[發明專利]柵極驅動電路

有效

• 申請號: 201480001940.0
• 申請日: 2014-08-18
• 公開（公告）號: CN104584433B
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: 河井康史;永井秀一
• 申請（專利權）人: 松下知識產權經營株式會社
• 主分類號: G05F5/00
• 分類號: G05F5/00;H03K17/0412;H03K17/691;H02M1/08
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 徐殿軍

柵極驅動電路(1000)具有：調制電路(30)，生成第一被調制信號和第二被調制信號；絕緣傳輸部，包括對第一被調制信號進行絕緣傳輸的第一電磁場諧振耦合器(20a)、和對第二被調制信號進行絕緣傳輸的第二電磁場諧振耦合器(20b)；第一整流電路(40a)，通過對第一被調制信號進行整流來生成第一信號；第二整流電路(40b)，通過對第二被調制信號進行整流來生成第二信號；第三整流電路(40c)，通過對第二高頻進行整流來生成充電用電壓；電容器(50)，根據充電用電壓被充電；以及輸出電路(60)，根據第一信號及第二信號中的至少一方選擇是否將對電容器充電的電荷提供給半導體開關元件的柵極端子。

技術領域

本發明涉及驅動半導體開關元件的絕緣型的柵極驅動電路。

背景技術

近年來，隨著環保意識的增強，所有電氣設備都有省電要求。尤其是作為電氣設備的省電的一大要點，對電力進行開關的逆變器(inverter)系統受到關注。逆變器被廣泛用于空調、洗衣機、冰箱等身邊的電氣設備、太陽能電池中搭載的功率調節器這樣的產業用電氣設備、或者電動汽車這樣車載用的電氣設備。

這樣的逆變器由對電力進行開關的半導體開關元件、和用于驅動半導體開關元件的柵極驅動電路構成。作為功率器件的半導體開關元件典型地講在幾十伏～幾千伏的高電壓下進行動作。

與此相對，用于將半導體開關元件接通、關斷的控制信號是從在幾伏以下的電壓下動作的控制電路(控制IC)提供的。因此，在這種情況下，柵極驅動電路在確保設有半導體開關元件的輸出側和設有控制電路的輸入側之間的電絕緣的同時，向半導體開關元件提供驅動信號。另外，關于這種絕緣型的柵極驅動電路，還提出了采用電磁場諧振耦合器的柵極驅動電路(例如，參照非專利文獻1)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特表2012－522477號公報

非專利文獻

非專利文獻1：S.Nagai et al.,“A DC-Isolated Gate Drive IC with Drive-by-Microwave Technology for Power Switching Devices”,2012 IEEE ISSCC Digestof Technical Papers,Vol.65,pp.404-405,Feb 2012.

發明內容

發明要解決的問題

在柵極驅動電路中，為了將半導體開關元件快速接通，需要在瞬時向半導體開關元件的柵極端子提供大電流。

因此，本發明提供一種能夠向半導體開關元件提供大電流的柵極驅動電路。

用于解決問題的手段

本發明的一個方式的絕緣型的柵極驅動電路，驅動半導體開關元件，具有：調制電路，生成根據第一輸入信號對第一高頻進行調制而得到的第一被調制信號、和根據與所述第一輸入信號不同的第二輸入信號對所述第一高頻進行調制而得到的第二被調制信號；絕緣傳輸部，由包含對所述第一被調制信號進行絕緣傳輸的第一電磁場諧振耦合器、和對所述第二被調制信號進行絕緣傳輸的第二電磁場諧振耦合器的多個電磁場諧振耦合器構成；第一整流電路，對通過所述第一電磁場諧振耦合器絕緣傳輸的所述第一被調制信號進行整流，由此生成第一信號；第二整流電路，對通過所述第二電磁場諧振耦合器絕緣傳輸的所述第二被調制信號進行整流，由此生成第二信號；第三整流電路，對通過所述多個電磁場諧振耦合器中的一個電磁場諧振耦合器絕緣傳輸的第二高頻進行整流，由此生成充電用電壓；電容器，根據所述充電用電壓被充電；以及輸出電路，根據所述第一信號及所述第二信號中的至少一方，選擇是否將對所述電容器充電的電荷提供給所述半導體開關元件的柵極端子。

發明效果

根據本發明的柵極驅動電路，能夠向半導體開關元件提供大電流。