[发明专利]栅极驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及对能够双向导通的开关元件进行栅极驱动的栅极驱动电路。

背景技术

作为具有传导度调制效果的栅极驱动型半导体元件的栅极驱动电路，例如在专利文献1公开了半导体装置的栅极驱动电路。在专利文献1的技术中，在栅极与切换输出电路之间插入将电容器与电阻器并联连接的栅极驱动电路，通过半导体装置的栅极输入电容与电容器的电压分割，将半导体元件的导通阈值电压以上的电压施加给栅极端子，使其进行高速导通动作，经过栅极驱动电路的电阻器提供维持传导度调制所需的电流。

由此，能够积极使用半导体元件的栅极电容，通过部件数量较少的简易电路构成，提供高速且低损耗的半导体装置的栅极驱动电路。

然而，在回流电流流过栅极驱动型半导体元件的电路中，若未在主电极间（例如源极与漏极之间）设置回流二极管则回流时的损耗会变大。即，在使用不具备体二极管的开关元件构成桥电路以驱动感应性负载时，有时流过负载的电流会回流。因此，使用不具备体二极管的开关元件的情况下，对开关元件并联地附加回流二极管。

【专利文献1】日本特开2010-51165号公报

能够双向导通的开关元件具有图11所示的特性。即，逆向的耐压依赖于栅极源极电压Vgs。不设置回流二极管的情况下，凭借依赖于栅极源极电压Vgs的漏极源极电压Vds而使得逆电流反向流过。因此，不设置回流二极管的情况下，会产生“漏极源极电压Vds×漏极源极电流Ids”的较大损耗。另外，回流二极管具有恢复特性，施加逆耐电压时的恢复电流导致的损耗和噪声的产生成为妨碍高效率化、低噪化和小型化的要因。

发明内容

本发明的课题在于提供一种在逆电流流过能够双向导通的开关元件时降低开关元件的损耗的栅极驱动电路。

为了解决上述课题，本发明涉及的栅极驱动电路的特征在于具有：驱动部，其对能够双向导通的开关元件的栅极施加正电压而使其导通，对所述栅极施加负电压而使其截止；以及负电压解除部，其在逆向电流流过所述开关元件之前解除对所述栅极施加的负电压。

根据本发明，负电压解除部在逆向电流流过开关元件之前解除对栅极施加的负电压，因此在不使用回流二极管的情况下也能够实现高效率化。另外，由于无需设置回流二极管，因此能实现低噪化和小型化。

附图说明

图1是表示本发明实施例1涉及的栅极驱动电路的构成的电路图。

图2是表示本发明实施例1涉及的栅极驱动电路的主要部分的动作的时序图。

图3是表示应用了本发明实施例2涉及的栅极驱动电路的DC/DC转换器的构成的电路图。

图4是表示本发明实施例2涉及的栅极驱动电路的主要部分的动作的时序图。

图5是表示本发明实施例3涉及的栅极驱动电路的构成的电路图。

图6是表示本发明实施例3涉及的栅极驱动电路的主要部分的动作的时序图。

图7是表示应用了本发明实施例4涉及的栅极驱动电路的DC/DC转换器的构成的电路图。

图8是表示本发明实施例4涉及的栅极驱动电路的主要部分的动作的时序图。

图9是表示本发明实施例5涉及的栅极驱动电路的构成的电路图。

图10是表示本发明实施例6涉及的栅极驱动电路的构成的电路图。

图11是表示由现有的栅极驱动电路驱动的、能够双向导通的开关元件的特性的图。

图12是表示现有的栅极驱动电路的构成的电路图。

图13是表示现有的栅极驱动电路的主要部分的动作的时序图。

符号说明

1控制部

2驱动部

3、3a、3b dV/dt检测部

Vin直流电源

Q1、Q4开关元件

R1～R4电阻

Co～C4电容器

Q2、Q3、Q5晶体管

P1、P2脉冲产生电路

D1～D4、Do1、Do2二极管

T1变压器

Ro负载

Lr电抗器

Np一次绕组

Ns1、Ns2二次绕组

Cri电流谐振电容器

具体实施方式

下面参见附图详细说明本发明的栅极驱动电路的几个实施方式。

实施例1

实施例1的栅极驱动电路的特征在于，对能够双向导通的开关元件的栅极施加正电压而使其导通，对栅极施加负电压而使其截止，在逆向电流流过开关元件之前解除对于栅极施加的负电压。