半导体开关元件的驱动装置及其驱动方法制造方法及图纸

本发明专利技术的半导体开关元件的驱动装置包括：栅极驱动电路，其用于驱动电压驱动型的半导体开关元件的栅极驱动电路；以及栅极电压保持电路，其将施加到所述半导体开关元件上的栅极电压保持在规定的保持电压，该规定的保持电压大于所述半导体开关元件的阈值电压并且小于所述半导体开关元件的米勒电压，所述栅极电压保持电路在所述半导体开关元件关断时的所述半导体开关元件的主端子间电压上升之后

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体开关元件的驱动装置及其驱动方法、功率转换装置


[0001]本专利技术涉及半导体开关元件的驱动装置及其驱动方法和功率转换装置
。

技术介绍

[0002]半导体开关元件例如通过构成逆变器电路并进行开关动作而被用作功率转换装置
。
这种半导体开关元件随着开关动作的导通
/
关断而发生开关损耗
。
在半导体开关元件关断时，栅极驱动速度越快，则开关所需的时间越短，因此开关损耗减小，但主端子间电压的浪涌电压增加
。
另外，当半导体开关元件关断时，会产生电压或电流反复剧烈地增减的振铃
。
振铃产生时电磁噪声增加
。
因此，从确保对于半导体开关元件和连接到半导体开关元件的电路的绝缘性的观点来看，不仅需要降低半导体开关元件的振铃，还需要降低浪涌电压
。
[0003]专利文献1公开了一种在半导体开关元件的主端子间电压变为峰值的定时之后，将栅极电压控制为大于阈值的值，从而使开关元件关断时的振铃振动衰减的装置
。
现有技术文献专利文献
[0004]专利文献1：日本国特开
2017
‑
70164
号公报

技术实现思路

专利技术所要解决的技术问题
[0005]在专利文献1的装置中，无法降低开关元件关断时的浪涌电压
。
解决技术问题的技术方案
[0006]本专利技术的半导体开关元件的驱动装置包括：栅极驱动电路，该栅极驱动电路用于驱动电压驱动型的半导体开关元件；以及栅极电压保持电路，该栅极电压保持电路将施加到所述半导体开关元件上的栅极电压保持在规定的保持电压，该规定的保持电压大于所述半导体开关元件的阈值电压并且小于所述半导体开关元件的米勒电压，所述栅极电压保持电路在所述半导体开关元件关断时的所述半导体开关元件的主端子间电压上升之后，并且所述主端子间电压变为极大值之前，开始将所述栅极电压保持在所述保持电压的动作
。
本专利技术的半导体开关元件的驱动方法是电压驱动型的半导体开关元件的驱动方法，在所述半导体开关元件关断时的所述半导体开关元件的主端子间电压上升之后，并且所述主端子间电压变为极大值之前，开始将施加到所述半导体元件上的栅极电压保持在规定的保持电压的动作，该规定的保持电压大于所述半导体开关元件的阈值电压并且小于所述半导体开关元件的米勒电压
。
专利技术效果
[0007]根据本专利技术，能降低开关元件关断时的浪涌电压
。
附图说明
[0008]图1示出使用了功率转换装置的电动机控制系统的整体结构图
。
图2是实施方式1的栅极驱动装置的电路图
。
图3是比较例的栅极驱动装置的电路图
。
图4是示出
(A)(B)(C)(D)(E)(F)(G)
半导体开关元件关断时的波形的一个示例的图
。
图5是示出
(A)(B)(C)(D)(E)(F)(G)
半导体开关元件关断时的波形的其他示例1的图
。
图6是示出
(A)(B)(C)(D)(E)(F)(G)
半导体开关元件关断时的波形的其他示例2的图
。
图7是实施方式1的变形例的栅极驱动装置的电路图
。
图8是实施方式2的栅极驱动装置的电路图
。
图9是示出半导体开关元件的米勒电压
、
阈值电压的电流依赖性的图
。
图
10
是示出半导体开关元件的米勒电压
、
阈值电压的温度依赖性的图
。
图
11
是实施方式2的变形例的栅极驱动装置的电路图
。
具体实施方式
[0009]以下，作为本专利技术的实施方式，参照附图对实施方式1以及实施方式2进行说明
。
本实施方式中，半导体开关元件例如通过构成逆变器电路并进行开关动作而被用作功率转换装置
。
功率转换装置以提供的直流电为基础输出交流电，驱动电动汽车和混合动力汽车的电动机
。
在实施方式1和实施方式2中，参照编号相同表示具有相同结构或类似功能的结构
。
[0010][
实施方式
1]图1示出使用了功率转换装置
100
的电动机控制系统的整体结构图
。
功率转换装置
1000
基于从电池
100
提供的直流电输出交流电，从而驱动电动机
300。
[0011]功率转换装置
1000
包括逆变器电路
200
和指令逻辑部
400。
平滑电容器
110
设置在电池
100
和逆变器电路
200
的正极连接线和负极连接线之间
。
[0012]逆变器电路
200
具有
UVW
相三相的由上臂和下臂构成的半导体开关元件
101
的串联电路
。
上臂和下臂的各个半导体开关元件
101
例如由
MOSFET
构成
。
各个相的上臂的
MOSFET
的高电位侧端子连接到平滑电容器
110
的第一端
(
正极连接线
)。
各相下臂的
MOSFET
的高电位侧端子连接到各个相的上臂的
MOSFET
的低电位端子侧
。
在各相的下臂的
MOSFET
的低电压端子侧连接有平滑电容器
110
的第二端
(
负极连接线
)。
[0013]在各相中，上臂的
MOSFET
的低电位侧端子和下臂的
MOSFET
的高电位侧端子之间的连接点连接到电动机
300
的绕组
310
的一端
。
各相的绕组
310
的另一端连接到中性点
。
电动机
300
是例如永磁体励磁型同步电动机
。
[0014]半导体开关元件
101
不限于
MOSFET
，而可以是
IGBT
等电压驱动型的半导体开关元件
101。
另外，构成半导体开关元件
101
的半导体可以是硅
(Si)
或宽隙半导体
(
碳化硅
(SiC)
或氮化镓
(GaN)
等
)。
[0015]在半导体开关元件
101
是
MOSFET
的情况下，例如是...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种半导体开关元件的驱动装置，其特征在于，包括：栅极驱动电路，该栅极驱动电路用于驱动电压驱动型的半导体开关元件；以及栅极电压保持电路，该栅极电压保持电路将施加到所述半导体开关元件上的栅极电压保持在规定的保持电压，该规定的保持电压大于所述半导体开关元件的阈值电压并且小于所述半导体开关元件的米勒电压，所述栅极电压保持电路在所述半导体开关元件关断时的所述半导体开关元件的主端子间电压上升之后，并且所述主端子间电压变为极大值之前，开始将所述栅极电压保持在所述保持电压的动作
。2.
如权利要求1所述的半导体开关元件的驱动装置，其特征在于，包括检测电路，该检测电路用于检测所述半导体开关元件的关断状态，所述栅极电压保持电路根据所述检测电路的检测信号开始所述动作
。3.
如权利要求1所述的半导体开关元件的驱动装置，其特征在于，包括计时器电路，该计时器电路用于测量从对于所述半导体开关元件的栅极关断指令起经过了规定时间的情况，所述栅极电压保持电路在由所述计时器电路得到的经过所述规定时间之后开始所述动作
。4.
如权利要求1至3中任一项所述的半导体开关元件的驱动装置，其特征在于，所述栅极电压保持电路基于所述半导体开关元件的温度和
/
或流过所述半导体开关元件的电流值，改变所述保持电压
。5.
如权利要求4所述的半导体开关元件的驱动装...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木弘，和田真一郎，土肥昌宏，水桥嘉章，
申请(专利权)人：日立安斯泰莫株式会社，
类型：发明
国别省市：