[发明专利]功率半导体元件的驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及半导体元件的驱动电路，尤其涉及功率半导体元件的浪涌 电压、开关损耗的降低。

背景技术

在功率电路中使用半导体开关元件，其中重要的问题是降低开关时的 浪涌电压和开关损耗。以往提出了通过主动控制半导体开关元件开关时的 栅极电压而在将浪涌电压抑制得较低的状态下降低开关损耗的方法。但是 在以往的方法中均检测驱动对象开关元件的元件电压、元件电流、栅极电 压，并通过单个检测信号或者组合这些检测信号来进行逻辑处理而控制栅 极电压。栅极电压通过改变栅极电路的电压或改变栅极电阻的值等来进行 控制。在日本专利文献特许第3141613号和特开2001-197724号公报中例 举了半导体开关元件的例子。

但是，在检测元件电流的情况下，聚磁式电流传感器存在着成本高、 传感器尺寸大的问题。采用霍尔传感器或单个磁阻元件时则存在着精度 差、成本高的问题。此外，用于控制的电流值需要利用即将开、关之前的 值，因此需要进行高速检测，但是兼顾精度和高速检测这两者是很困难 的。

此外，在对栅极电压进行检测的情况下存在着以下问题：由于开关时 会从驱动元件的寄生电容向栅极电压施加反馈，因此栅极电压会发生复杂 的变化，或者由于电源为15V左右，因此容易混入来自连接在相同地线上 的其他电路的开关噪声。此外，由于栅极电压的变化点是导致电路动作发 生变化的分歧点，因而通过电压微分来检测电路动作监视信号，但是电压 微分信号的值很小，从而会因为其他噪声而产生大的控制误差，因此电压 微分信号不适合用作开、关中的控制信号。

另一方面，元件电压的值大而比较容易检测到，但是需要最优化栅极 电压的控制点。上述专利文献1、2虽然也使用了元件电压，但是在专利 文献1中没有公开关于检测点的任何内容，在专利文献2中由于将元件电 压低的点作为检测点，所以存在着无法解决元件之间的偏差的问题。

发明内容

本发明提供一种能够降低功率半导体元件开关时的浪涌电压和开关损 耗的驱动电路。

本发明提供一种功率半导体元件的驱动电路，该驱动电路具有第二半 导体元件，该第二半导体元件与作为驱动对象的第一半导体元件串联连接 并与该第一半导体元件成对，所述第一半导体元件是马达驱动逆变器的每 一桥臂的构成要素，所述驱动电路向所述第一半导体元件和第二半导体元 件提供电源电压Vb来驱动该所述第一半导体元件和第二半导体元件，所 述驱动电路的特征在于，包括：控制电路，在所述第一半导体元件的关断 动作时，对所述第一半导体元件的栅极电阻、栅极施加电压、或栅极输入 电容中的至少一个进行切换控制；以及检测电路，检测所述第二半导体元 件的电压Vak；所述控制电路在从所述检测电路所检测到的所述电压Vak 变为了第一预定电压ΔV1的时间点开始经过了第一预定时间的时间点， 对所述栅极电阻、栅极施加电压、或栅极输入电容中的至少一个进行切换 控制。

此外，本发明提供一种功率半导体元件的驱动电路，所述驱动电路具 有第二半导体元件，所述第二半导体元件与作为驱动对象的第一半导体元 件串联连接并与该第一半导体元件成对，所述驱动电路向所述第一半导体 元件和所述第二半导体元件提供电源电压Vb来驱动该第一半导体元件和 第二半导体元件，所述驱动电路的特征在于，包括：控制电路，在所述第 一半导体元件的导通动作时，对所述第一半导体元件的栅极电阻、栅极施 加电压、或栅极输入电容中的至少一个进行切换控制；以及检测电路，检 测所述第二半导体元件的电压Vak；所述控制电路在从所述检测电路所检 测到的所述电压Vak变为了第二预定电压ΔV2的时间点开始经过了第二 预定时间的时间点，对所述栅极电阻、栅极施加电压、或栅极输入电容中 的至少一个进行切换控制。