[发明专利]栅极电路

说明书

技术领域

本发明涉及与功率元件的栅极(gate)连接的栅极电路。

背景技术

在专利文献1中公开了与功率元件的栅极连接的栅极电路。该栅极电路具有在功率元件中有过电流流过时使电阻元件同时分担功率元件的一部分栅极电压的功能。通过该功能降低实际施加到功率元件的栅极的电压，能抑制功率元件的过电流。

专利文献1：日本特开2002-353795号公报

专利文献2：日本特开平08-321756号公报

专利文献3：日本特开2007-312504号公报

专利文献4：日本特开2005-51960号公报

专利文献5：日本特开2007-259533号公报

专利文献6：日本特开2009-95166号公报

专利文献7：日本特开2006-222593号公报

要迅速抑制功率元件的过电流时，希望减小所述电阻元件的电阻值。在抑制过电流后将功率元件断开。然而，在专利文献1中公开的栅极电路中，使用电阻值低的电阻元件而将功率元件断开，因此功率元件的电流减少率(di/dt)变大，有发生浪涌电压的情形。

发明内容

本发明为了解决上述那样的课题而构思，其目的在于提供能够迅速抑制功率元件的过电流并减小di/dt而将功率元件断开的栅极电路。

本申请的发明所涉及的栅极电路，其特征在于，包括：栅极电阻元件，其一端与功率元件的栅极连接；导通用开关元件，其连接在电源与该栅极电阻元件的另一端之间；第一电阻元件，其一端与该栅极连接；第一开关元件，其一端与该第一电阻元件的另一端连接，另一端与接地连接；第二电阻元件，其一端与该栅极连接，且电阻值高于该第一电阻元件；第二开关元件，其一端与该第二电阻元件的另一端连接，且另一端与接地连接；过电流抑制单元，当该功率元件的电流值达到既定值时同时将该第一开关元件导通；以及断开动作延迟单元，在通过该过电流抑制单元导通该第一开关元件后，使该导通用开关元件和该第一开关元件断开，且使该第二开关元件导通，从而断开该功率元件。

本申请的另一发明所涉及的栅极电路，其特征在于，包括：并联电阻，在电源与功率元件的栅极之间，由第一栅极电阻元件及电阻值高于该第一栅极电阻元件的第二栅极电阻元件形成；第一导通用开关元件，经由该第一栅极电阻元件切换有无对该栅极的电压施加；第二导通用开关元件，经由该第二栅极电阻元件切换有无对该栅极的电压施加；电阻元件，其一端与该栅极连接；开关元件，其一端与该电阻元件的另一端连接，且另一端与接地连接；使该第一导通用开关元件和该第二开关元件导通而将该功率元件导通的单元；在使该功率元件导通后的恒定状态下使该第一导通用开关元件导通，使该第二导通用开关元件导通并持续的单元；以及断开动作延迟单元，过电流抑制单元，当该功率元件的电流值达到既定值时同时将该开关元件断开，在通过该过电流抑制单元导通该开关元件后，断开该第二导通用开关元件，且使该开关元件维持导通状态而将该功率元件断开。

依据本发明，与功率元件的过电流发生同时使电阻元件分担功率元件的一部分栅极电压，因此能够迅速抑制功率元件的过电流。此外，在抑制功率元件的过电流之后，利用电阻值较高的电阻元件将功率元件断开，因此能够减小断开时的di/dt。

附图说明

图1是本发明实施方式1的栅极电路的电路图。

图2是示出本发明实施方式1的控制器集成电路的各端子的信号电平等的时序图。

图3是以实线示出采用本发明实施方式1的栅极电路时的功率元件的集电极电流和发射极读出电流的图。

图4是为了检测功率元件的过电流而具备变流器的栅极电路的电路图。

图5是将双极性晶体管用作第一开关元件的栅极电路的电路图。

图6是本发明实施方式2的栅极电路的电路图。

图7是示出本发明实施方式2的栅极电路的变形例的电路图。

图8是本发明实施方式2的栅极电路的变形例的时序图。

图9是本发明实施方式3的栅极电路的电路图。

图10是示出本发明实施方式3的控制器集成电路的各端子的信号电平等的时序图。

图11是本发明实施方式4的栅极电路的电路图。

图12是本发明实施方式4的栅极电路的时序图。

图13是示出本发明实施方式4的栅极电路的变形例的电路图。

图14是示出本发明实施方式5的栅极电路的电路图。