一个构成例的图。
[0013]图3是概略性地表示图2所示的断开用低速驱动部和断开用高速驱动部中的电阻值和浪涌电压的关系的图。
[0014]图4是用于说明在第一实施方式中断开开关器件时的栅极驱动电路的动作的一例的时序图。
[0015]图5是概略性地表示第二实施方式的栅极驱动电路的一个构成例的图。
[0016]图6是用于说明由电力转换装置的运转状态引起的开关器件的特性变化的一例的图。
[0017]图7是用于说明由电力转换装置的运转状态引起的开关器件的特性变化的另一例的图。
[0018]图8是用于说明由电力转换装置的运转状态引起的开关器件的特性变化的另一例的图。
[0019]图9是概略性地表示第三实施方式的栅极驱动电路的一个构成例的图。
[0020]图10是用于说明在第三实施方式中延迟部切换第一断开用高速驱动部和第二断开用高速驱动部的动作状态的动作的一例的图。
[0021]图11是用于说明在第三实施方式中断开开关器件时的栅极驱动电路的动作的一例的时序图。
[0022]图12是概略性地表示第四实施方式的栅极驱动电路的一个构成例的图。
[0023]图13是用于说明在第四实施方式中切换部切换第一断开用低速驱动部和第二断开用低速驱动部的动作状态的动作的一例的图。
[0024]图14是用于说明在第四实施方式中断开开关器件时的栅极驱动电路的动作的一例的时序图。
[0025]图15是概略性地表示第五实施方式的栅极驱动电路的一个构成例的图。
[0026]图16是用于说明在第五实施方式中接通开关器件时的栅极驱动电路的动作的一例的时序图。
[0027]图17是概略性地表示第六实施方式的栅极驱动电路的一个构成例的图。
[0028]图18是用于说明在第六实施方式中接通开关器件时的栅极驱动电路的动作的一例的时序图。
具体实施方式
[0029]以下，参照附图详细说明实施方式的栅极驱动电路和电力转换装置。
[0030]图1是概略性地表示第一实施方式的电力转换装置的一个构成例的图。
[0031]本实施方式的电力转换装置具备多个开关器件1和驱动电路200。电力转换装置例如连接在未图示的直流电源(或直流负载)和交流负载(或交流电源)ACL之间。
[0032]电力转换装置例如是具备U相、V相以及W相的支路的三相交流电力转换装置。各相支路连接在高电位侧的直流主电路和低电位侧的直流主电路之间。各相支路包括上臂和下臂，在上臂和下臂之间(交流端)与交流负载(或交流电源)ACL电连接。
[0033]上臂和下臂分别具有开关器件1。开关器件1是IGBT、MOSFET等电力用开关器件，由从驱动电路200供给的控制信号控制动作。
[0034]驱动电路200根据从上位控制装置供给的栅极信号(上位控制信号)以及从多个开关器件1取得的信息，控制开关器件1的动作。
[0035]图2是概略性地表示第一实施方式的栅极驱动电路的一个构成例的图。
[0036]驱动电路200具有控制多个开关器件1的动作的多个栅极驱动电路2。在图2中，概略性地表示控制一个开关器件1的一个栅极驱动电路2的一个构成例。
[0037]开关器件1例如是MOSFET。开关器件1具有栅极端子(控制端子)、源极端子(第一端子)和漏极端子(第二端子)。上臂的开关器件1的源极端子与交流端电连接，漏极端子与高电位侧的直流主电路电连接。下臂的开关器件1的源极端子与低电位侧的直流主电路电连接，漏极端子与交流端电连接。开关器件1的栅极端子与栅极驱动电路2的输出端电连接。开关器件1通过施加在栅极端子上的栅极电压，在源极端子和漏极端子之间被电连接的状态(接通状态)和被切断的状态(断开状态)之间进行切换。
[0038]此外，开关器件1也可以是其他电力用开关器件。作为开关器件1，在例如适用IGBT的情况下，开关器件1具备栅极端子(控制端子)、发射极端子(第一本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种栅极驱动电路，其特征在于，具备：电压检测部，其检测开关器件的第一端子和第二端子之间的端子间电压；延迟部，其使从所述电压检测部取得的所述端子间电压的检测值延迟规定时间并输出；第一断开用驱动部和第二断开用驱动部，其在断开所述开关器件时，向所述开关器件的控制端子施加控制信号，所述第一断开用驱动部能够以比所述第二断开用驱动部高的速度来断开所述开关器件，在从所述延迟部输出的延迟后的电压检测值超过了规定的阈值时，所述第一断开用驱动部停止动作。2.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述延迟部中的延迟时间比将所述开关器件的断开完成时的所述端子间电压的值除以所述开关器件断开时的所述端子间电压的变化率的最大值而得到的值小。3.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述延迟部取得所述开关器件的切断电流，根据所取得的切断电流的值调整延迟的时间。4.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述栅极驱动电路还具备：第二电压检测部，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：泷本和靖，葛卷淳彦，松下晃久，饼川宏，
申请(专利权)人：东芝电梯株式会社，
类型：发明
国别省市：
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