[发明专利]用于半导体器件的电压平衡电路

说明书

包括相互串联连接的第1和第2半导体器件的电压平衡电路包括：具有1次绕组和二次绕组的第1变压器、具有1次绕组和二次绕组的第2变压器、相互串联连接且连接在多个半导体器件的输出端子之间的一对电容器，第1控制信号经由第1变压器的一次绕组施加到第1半导体器件的控制端子，第2控制信号经由第2变压器的一次绕组施加到第2半导体器件的控制端子，各二次绕组的一端相互连接。

技术领域

本发明涉及例如用于串联连接的多个半导体器件的电压平衡电路和使用该电压平衡电路的开关电路及电力转换装置。

背景技术

例如，将作为开关元件的多个半导体器件串联连接，将它们作为1个元件，使开关导通/截止同步地动作，由此能够实现以低耐受电压的器件得到高耐受电压特性的开关电路。在此，低耐压的半导体器件与高耐压的半导体器件相比价格明显便宜，导通电阻也小，因此能够实现低成本和动作的高效率化。但是，由于半导体器件的电特性的偏差，有时电压平衡被破坏，超出电压设计的基准。特别是，当半导体器件的输出电容存在偏差时，有可能发生这样的情况。

为了解决该课题，例如，在专利文献1中，为了在串联连接了多个半导体器件的现有例电路中，在开关时使各半导体器件的漏极-源极电压(Vds)平衡，在各驱动电路中使用一个变压器使各半导体器件的栅极电流(Ig1、Ig2)平衡。其中，来自第1驱动电路的开关控制信号经由该变压器的一次绕组驱动第1半导体器件，另一方面，来自第2驱动电路的开关控制信号经由该变压器的二次绕组驱动第2半导体器件。另外，第1驱动电路和第2驱动电路与半导体器件的各栅极连接成使得该变压器的一次绕组中的由开关控制信号引起的感应电压与二次绕组中的由开关控制信号引起的感应电压成为彼此相反的方向。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第4760256号公报

发明内容

发明要解决的问题

关于上述现有例电路，本发明人进行了模拟，确认了在各半导体器件的输出电容存在20％偏差的情况下，各半导体器件的栅极电流一致，但漏极-源极电压Vds存在偏离。

在上述现有例电路中，由于使用大的变压器，因此存在电路规模大型化，并且由于半导体器件的偏差(例如输出电容、阈值等)而产生电压不平衡的问题。其结果，有可能超过元件耐压的电压被施加到半导体器件，该半导体器件被破坏，或者开关时产生的损耗发生大的偏差，从而对半导体器件的发热或寿命带来大的影响。

本发明的目的在于解决以上的问题，提供一种如下的电压平衡电路以及使用该电压平衡电路的开关电路及电力转换装置：在多个半导体器件串联连接的电路中，与现有技术相比能够高精度地实现多个半导体器件间的开关时的输出电压的电压平衡。

用于解决问题的方案

本发明的一个方式的电压平衡电路用于使相互串联连接的多个半导体器件的各输出电压平衡，

所述多个半导体器件至少包含第1半导体器件和第2半导体器件，所述第1半导体器件和所述第2半导体器件各自具有控制端子以及第1元件端子和第2元件端子，

所述电压平衡电路具备：

具有一次绕组和二次绕组的第1变压器；

具有一次绕组和二次绕组的第2变压器；以及

相互串联连接的第1电容器和第2电容器，

所述第1电容器的一端与所述第1半导体器件的第1元件端子连接，

所述第2电容器的一端与所述第2半导体器件的第2元件端子连接，

所述第1电容器和所述第2电容器的各另一端相互连接，并且与所述第1变压器的二次绕组的另一端连接，