[发明专利]半导体元件驱动装置、电力变换装置和电机驱动装置及方法

说明书

技术领域

本发明，涉及一种半导体元件驱动装置、搭载半导体元件驱动装置的电力变换装置和电机驱动装置、以及半导体元件驱动方法、电力变换方法和电机驱动方法。

背景技术

主电源端子间，串联连接有高压侧及低压侧半导体元件，构成高压侧及低压侧臂的电力变换装置中，高压侧半导体元件，被在浮动电位上驱动。因此，高压侧半导体元件的驱动电路中，使用绝缘的电源。另外，为了从低压侧电路往高压侧电路传递驱动信号，需要电平移位(level shift)电路。电平移位电路，一般来说由根据驱动信号生成置位脉冲及复位脉冲的脉冲生成电路、和以该置位脉冲及复位脉冲分别作为栅极输入的两个nMOSFET来构成。这种电力变换装置中，希望能够实现高耐压化、低损耗化、以及高可靠性化。

电力变换装置中，低压侧及高压侧半导体元件的连接点的电位，从低压侧半导体元件的接地电位到主电源电压陡峭变化。此时，构成电平移位电路的nMOSFET的源-漏间，由于存在寄生静电电容，因此通过陡峭的电位变动(dV/dt＝大)，构成电平移位电路的两个nMOSFET中，同时流过电流。由于这种电流，可能会向高压侧控制电路传递错误的信号，会发生高压侧半导体元件误导通/关断的误动作。

专利文件1及专利文件2中，将串联连接点的陡峭的电位变动称作自励或者他励dV/dt，公开了应对因这种自励或他励dV/dt引起的电平移位电路的误动作的对策。具体来说，对比文件1中，在高压侧控制电路内设置滤波电路，专利文件2，公开了将置位信号和复位信号之差积分来传递控制信号，抑制误动作的方案。

【专利文件1】特开平9-172366号公报

【专利文件2】特开2005-304113号公报

如专利文件1及专利文件2所公开的那样，通过滤波器等，来实施应对较大的dV/dt导致的误动作的对策。但是，电力变换装置中，产生多种多样的较大dV/dt。另外，随着电力变化装置的高耐压化和高输出化，发生的dV/dt有多样化的倾向，会产生高的dV/dt、发生时间长的dV/dt、甚至高频的振动等。因此，上述半导体元件驱动装置的结构中，针对因dV/dt导致的误动作的防止能力是有限的。另外，万一发生误动作，也并不具备对其进行修正的机构。

发明内容

本发明的目的在于，提高半导体元件驱动装置的dV/dt耐量。

本发明的另一目的在于，提供一种即使万一发生误动作，也能够防止上下臂短路等的重大事故的半导体元件驱动装置、搭载它的电力变换装置、以及电机驱动装置。

本发明的再另一目的在于，提高半导体元件驱动装置的dV/dt耐量，并且提供一种即使万一发生误动作，也能够防止上下臂短路等的重大事故的半导体元件驱动方法、采用它的电力变换方法、以及电机驱动方法。

本发明的一个方面，是一种半导体元件驱动装置或方法，其中，将两个半导体元件串联连接在主电源端子间，以上述两个半导体元件中低压侧的接地电位为基准驱动低压侧半导体元件，通过以上述半导体元件的串联连接点的电位为基准电位的高压侧驱动电路驱动高压侧半导体元件，以上述低压侧半导体元件的接地电位为基准电位，生成作为上述高压侧半导体元件的导通指令及关断指令的置位脉冲信号及复位脉冲信号，将上述置位脉冲信号及复位脉冲信号，往以上述串联连接点的电位为基准电位的高压侧实施电平移位，并往上述高压侧驱动电路传递，同时，对上述两个半导体元件，隔着双方均为关断的死区时间互补地进行导通/关断，该半导体元件驱动装置或方法中，在上述死区时间期间中，产生上述复位脉冲。

本发明的另一方面，在低压侧半导体元件的导通指令之前，生成复位脉冲。

另外，本发明的另一方面，生成从上述低压侧半导体元件的导通指令之前起开始、具有与低压侧半导体元件的导通指令重叠的期间的复位脉冲。

再有，本发明的另一方面，在高压侧和低压侧的半导体元件均为关断的死区时间期间中，持续输出复位脉冲。

再有，本发明的另一方面，在低压侧半导体元件变为导通之前的上述高压侧及低压侧的半导体元件均为关断的死区时间期间中，持续输出复位脉冲。

再有，本发明的另一方面，在观测到高压侧半导体元件的导通状态时，将低压侧半导体元件的导通指令置为无效。

通过本发明的优选实施方式，能够提高半导体元件的串联连接点的dV/dt耐量，防止上下臂短路等的事故，实现高可靠性化、高耐压化的半导体元件的驱动、电力变换、或者电机驱动的方法及装置。