栅极驱动器、绝缘模块、低压电路单元以及高压电路单元制造技术

栅极驱动器(10)具有：低压电路(20)，其通过被施加第一电压(V1)而动作；高压电路(30)，其通过被施加比第一电压(V1)高的第二电压(V2)而动作；变压器(40A)，其具有隔着绝缘层相互对置配置的第一线圈(41A)以及第二线圈(42A)；电容器(50A)，其与变压器(40A)串联连接。低压电路(20)和高压电路(30)经由变压器(40A)和电容器(50A)连接，并经由变压器(40A)和电容器(50A)传递信号。和电容器(50A)传递信号。和电容器(50A)传递信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】栅极驱动器、绝缘模块、低压电路单元以及高压电路单元


[0001]本公开涉及栅极驱动器、绝缘模块、低压电路单元以及高压电路单元。

技术介绍

[0002]作为驱动晶体管等开关元件的栅极驱动器，例如已知有绝缘型栅极驱动器。例如，在专利文献1中，记载了作为具有变压器的绝缘型栅极驱动器的半导体集成电路，该变压器具有初级侧的第一线圈以及次级侧的第二线圈。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2013
‑
51547号公报

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的课题
[0007]由于第一线圈的地线与第二线圈的地线分别独立地设置，因此存在例如第一线圈的接地电位与第二线圈的接地电位不同的情况。此时，担心会产生因在这些接地电位间可能产生的强电场而导致变压器的第一线圈与第二线圈短路的短路异常(绝缘破坏)。这样的问题在变压器以外的绝缘构造，例如基于电容器的绝缘构造中也可能同样地产生。
[0008]用于解决课题的手段
[0009]本公开的一方式的栅极驱动器，其对开关元件的栅极施加驱动电压信号，所述栅极驱动器具有：低压电路，其通过被施加第一电压而动作；高压电路，其通过被施加比所述第一电压高的第二电压而动作；变压器；以及电容器，其与所述变压器串联连接，所述低压电路和所述高压电路经由所述变压器和所述电容器连接，并经由所述变压器和所述电容器传递信号。
[0010]根据该结构，变压器和与变压器串联连接的电容器双方将低压电路与高压电路绝缘，因此，即使在变压器和电容器中的一方产生了由短路引起的绝缘破坏时，也能够通过变压器和电容器中的另一方来维持低压电路与高压电路的绝缘。因此，能够实现安全性的提高。
[0011]本公开的一方式的绝缘模块，其用于将栅极驱动器所包含的低压电路与高压电路绝缘，该栅极驱动器对开关元件的栅极施加驱动电压信号，所述绝缘模块具有：变压器；以及电容器，其与所述变压器串联连接，所述低压电路与所述高压电路经由所述变压器和所述电容器连接，所述变压器与所述电容器用于传递所述低压电路与所述高压电路之间的信号。
[0012]根据该结构，变压器和与变压器串联连接的电容器双方将低压电路与高压电路绝缘，因此，即使在变压器和电容器中的一方产生了由短路引起的绝缘破坏时，也能够通过变压器和电容器中的另一方来维持低压电路与高压电路的绝缘。因此，能够实现安全性的提高。
[0013]专利技术效果
[0014]根据上述栅极驱动器、绝缘模块、低压电路单元以及高压电路单元，能够实现安全性的提高。
附图说明
[0015]图1是第一实施方式的栅极驱动器的示意性的电路图。
[0016]图2是表示第一实施方式的栅极驱动器的内部结构的俯视图。
[0017]图3是示意性地表示图2的3
‑
3线的截面构造的一部分的剖视图。
[0018]图4是表示第二实施方式的栅极驱动器的内部结构的俯视图。
[0019]图5是示意性地表示图4的5
‑
5线的截面构造的一部分的剖视图。
[0020]图6是第三实施方式的栅极驱动器的示意性的电路图。
[0021]图7是第三实施方式的栅极驱动器的示意性的剖视图。
[0022]图8是表示第四实施方式的栅极驱动器的内部结构的俯视图。
[0023]图9是示意性地表示图8的9
‑
9线的截面构造的一部分的剖视图。
[0024]图10是第五实施方式的栅极驱动器的示意性的电路图。
[0025]图11是第五实施方式的栅极驱动器的示意性的剖视图。
[0026]图12是第六实施方式的栅极驱动器的示意性的电路图。
[0027]图13是第六实施方式的绝缘模块的示意性的剖视图。
[0028]图14是第七实施方式的栅极驱动器的示意性的电路图。
[0029]图15是第七实施方式的低压电路单元的示意性的剖视图。
[0030]图16是第八实施方式的栅极驱动器的示意性的电路图。
[0031]图17是第八实施方式的高压电路单元的示意性的剖视图。
[0032]图18是变更例的栅极驱动器的示意性的剖视图。
[0033]图19是变更例的栅极驱动器的示意性的剖视图。
[0034]图20是变更例的栅极驱动器的示意性的剖视图。
[0035]图21是变更例的栅极驱动器的示意性的电路图。
[0036]图22是变更例的栅极驱动器的示意性的电路图。
具体实施方式
[0037]以下，参照附图对栅极驱动器的实施方式进行说明。以下所示的实施方式例示了用于将技术思想具体化的结构、方法，各结构部件的材质、形状、构造、配置、尺寸等不限于下述内容。
[0038][第一实施方式][0039]参照图1～图3，对第一实施方式的栅极驱动器10进行说明。图1简化表示栅极驱动器10的电路结构的一例。
[0040]如图1所示，栅极驱动器10对开关元件的栅极施加驱动电压信号，例如，应用于在电动汽车、混合动力汽车中搭载的逆变器装置500。逆变器装置500具有：相互串联连接的一对开关元件501、502、栅极驱动器10、以及控制栅极驱动器10的ECU503。开关元件501例如是与驱动电源连接的高侧的开关元件，开关元件502是低侧的开关元件。作为开关元件501、
502，例如列举出SiMOSFET、SiCMOSFET、IGBT等晶体管。第一实施方式的栅极驱动器10对开关元件501的栅极施加驱动电压信号。此外，在以后的说明中，作为在开关元件501、502中使用MOSFET的情况进行说明。
[0041]栅极驱动器10按开关元件501、502分别设置，单独驱动开关元件501、502。在第一实施方式中，为了便于说明，对驱动开关元件501的栅极驱动器10进行说明。
[0042]栅极驱动器10具有：被施加第一电压V1的低压电路20、被施加比第一电压V1高的第二电压V2的高压电路30、变压器40以及电容器50。第一电压V1和第二电压V2是直流电压。
[0043]第一实施方式的栅极驱动器10构成为：根据来自作为外部的控制装置的ECU503的控制信号，从低压电路20经由变压器40和电容器50向高压电路30传递信号，从高压电路30输出驱动电压信号。在此，来自ECU503的控制信号对应于外部指令。
[0044]作为从低压电路20向高压电路30传递的信号即从低压电路20输出的信号，例如是用于驱动开关元件501的信号，作为一例，列举有置位信号(SET)及复位信号(RESET)。置位信号是传递来自ECU503的控制信号上升的信号，复位信号是传递来自ECU503的控制信号下降的信号。也可以说置位信号和复位信号是用于生成开关元件501的驱动电压信号的信号。因此，置位信号和复位信号对应于第一信号。
[0045]详细而言，低压电路20是通过被施加第一电压V1而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种栅极驱动器，其对开关元件的栅极施加驱动电压信号，其特征在于，所述栅极驱动器具有：低压电路，其通过被施加第一电压而动作；高压电路，其通过被施加比所述第一电压高的第二电压而动作；变压器；以及电容器，其与所述变压器串联连接，所述低压电路和所述高压电路经由所述变压器和所述电容器连接，并经由所述变压器和所述电容器传递信号。2.根据权利要求1所述的栅极驱动器，其特征在于，所述电容器具有第一电极以及第二电极，所述第一电极与所述变压器电连接，所述第二电极与所述高压电路电连接。3.根据权利要求2所述的栅极驱动器，其特征在于，所述栅极驱动器具有：高压电路芯片，其包含所述高压电路，所述电容器组装于所述高压电路芯片。4.根据权利要求3所述的栅极驱动器，其特征在于，所述栅极驱动器具有：低压电路芯片，其包含所述低压电路；变压器芯片，其包含所述变压器；以及低压裸片焊盘，其搭载有所述低压电路芯片，所述变压器芯片搭载于所述低压裸片焊盘。5.根据权利要求2所述的栅极驱动器，其特征在于，所述栅极驱动器具有：低压电路芯片，其包含所述低压电路；高压电路芯片，其包含所述高压电路；变压器芯片，其包含所述变压器；以及电容器芯片，其包含所述电容器，所述低压电路芯片、所述变压器芯片、所述电容器芯片以及所述高压电路芯片依次排列。6.根据权利要求5所述的栅极驱动器，其特征在于，所述栅极驱动器具有：低压裸片焊盘，其搭载有所述低压电路芯片；以及高压裸片焊盘，其搭载有所述高压电路芯片，所述变压器芯片搭载于所述低压裸片焊盘，所述电容器芯片搭载于所述高压裸片焊盘。7.根据权利要求5所述的栅极驱动器，其特征在于，所述栅极驱动器具有：低压裸片焊盘，其搭载有所述低压电路芯片；以及高压裸片焊盘，其搭载有所述高压电路芯片，
所述变压器芯片以及所述电容器芯片双方搭载于所述低压裸片焊盘或者所述高压裸片焊盘。8.根据权利要求2所述的栅极驱动器，其特征在于，所述栅极驱动器具有：低压电路芯片，其包含所述低压电路；以及高压电路芯片，其包含所述高压电路，所述变压器组装于所述低压电路芯片，所述电容器组装于所述高压电路芯片。9.根据权利要求1所述的栅极驱动器，其特征在于，所述电容器具有第一电极以及第二电极，所述第一电极与所述低压电路电连接，所述第二电极与所述变压器电连接。10.根据权利要求9所述的栅极驱动器，其特征在于，所述栅极驱动器具有：低压电路芯片，其包含所述低压电路，所述电容器组装于所述低压电路芯片。11.根据权利要求9所述的栅极驱动器，其特征在于，所述栅极驱动器具有：低压电路芯片，其包含所述低压电路；高压电路芯片，其包含所述高压电路；变压器芯片，其包含所述变压器；以及电容器芯片，其包含所述电容器，所述低压电路芯片、所述电容器芯片、所述变压器芯片以...

【专利技术属性】
技术研发人员：和田惠治，田中文悟，长田光生，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：