[發(fā)明專利]功率用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980140608.1
• 申請日: 2009-07-22
• 公開（公告）號: CN102187557A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 中山靖;中川良介
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱電機(jī)株式會社
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 崔成哲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功率用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動電路，特別涉及具有通過電壓變動dV/dt來防止功率用半導(dǎo)體元件誤動作的功能的功率用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動電路。

背景技術(shù)

在以往的功率用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動電路中，在使用IGBT(Insulated?Gate?Bipolar?Transistor，絕緣柵雙極性晶體管)等自消弧形的功率用半導(dǎo)體元件的情況下，如果對功率用半導(dǎo)體元件的集電極-發(fā)射極之間施加電壓變動dV/dt，則由于功率用半導(dǎo)體元件的柵極中附隨的寄生電容，柵電壓上升。如果柵電壓超過規(guī)定的閾值電壓，則存如下問題：功率用半導(dǎo)體元件錯誤地導(dǎo)通，產(chǎn)生臂短路，而功率用半導(dǎo)體元件破壞。為了避免該問題，有在功率用半導(dǎo)體元件是截止?fàn)顟B(tài)下對柵極-發(fā)射極之間施加負(fù)電壓的方法。但是，如果通過該方法在柵極驅(qū)動電路的電源電壓沒有確立的狀態(tài)下施加電壓變動dV/dt的電壓，則功率用半導(dǎo)體元件的開關(guān)動作有可能誤動作。

有如下方法：在從功率變換器的主電路供給半導(dǎo)體元件的驅(qū)動電力的電源自給式的驅(qū)動電路中，在主電源接通后在柵極驅(qū)動電路的電源電壓確立之前，防止半導(dǎo)體元件的開關(guān)動作誤動作。具體而言，在柵極驅(qū)動電路中在半導(dǎo)體元件的柵極與發(fā)射極之間連接電阻和P溝道FET(Field?Effect?Transistor，場效應(yīng)晶體管)或者N溝道FET。并且，在柵極驅(qū)動電路的電源電壓提升之前柵電壓上升了的情況下，通過使P溝道FET或者N溝道FET成為導(dǎo)通，限制柵電壓的上升，防止半導(dǎo)體元件的開關(guān)動作的誤動作(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。

專利文獻(xiàn)1：日本特開平10-285909號公報

發(fā)明內(nèi)容

在以往的功率用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動電路中，為了在柵極驅(qū)動電路的電源電壓提升之后將P溝道FET或者N溝道FET確保為截止?fàn)顟B(tài)，需要總是在電阻中持續(xù)流過電流，存在驅(qū)動電路的功耗增加這樣的問題。另外，需要用于對柵電壓達(dá)到規(guī)定電平進(jìn)行檢測的電平檢測電路。進(jìn)而，在專利文獻(xiàn)1中雖然沒有進(jìn)行設(shè)想，但當(dāng)驅(qū)動電路在運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生了停電的情況下，有時由于續(xù)流二極管(free?wheel?diode)的恢復(fù)，而對功率用半導(dǎo)體元件施加大的電壓變動dV/dt，在驅(qū)動電路中需要針對電壓變動dV/dt的高速響應(yīng)性。為了解決該問題，例如，可以考慮減小與N溝道FET連接的電阻的電阻值，但還存在功耗進(jìn)一步增加這樣的問題。另外，在專利文獻(xiàn)1中，雖然有使用常導(dǎo)通(normally-ON)的半導(dǎo)體元件這樣的記載，但沒有示出具體的電路圖。

本發(fā)明是為了解決所述那樣的課題而完成的，其目的在于得到一種功率用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動電路，通過簡單的電路結(jié)構(gòu)抑制功耗，并且針對電壓變動dV/dt高速響應(yīng)，具有功率用半導(dǎo)體元件的誤動作防止功能。

本發(fā)明提供一種功率用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動電路，其特征在于，具備：控制電路，對功率用半導(dǎo)體元件的導(dǎo)通截止進(jìn)行控制；直流電源，對功率用半導(dǎo)體元件的控制端子之間供給電壓；以及開關(guān)元件，連接在功率用半導(dǎo)體元件的控制端子之間，開關(guān)元件在直流電源的電源電壓降低了的情況下成為導(dǎo)通，或者在直流電源的電源電壓降低了的狀態(tài)下功率用半導(dǎo)體元件的控制端子間電壓上升了的情況下成為導(dǎo)通，使功率用半導(dǎo)體元件的控制端子之間短路。

在本發(fā)明的功率用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動電路中，連接在功率用半導(dǎo)體元件的控制端子之間的開關(guān)元件在直流電源的電源電壓降低了的情況下成為導(dǎo)通，或者在直流電源的電源電壓降低了的狀態(tài)下功率用半導(dǎo)體元件的控制端子間電壓上升了的情況下成為導(dǎo)通，使功率用半導(dǎo)體元件的控制端子之間短路，所以可以通過簡單的電路結(jié)構(gòu)抑制功耗，并且針對電壓變動dV/dt，高速響應(yīng)，防止功率用半導(dǎo)體元件的誤動作。

附圖說明

圖1是示出本發(fā)明的實施方式1中的功率用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。

圖2是示出本發(fā)明的實施方式2中的功率用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。

圖3是示出本發(fā)明的實施方式3中的功率用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。

圖4是示出本發(fā)明的實施方式4中的功率用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。

圖5是示出本發(fā)明的實施方式4中的另一功率用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。

圖6是示出本發(fā)明的實施方式5中的功率用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。

圖7是示出本發(fā)明的實施方式6中的功率用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。

(符號說明)