[發(fā)明專利]電力半導(dǎo)體裝置及電力半導(dǎo)體驅(qū)動系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810380225.2
• 申請日: 2018-04-25
• 公開（公告）號: CN108736755B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 石井一史
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02M1/32
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 何立波;張?zhí)焓?/td>

在多個半導(dǎo)體元件的每一者(5a～5f)配置第1控制端子(20a～20f)和第2控制端子(11a～11f)。在各半導(dǎo)體元件(5a～5f)和第1控制端子(20a～20f)之間，分別連接內(nèi)置柵極電阻(30a～30f)。在使多個半導(dǎo)體元件(5a～5f)獨立地通斷時將獨立的電壓脈沖信號輸入至第2控制端子(11a～11f)。在使第1組半導(dǎo)體元件(5a、5c、5e)共同地通斷時，將共同的電壓脈沖信號輸入至第1控制端子的一部分(20a、20c、20e)。在使第2組半導(dǎo)體元件(5b、5d、5f)共同地通斷時，將共同的電壓脈沖信號輸入至第1控制端子的另一部分(20b、20d、20f)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力半導(dǎo)體裝置及電力半導(dǎo)體驅(qū)動系統(tǒng)，更特定地，涉及內(nèi)置多個半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體裝置及其驅(qū)動系統(tǒng)。

背景技術(shù)

作為內(nèi)置有多個半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體裝置，在日本特開2012-120304號公報中記載了內(nèi)置有6個功率晶體管的逆變器模塊。

三相逆變器具有如下結(jié)構(gòu)，即，在U相、V相及W相的每一者中，上橋臂的半導(dǎo)體元件和下橋臂的半導(dǎo)體元件經(jīng)由該相的輸出端子串聯(lián)連接于電源配線之間。

因此，如果在多個相之間對輸出端子彼此進行連接，則該多個相的上橋臂元件彼此并聯(lián)電連接，下橋臂元件彼此并聯(lián)電連接。此時，通過使并聯(lián)連接的多個半導(dǎo)體元件共同地進行通斷，能夠作為1個半導(dǎo)體開關(guān)元件而使用。例如，針對構(gòu)成三相逆變器的6個半導(dǎo)體元件，使通過將U相、V相及W相的輸出端子相互連接而并聯(lián)連接的3個3個的半導(dǎo)體元件共同地進行通斷，由此能夠作為半橋逆變器而使用。

但是，在上述使用方式中，在并聯(lián)連接的多個半導(dǎo)體元件之間，在從驅(qū)動裝置朝向控制電極(柵極)的路徑上，由雜散電感及寄生電容構(gòu)成LC諧振電路。并且，由于由制造波動、布局引起的配線長度差，LC諧振電路有可能成為并聯(lián)連接了不均衡的LC成分的結(jié)構(gòu)。

如果由于這樣的LC諧振電路的諧振現(xiàn)象，而難以對并聯(lián)連接的多個半導(dǎo)體元件的每一者的控制電極(柵極)的電壓一致地進行控制，則有可能使流過各半導(dǎo)體元件的電流變得不均勻，產(chǎn)生發(fā)熱集中在特定的半導(dǎo)體元件等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本公開就是為了解決這樣的問題而提出的，其目的在于針對內(nèi)置多個半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體裝置，提供用于在將半導(dǎo)體元件并聯(lián)連接而共同進行通斷的使用方式時使各半導(dǎo)體元件的電流均衡化的結(jié)構(gòu)。

在本公開的一個方案中，電力半導(dǎo)體裝置具備在第1及第2電源線之間并聯(lián)連接的多個第1相電路。多個第1相電路的每一者包含第1及第2半導(dǎo)體元件。第1及第2半導(dǎo)體元件經(jīng)由第1輸出節(jié)點在第1及第2電源線之間串聯(lián)連接。第1及第2半導(dǎo)體元件包含控制電極、第1及第2主電極，并且第1及第2半導(dǎo)體元件構(gòu)成為根據(jù)控制電極的電壓將第1及第2主電極之間導(dǎo)通或切斷。電力半導(dǎo)體裝置還具備用于從電力半導(dǎo)體裝置的外部輸入電信號的第1及第2控制端子。第1及第2控制端子是在多個第1相電路的每一者與第1及第2半導(dǎo)體元件的每一者對應(yīng)地設(shè)置的。第1及第2控制端子與第1及第2半導(dǎo)體元件中的對應(yīng)的半導(dǎo)體元件的控制電極電連接。電力半導(dǎo)體裝置在多個第1相電路的每一者還具備第1內(nèi)置電阻，該第1內(nèi)置電阻被電連接在第1控制端子及控制電極之間。

根據(jù)上述電力半導(dǎo)體裝置，就第1相電路的每一者的第1及第2半導(dǎo)體元件而言，通過柵極內(nèi)置電阻的配置，能夠使第1控制端子及控制電極之間的電阻值比第2控制端子及控制電極之間的電阻值高。

因此，在多個第1相電路之間將第1及第2半導(dǎo)體元件并聯(lián)連接而共同地進行控制的情況下，通過將用于使第1或第2半導(dǎo)體元件進行通斷的電信號輸入至第1控制端子，從而無需利用外部配線對電阻元件進行連接，就能夠抑制柵極電壓的諧振現(xiàn)象，因此能夠抑制由柵極電壓差引起的在并聯(lián)連接的多個第1或第2半導(dǎo)體元件之間產(chǎn)生的電流差。另外，在多個相的電路之間對第1及第2半導(dǎo)體元件獨立地進行控制的情況下，通過將用于使第1及第2半導(dǎo)體元件進行通斷的電信號輸入至第2控制端子，能夠抑制柵極電阻而抑制通斷損耗。