[發明專利]驅動電路及半導體模塊

有效

• 申請號: 201680002444.6
• 申請日: 2016-01-05
• 公開（公告）號: CN106797214B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 中森昭
• 申請（專利權）人: 富士電機株式會社
• 主分類號: H03K17/081
• 分類號: H03K17/081;H02M1/08;H02H9/02;H02M1/32;H02M7/5387
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 金玉蘭;王穎

提供一種根據輸入信號來驅動開關元件的驅動電路。該驅動電路具備：驅動部，連接于開關元件的控制端子，并根據輸入信號來切換是將拉電流還是將灌電流提供給開關元件的控制端子；第一限制部，以預定的時間常數進行動作，并在檢測到作為開關元件的集電極電流的過電流的情況下，將開關元件的控制端子處的控制電壓限制為第一基準電壓；以及第二限制部，在檢測到過電流的情況下，在由時間常數確定的第一限制部的動作開始時刻之前，使控制電壓下降。

技術領域

本發明涉及一種驅動電路及半導體模塊。

背景技術

以往，作為驅動IGBT等開關元件的驅動電路，已知有具有保護開關元件的功能的電路(例如，參照專利文獻1)。該電路在IGBT有過電流流過的情況下，通過限制施加到IGBT的柵極端子的電壓來保護IGBT。作為相關的技術文獻有下述文獻。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2010-62860號公報

專利文獻2：日本特開2010-62934號公報

專利文獻3：日本特開2007-208831號公報

專利文獻4：日本特開2003-158868號公報

發明內容

技術問題

專利文獻1所記載的驅動電路具有在檢測到過電流時，限制施加到IGBT的電壓的運算放大器。該驅動電路在IGBT有過電流流過的情況下將運算放大器從非動作狀態切換為動作狀態。由此，運算放大器能夠在正常動作時不對IGBT的動作帶來影響，而在檢測到過電流時保護IGBT。可是，運算放大器在從非動作狀態起到轉變為動作狀態為止會花費與運算放大器的時間常數對應的時間。即，以往的驅動電路在從檢測到過電流起到開始保護IGBT為止產生延遲，因此，存在使保護動作快速化的余地。

技術方案

在本發明的第一形態中，提供一種根據輸入信號來驅動開關元件的驅動電路。驅動電路可以具備連接于開關元件的控制端子，并根據輸入信號來切換是將拉電流還是將灌電流提供給開關元件的控制端子的驅動部。驅動電路可以具備以預定的時間常數進行動作，并在檢測到作為開關元件的集電極電流的過電流的情況下，將開關元件的控制端子處的控制電壓限制為第一基準電壓的第一限制部。驅動電路可以具備在檢測到過電流的情況下，在由時間常數確定的第一限制部的動作開始時刻之前，使控制電壓下降的第二限制部。

第一基準電壓可以比開關元件的閾值電壓大。第二限制部可以在檢測到過電流的情況下，使控制電壓下降到比第一基準電壓大的第二基準電壓。

第二限制部可以具有對是否將開關元件的控制端子連接到基準電位進行切換的限制晶體管。限制晶體管可以在檢測到過電流的情況下，在第一限制部開始控制電壓的限制之前，將開關元件的控制端子連接到基準電位。

第一限制部可以具有以時間常數進行動作，且輸出端子與開關元件的控制端子連接，基于控制電壓與第一基準電壓之差來調整控制電壓的運算放大器。第二限制部可以在檢測到過電流的情況下，在運算放大器開始控制電壓的限制之前控制限制晶體管，使開關元件的控制端子連接到基準電位。

第二限制部可以具有輸出控制電壓與第二基準電壓的比較結果的控制電壓比較器。第二限制部可以具有在檢測到過電流，且控制電壓大于第二基準電壓的情況下，控制限制晶體管，使開關元件的控制端子連接到基準電位的控制電路。

第二限制部可以具有在從檢測到過電流起到經過預定的時間為止的期間，控制限制晶體管使開關元件的控制端子連接到基準電位的控制電路。

驅動部可以具有從開關元件的控制端子引出灌電流的灌入側晶體管。

限制晶體管的電流引出能力可以比灌入側晶體管的電流引出能力小。