电力用半导体元件的驱动调整电路(1000)具备：微分电路(5)，对电力用半导体元件(1)的栅极电压进行微分；电源(8)，生成比较参照电压；比较器(7)，具有与微分电路(5)连接的第1输入端子和接受比较参照电压的第2输入端子；以及电压调整电路(6)，根据比较器(7)的输出，调整电力用半导体元件(1)的栅极电压。整电力用半导体元件(1)的栅极电压。整电力用半导体元件(1)的栅极电压。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力用半导体元件的驱动调整电路、功率模块以及电力变换装置
[0001]本公开涉及电力用半导体元件的驱动调整电路、功率模块以及电力变换装置。
技术介绍
[0002]控制大电力的电力用半导体元件被用于根据直流或者交流产生频率不同的交流的电源电路或者具有该电路的电力变换装置(逆变器)等。在电力用半导体元件被用于逆变器等的情况下，为了削减温室效应气体而抑制电力消耗是重要的。已知通过控制电力用半导体元件来降低在电力用半导体元件中产生的能量的方法。
[0003]例如，在专利文献1中，记载了使电力用半导体元件的功耗节省化并且使开关速度高速化的方法。专利文献1的图1的功率半导体电路以及功率模块电路装置能够通过在关断时由线具有的电感分量产生的感应电压、瞬态电压以及过冲电压等防止栅极驱动器耐压破坏，并且遏制功率晶体管的自接通来抑制开关损耗。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2019
‑
80359号公报
技术实现思路
[0007]然而，专利文献1的功率半导体驱动电路在电力用半导体元件的从断开状态向导通状态或者从导通状态向断开状态的迁移动作中无法控制电压以及电流。其结果，该功率半导体驱动电路无法降低迁移动作中的开关损耗。
[0008]因此，本公开的目的在于提供能够降低迁移动作中的开关损耗的电力用半导体元件的驱动调整电路、功率模块以及电力变换装置。
[0009]本公开的电力用半导体元件的驱动调整电路具备：微分电路，对电力用半导体元件的栅极电压进行微分；电源，生成比较参照电压；比较器，具有与微分电路连接的第1输入端子和接受比较参照电压的第2输入端子；以及电压调整电路，根据比较器的输出，调整电力用半导体元件的栅极电压。
[0010]根据本公开，依照对栅极电压进行微分而得到的电压和由电源生成的比较参照电压的大小的比较结果，调整电力用半导体元件的栅极电压，所以能够降低迁移动作中的开关损耗。
附图说明
[0011]图1是示出实施方式1所涉及的电力用半导体元件的驱动调整电路1000的图。
[0012]图2是示出微分电路5A的结构的图。
[0013]图3是示出电压调整电路6的结构的图。
[0014]图4是示出电压调整电路6A的结构的图。
[0015]图5是用于说明实施方式1所涉及的电力用半导体元件的驱动调整电路1000的动作的图。
[0016]图6是示出在实施方式1的电力用半导体元件的驱动调整电路1000中使开关9成为导通的情况和成为断开的情况下的动作波形的图。
[0017]图7是示出实施方式2所涉及的电力用半导体元件的驱动调整电路2000的图。
[0018]图8是示出电压调整电路6D的结构的图。
[0019]图9是示出电压调整电路6E的结构的图。
[0020]图10是用于说明实施方式2所涉及的电力用半导体元件的驱动调整电路2000的动作的图。
[0021]图11是示出实施方式3的电力用半导体元件的驱动调整电路3000的图。
[0022]图12是示出上升边缘检测电路10的结构例的图。
[0023]图13是示出电压调整电路6B的结构的图。
[0024]图14是示出电压调整电路6C的结构的图。
[0025]图15是示出实施方式3所涉及的电力用半导体元件的驱动调整电路3000的动作的图。
[0026]图16是示出实施方式4的功率模块5000的结构的图。
[0027]图17是示出实施方式5所涉及的功率模块4000的结构的图。
[0028]图18是示出实施方式6的电力变换系统的结构的框图。
[0029](符号说明)
[0030]1、1a、1b：电力用半导体元件；2、2a、2b：续流二极管；3、3a、3b：驱动电路；4、4a、4b：栅极电阻；5：微分电路；5a：电容器；5b、5d、6a：电阻；5c：运算放大器；6、6A、6B、6C、6D、6E：电压调整电路；6b：二极管；6c：NMOS晶体管；7：比较器；8、8a：电源；9：开关；10：上升边缘检测电路；11：解码器；10b、12：反转电路；100：电源；200：电力变换装置；201：主变换电路；202：半导体模块；203：控制电路；300：负载；1000、2000、3000、1000a、1000b：驱动调整电路；4000、5000：功率模块。
具体实施方式
[0031]以下，参照附图，说明实施方式。在以下的各实施方式中，关于同样的构成要素附加同一符号。
[0032]实施方式1.
[0033]图1是示出实施方式1所涉及的电力用半导体元件的驱动调整电路1000的图。驱动调整电路1000具备微分电路5、比较器7、电压调整电路6、以及开关9。
[0034]如图1所示，电力用半导体元件1例如由IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极晶体管)、双极性晶体管或者功率MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)构成。续流二极管2与电力用半导体元件1反并联地连接。驱动电路3通过控制信号CT控制驱动。驱动电路3与栅极电阻4的第1端连接。栅极电阻4的第2端与电力用半导体元件1的栅极端子连接。电力用半导体元件1的发射极端子与基准电位Vss连接。Vss是电力用半导体元件1的基准电位。
[0035]微分电路5对电力用半导体元件1的栅极端子的栅极电压Vg进行微分，输出电压Vdiff。微分电路5具备串联地连接的电容器5a和电阻5b。电容器5a的第1端与电力用半导体元件1的栅极端子连接。电阻5b的第1端与基准电位Vss连接。电容器5a的第2端和电阻5b的第2端与节点ND1连接。节点ND1是微分电路5的输出端子。节点ND1与比较器7的负的输入端子连接。
[0036]图1的微分电路5的结构是一个例子。图2是示出微分电路5A的结构的图。也可以代替图1的微分电路5而使用图2所示的微分电路5A。
[0037]微分电路5A具备电阻5d、电容器5a、运算放大器5c以及电阻5b。电阻5d的第1端与电力用半导体元件1的栅极端子连接。电阻5d的第2端与电容器5a的第1端连接。电容器5a的第2端与运算放大器5c的负的输入端子连接。运算放大器5c的正的输入端子与基准电位Vss连接。电阻5b连接于运算放大器5c的负的输入端子与运算放大器5c的输出端子之间。运算放大器5c的输出端子与节点ND1连接。
[0038]图2所示的微分电路5A能够通过电阻5d的电阻值和电阻5b的电阻值调整增益。增益成为将电阻5b的电阻值除以电阻5d的电阻值而得到的值。
[0039]再次参照图1，电源8配置于比较器7的正的输入端子与基准电位Vss之间。电源8生成电压Vref(比较参照电压)。
[0040]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】1.一种电力用半导体元件的驱动调整电路，具备：微分电路，对电力用半导体元件的栅极电压进行微分；电源，生成比较参照电压；比较器，具有与所述微分电路连接的第1输入端子和接受所述比较参照电压的第2输入端子；以及电压调整电路，根据所述比较器的输出，调整所述电力用半导体元件的栅极电压。2.根据权利要求1所述的电力用半导体元件的驱动调整电路，其中，所述电压调整电路具有吸入所述电力用半导体元件的栅极电流的功能。3.根据权利要求2所述的电力用半导体元件的驱动调整电路，其中，所述比较参照电压大于所述电力用半导体元件的基准电位，在所述微分电路的输出电压大于所述比较参照电压时，所述电压调整电路吸入所述电力用半导体元件的栅极电流。4.根据权利要求3所述的电力用半导体元件的驱动调整电路，其中，所述电压调整电路具备串联连接的电阻和二极管，所述电阻具有与所述电力用半导体元件的栅极端子连接的第1端和与所述二极管的阳极连接的第2端，所述二极管具有与所述电阻的第2端连接的阳极和与所述比较器的输出端子连接的阴极。5.根据权利要求3所述的电力用半导体元件的驱动调整电路，其中，所述电压调整电路具备串联连接的电阻、二极管以及NMOS晶体管，所述电阻具有与所述电力用半导体元件的栅极端子连接的第1端和与所述二极管的阳极连接的第2端，所述二极管具有与所述电阻的第2端连接的阳极和与所述NMOS晶体管的漏极连接的阴极，所述NMOS晶体管具有与所述二极管的阴极连接的漏极、与所述电力用半导体元件的基准电位连接的源极以及与所述比较器的输出端子连接的栅极。6.根据权利要求2所述的电力用半导体元件的驱动调整电路，其中，所述比较参照电压小于所述电力用半导体元件的基准电位，在所述微分电路的输出电压小于所述比较参照电压时，所述电压调整电路吸入所述电力用半导体元件的栅极电流。7.根据权利要求6所述的电力用半导体元件的驱动调整电路，其中，具备与所述比较器的输出端子连接的反转电路，所述电压调整电路具备串联连接的电阻和二极管，所述电阻具有与所述电力用半导体元件的栅极端子连接的第1端和与所述二极管的阳极连接的第2端，所述二极管具有与所述电阻的第2端连接的阳极和与所述反转电路的输出端子连接的阴极。8.根据权利要求6所述的电力用半导体元件的驱动调整电路，其中，具备与所述比较器的输出端子连接的反转电路，
所述电压调整电路具备串联连接的电阻、二极管以及NMOS晶体管，所述电阻具有与所述电力用半导体元件的栅极端子连接的第1端和与所述二极管的阳极连接的第2端，所述二极管具有与所述电阻的第2端连接的阳极和与所述NMOS晶体管的漏极连接的阴极，所述NMOS晶体管具有与所述二极管的阴极连接...
【专利技术属性】
技术研发人员：诸熊健一，酒井拓也，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。