[發(fā)明專利]功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的損傷預(yù)測裝置和損傷預(yù)測方法、AC-DC轉(zhuǎn)換器、DC-DC轉(zhuǎn)換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880018159.2
• 申請日: 2018-02-16
• 公開（公告）號: CN110431429B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 池田秀壽;戶川隆
• 申請（專利權(quán)）人: 日本電產(chǎn)株式會社
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26;H02M3/155;H02M1/42;H03K17/16;H02M1/32;H02M1/08;H02M3/156;H02M7/12
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 黃志堅;崔成哲

1.一種功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的損傷預(yù)測裝置，其特征在于，

該功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的損傷預(yù)測裝置具有：

電阻，其與所述功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的柵極連接；

比較部，其在規(guī)定電壓被施加于所述功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的柵極時，對與在所述電阻的兩端產(chǎn)生的電壓對應(yīng)的檢測電壓和基準(zhǔn)電壓進行比較；以及

預(yù)測部，其在所述檢測電壓超過所述基準(zhǔn)電壓時，預(yù)測為在所述功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的柵極絕緣層蓄積了規(guī)定的損傷，

所述電阻是如下電阻：在所述功率半導(dǎo)體開關(guān)元件未進行動作的待機時，該電阻的、所述功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的柵極側(cè)的一端經(jīng)由開關(guān)與所述功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的柵極連接，該電阻的、位于與所述功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的柵極側(cè)的一端相反的一側(cè)的另一端與直流電源連接，

所述規(guī)定電壓是在所述開關(guān)關(guān)閉時被施加于所述功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的柵極的電壓。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的損傷預(yù)測裝置，其特征在于，

該功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的損傷預(yù)測裝置還具有輸出部，該輸出部根據(jù)所述預(yù)測部的預(yù)測結(jié)果，輸出表示在所述功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的柵極絕緣層蓄積了規(guī)定的損傷的信號。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的損傷預(yù)測裝置，其特征在于，

該功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的損傷預(yù)測裝置還具有電位差檢測部，該電位差檢測部被輸入在所述電阻的兩端分別產(chǎn)生的第1電位和第2電位，并且根據(jù)所述第1電位和第2電位輸出所述檢測電壓。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的損傷預(yù)測裝置，其特征在于，

所述電位差檢測部包含差動放大電路，該差動放大電路的第1輸入端子被輸入所述第1電位，并且該差動放大電路的第2輸入端子被輸入所述第2電位，該差動放大電路將所述檢測電壓放大為規(guī)定的電壓并從輸出端子輸出。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的損傷預(yù)測裝置，其特征在于，

所述電位差檢測部內(nèi)置于微計算機。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任意一項所述的功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的損傷預(yù)測裝置，其特征在于，

所述比較部內(nèi)置于微計算機，并且對將所述檢測電壓進行AD轉(zhuǎn)換后的輸出和將所述基準(zhǔn)電壓進行AD轉(zhuǎn)換后的輸出進行比較。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任意一項所述的功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的損傷預(yù)測裝置，其特征在于，

所述電阻是如下電阻：該電阻的一端與所述功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的柵極側(cè)連接，該電阻的位于與所述一端相反的一側(cè)的另一端被輸入開關(guān)信號，

所述開關(guān)信號在使所述功率半導(dǎo)體開關(guān)元件導(dǎo)通時為第1電壓，在使所述功率半導(dǎo)體開關(guān)元件截止時為比所述第1電壓低的第2電壓，

所述規(guī)定電壓是在所述開關(guān)信號為所述第1電壓時被施加于所述功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的柵極的電壓。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任意一項所述的功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的損傷預(yù)測裝置，其特征在于，

所述功率半導(dǎo)體開關(guān)元件是由GaN(氮化鎵)構(gòu)成的FET、由SiC(碳化硅)構(gòu)成的FET、IGBT中的任意一方。

9.一種功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的損傷預(yù)測方法，其特征在于，

在規(guī)定電壓被施加于所述功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的柵極時，對檢測電壓和基準(zhǔn)電壓進行比較，其中，所述檢測電壓與在所述功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的柵極所連接的電阻的兩端產(chǎn)生的電壓對應(yīng)，

當(dāng)所述檢測電壓超過所述基準(zhǔn)電壓時，預(yù)測為在所述功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的柵極絕緣層蓄積了規(guī)定的損傷，

所述電阻是如下電阻：在所述功率半導(dǎo)體開關(guān)元件未進行動作的待機時，該電阻的、所述功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的柵極側(cè)的一端經(jīng)由開關(guān)與所述功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的柵極連接，該電阻的、位于與所述功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的柵極側(cè)的一端相反的一側(cè)的另一端與直流電源連接，

所述規(guī)定電壓是在所述開關(guān)關(guān)閉時被施加于所述功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的柵極的電壓。