[发明专利]栅极驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及对功率用半导体元件进行驱动的栅极驱动电路。 

背景技术

对于当前的栅极驱动电路，公开有以下技术（例如专利文献1），即：以恢复电流较小的碳化硅（SiC）为原料形成二极管（以下称为“SiC二极管”），将该二极管并联（更准确地说是反并联）连接构成作为功率用半导体元件的IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor），对于具有该IGBT的开关电路，为了降低开启（turn on）时的元件损耗和恢复时的二极管损耗，同时降低由阻尼振荡（ringing）等引起的噪声，从而在IGBT将要开启时增大与IGBT的栅极串联连接的电阻值，使开启时的电流变化率从中途开始变得缓和。 

专利文献1：日本特开2008-92663号公报 

发明内容

然而，在上述现有技术中存在下述课题，即，由于进行使开启时的电流变化率从中途开始变得缓和的控制，因此，从输出起动信号（指令信号）起至功率用半导体元件实际动作为止的起动时间变长。 

另外，该现有技术是通过对与串联连接的2个电阻中的一个电阻的两端连接的开关元件进行通断控制，从而对电阻值进行变更的方法。因此，为了高效地进行控制，需要使2个电阻的电阻值具有一定程度的差。然而，在2个电阻的电阻值的差较大的情况下，存在在电阻值切换前后，栅极电压变化较大的问题。栅极电压变化是噪声增加的主要原因之一，因此希望避免栅极电压变化。 

本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种栅极驱动电路，该栅极驱动电路能够抑制转换至导通的过程中的栅极电压 变化，并且缩短起动时间。 

为了解决上述课题、实现目的，本发明的栅极驱动电路对功率用半导体元件进行驱动，该栅极驱动电路的特征在于，具有：恒流栅极驱动电路，其以恒定电流对所述功率用半导体元件的栅极容量进行充电；以及恒压栅极驱动电路，其经由开关元件及电阻的串联电路，并联连接在所述恒流栅极驱动电路的输入和输出端之间，以恒定电压对所述栅极容量进行充电，在驱动所述功率用半导体元件时，使用所述恒流栅极驱动电路和所述恒压栅极驱动电路这两者，对该功率用半导体元件的栅极容量进行充电。 

发明的效果 

根据本发明，实现能够抑制功率用半导体元件开启时的栅极电压的变化，并且缩短起动时间的效果。 

附图说明

图1是表示实施方式1涉及的栅极驱动电路的结构的图。 

图2是表示从图1中省略了恒压栅极驱动电路部分的电路结构的图。 

图3是说明实施方式1涉及的栅极驱动电路的动作的时序图。 

图4是表示实施方式2涉及的栅极驱动电路的结构的图。 

图5是表示实施方式3涉及的栅极驱动电路的结构的图。 

图6是说明实施方式3涉及的栅极驱动电路的动作的时序图。 

具体实施方式

以下参照附图，针对本发明的实施方式涉及的栅极驱动电路进行说明。此外，本发明并不受下述实施方式限定。 

实施方式1 

图1是表示本发明的实施方式1涉及的栅极驱动电路的结构的图。如图1所示，实施方式1涉及的栅极驱动电路构成为，具有：恒流栅极驱动电路1，其与作为功率用半导体元件的IGBT2的栅极连 接，对IGBT2的栅极电流进行限制而驱动IGBT2；功率用半导体元件控制电路3，其将接通指令信号（接通指令电压）9输出至恒流栅极驱动电路1；恒压栅极驱动电路5，其与恒流栅极驱动电路1并联连接，对IGBT2进行恒压驱动；以及基准电压源7，其向恒压栅极驱动电路5施加基准电压16。 

如图所示，恒流栅极驱动电路1构成为，具有：电阻1-3、1-4；晶体管（在图示的例子中为PNP双极晶体管）1-1、1-2；以及与晶体管1-1的集电极串联连接的二极管1-5。二极管1-5的阴极成为恒流栅极驱动电路1的输出端，与IGBT2的栅极连接。恒流栅极驱动电路1具有将IGBT2开启时的栅极电流10限制为规定的上限值的功能。