[发明专利]半导体装置

说明书

本申请基于2011年2月15日提出的日本专利申请第2011-030132号并主张其优先权，这里引用其全部内容。

技术领域

本发明涉及半导体装置。

背景技术

近年来，关于各种电力变换装置的技术的开发不断被推进。例如，在电力变换装置具有逆变器(inverter)电路的情况下，逆变器电路由多个半导体开关形成。半导体开关采用电力用开关元件。半导体开关的主元件具有电力用的开关元件、和反向并联连接在开关元件上的反向并联二极管。改善反向并联二极管的反向恢复特性的技术的开发也不断被推进。

半导体开关除了主元件以外还具有反向电压施加电路。反向电压施加电路是将比主元件的耐受电压小的反向电压施加在反向并联二极管上的，构成了电桥电路的1个臂。

反向电压施加电路具备电压值比主元件的耐受电压低的辅助电源、在反向并联二极管的反向恢复时开启且耐受电压比主元件低的辅助元件、与反向并联二极管相比反向恢复时间较短反向恢复电荷较小的高速回流二极管、和并联连接在辅助电源上的电容器。辅助电源、辅助元件及高速回流二极管通过串联连接而构成。

通过在死区时间(dead time)的期间中辅助元件开启，通过来自由辅助电源充电的电容器的能量的供给，主电流从反向并联二极管向高速回流二极管流转。在高速回流二极管回流的状态下，在相反臂的主元件的控制端子中输入开启信号，所以高速回流二极管代替反向并联二极管发生反向恢复。因此，能够使反向恢复带来的浪涌电流比以往方法大幅降低。

发明内容

有关一技术方案的半导体装置，具备：半导体电路和电源，上述半导体电路具备：主元件，具有电压驱动型的开关元件及反向并联连接在上述开关元件上的反向并联二极管；反向电压施加电路，该反向电压施加电路具有高速回流二极管、电容器和辅助元件，该高速回流二极管的反向恢复时间比上述反向并联二极管短、反向恢复电荷比上述反向并联二极管小，该辅助元件连接在上述电容器及高速回流二极管间、在上述反向并联二极管的反向恢复时开启、耐受电压比上述主元件低，上述反向电压施加电路对上述反向并联二极管施加比上述主元件的耐受电压小的反向电压；主元件驱动电路，对上述主元件赋予控制信号；和辅助元件驱动电路，对上述辅助元件赋予控制信号；上述电源并联连接在上述电容器上，并连接在上述主元件驱动电路及辅助元件驱动电路上，对上述电容器、主元件驱动电路及辅助元件驱动电路供给电力，电压值比上述主元件的耐受电压低。

附图说明

图1是表示具备有关第1实施方式的半导体装置的电力变换装置的电路图。

图2是表示有关上述第1实施方式的半导体装置的电路图。

图3是表示有关第2实施方式的半导体装置的电路图。

图4是表示有关第3实施方式的半导体装置的电路图。

图5是表示有关第4实施方式的半导体装置的电路图。

图6是表示有关第5实施方式的半导体装置的电路图。

图7是表示有关第6实施方式的半导体装置的电路图。

图8是表示有关第7实施方式的半导体装置的电路图。

具体实施方式

以下，参照附图对有关第1实施方式的半导体装置详细地说明。在该实施方式中，对具备多个半导体装置的电力变换装置进行说明。

如图1所示，电力变换装置具备直流电压源31、平滑电容器32、和作为逆变器电路的两电平逆变器电路33。两电平逆变器电路33连接在未图示的冷却器上而被冷却。

直流电压源31是将3相交流电源整流而成的。在直流电压源31的正侧直流母线23与负侧直流母线24之间，连接着电容器32及两电平逆变器电路33。两电平逆变器电路33由3个半导体电路群34、35、36及电源(辅助电源)9形成。半导体电路群34、35、36相互并联连接。

半导体电路群34包括串联连接在正电位侧的端子P及负电位侧的端子N间的第1半导体电路22a及第2半导体电路22b。半导体电路群35包括串联连接在正电位侧的端子P及负电位侧的端子N间的第1半导体电路22c及第2半导体电路22d。半导体电路群36包括串联连接在正电位侧的端子P及负电位侧的端子N间的第1半导体电路22e及第2半导体电路22f。在各半导体电路22(22a至22f)上连接着电源9。

两电平逆变器电路33将从正电位侧的端子P及负电位侧的端子N输入的直流电力变换为交流电力，将交流电力从输出端子U、V、W向负载M供给。

接着，对具备半导体电路22(22a至22f)及电源9的半导体装置D进行说明。