[發(fā)明專利]半導(dǎo)體裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680008296.9
• 申請日: 2016-06-21
• 公開（公告）號: CN107318272B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 荒木龍
• 申請（專利權(quán)）人: 富士電機(jī)株式會社
• 主分類號: H02M3/337
• 分類號: H02M3/337;H02M5/458;H02M1/42;H02M1/08;H02M7/5387;H02M7/5388;H02P27/08
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

提供一種能夠降低開關(guān)損耗的半導(dǎo)體裝置。半導(dǎo)體裝置具有串聯(lián)連接的第一半導(dǎo)體元件(Su)～(Sw)和第二半導(dǎo)體元件(Sx)～(Sz)，第一半導(dǎo)體元件是由具有比第二半導(dǎo)體元件的開關(guān)損耗小的開關(guān)損耗的低開關(guān)損耗半導(dǎo)體元件構(gòu)成的，第二半導(dǎo)體元件是由具有比第一半導(dǎo)體元件的導(dǎo)通損耗小的導(dǎo)通損耗的低導(dǎo)通損耗半導(dǎo)體元件構(gòu)成的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有串聯(lián)連接的第一半導(dǎo)體元件和第二半導(dǎo)體元件的應(yīng)用于電力變換裝置等的半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)

以往，在電動馬達(dá)、吸塵器、空調(diào)、焊接機(jī)等中應(yīng)用著作為電力變換裝置的逆變器。在該逆變器和作為其周邊電路的功率因數(shù)改善電路、制動電路等中，使用了將第一半導(dǎo)體元件與第二半導(dǎo)體元件串聯(lián)連接而成的半導(dǎo)體裝置。

在將串聯(lián)連接的第一半導(dǎo)體元件和第二半導(dǎo)體元件并聯(lián)連接多列而成的逆變器中，通常，作為構(gòu)成上臂的第一半導(dǎo)體元件和構(gòu)成下臂的第二半導(dǎo)體元件，使用MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：絕緣柵雙極型晶體管)等的同一種類的開關(guān)半導(dǎo)體元件。

而且，例如在電吸塵器中使用的逆變器控制電路中，作為構(gòu)成逆變器控制電路的下臂側(cè)的開關(guān)元件，應(yīng)用了與上臂側(cè)的開關(guān)元件(例如IGBT)相比能夠進(jìn)行更高速的開關(guān)動作的開關(guān)元件(例如使用了氮化鎵(GaN)、碳化硅(SiC)、金剛石等的寬禁帶半導(dǎo)體元件)(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。在該專利文獻(xiàn)1中，進(jìn)行如下的二相調(diào)制方式的逆變器控制：針對施加于馬達(dá)的三相電壓的各相電壓，每隔2π/3按順序使上臂的開關(guān)元件接通并使下臂的開關(guān)元件斷開，來使各相電壓周期性地固定。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2012-249488號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問題

另外，在專利文獻(xiàn)1所記載的以往例中，在下臂側(cè)使用開關(guān)速度比上臂側(cè)的開關(guān)元件的開關(guān)速度快的開關(guān)元件，并且進(jìn)行二相調(diào)制方式的逆變器控制，由此降低上下臂的開關(guān)元件之間的開關(guān)損耗(發(fā)熱)的偏差。

然而，僅如上述以往例那樣使下臂的開關(guān)元件的開關(guān)速度比上臂的開關(guān)元件的開關(guān)速度快是存在以下問題的：無法充分改善下臂的開關(guān)元件導(dǎo)通時的開關(guān)損耗。

因此，本發(fā)明是著眼于上述以往例的問題而完成的，其目的在于提供一種能夠降低開關(guān)元件導(dǎo)通時的開關(guān)損耗來降低上下臂的總損耗的半導(dǎo)體裝置。

用于解決問題的方案

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體裝置的一個方式具有串聯(lián)連接的第一半導(dǎo)體元件和第二半導(dǎo)體元件，第一半導(dǎo)體元件是由具有比第二半導(dǎo)體元件的開關(guān)損耗小的開關(guān)損耗的低開關(guān)損耗半導(dǎo)體元件構(gòu)成的，第二半導(dǎo)體元件是由具有比第一半導(dǎo)體元件的導(dǎo)通損耗小的導(dǎo)通損耗的低導(dǎo)通損耗半導(dǎo)體元件構(gòu)成的。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明的一個方式，能夠降低開關(guān)元件導(dǎo)通時的開關(guān)損耗來降低上下臂的總損耗。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體裝置的第一實施方式的電路圖。

圖2是表示三相正弦波控制波形和下側(cè)固定(lower-side-stuck)的二相調(diào)制控制波形的波形圖。

圖3是第一實施方式中的下側(cè)固定的二相調(diào)制方式的各相的信號波形圖。

圖4是表示圖2的(b)中的W相的電力供給路徑的說明圖，(a)表示通電區(qū)間T1的電力供給路徑，(b)表示區(qū)間T2的電力供給路徑。