[发明专利]半导体装置的驱动装置及驱动方法和电力变换装置

说明书

本发明提供一种半导体装置的驱动装置及驱动方法和电力变换装置，能够根据动作条件一边抑制dv/dt一边抑制开关损失。半导体装置的驱动装置(104)驱动电力变换装置中的构成支路的半导体装置(101、102)，具备向半导体装置的控制端子(G)输出控制电流的输出部(3)，输出部根据半导体装置的动作状态(T、I、V)，以使支路中的续流二极管(102)的反向恢复时的电压变化率的大小成为预定的恒定值的方式控制控制电流的大小。

技术领域

本发明涉及对用于电力变换装置的半导体装置进行驱动的驱动装置及驱动方法和应用它们的电力变换装置。

背景技术

在三相交流逆变器等电力变换装置的主电路中，IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极晶体管)等半导体开关元件与二极管(续流二极管)反并联地连接而成的支路被串联地连接2个。

伴随着半导体开关元件的接通/断开驱动，各支路的电压急剧地变化，但按照由电力变换装置供给电力的负载(马达等)的绝缘性的确保、放射噪声的抑制等系统侧的要求来设定所容许的电压变化率(dv/dt)。

在被串联连接的2个支路、即高电位侧的上支路以及低电位侧的下支路之中，对于一方的支路的二极管，在恢复时施加反向偏置电压。该反向偏置电压根据在另一方的支路中导通的半导体开关元件的电压的减少而增大。此处，半导体开关元件的电压变化率(dv/dt)根据栅极驱动条件(栅极电阻、栅极电压等)而变化。因此，能够根据另一方的支路中的半导体开关元件的栅极驱动条件来设定对一方的支路中的二极管施加的反向偏置电压的dv/dt。

半导体开关元件以及二极管的dv/dt根据半导体开关元件的动作状态也发生变化。例如，IGBT导通时的配对支路的二极管的恢复dv/dt随着半导体开关元件中流动的电流变小、并且随着半导体开关元件的温度变低而增大。因此，即便栅极驱动条件是标准值，根据半导体开关元件的动作状态，dv/dt也不会被抑制。

与此相对，作为根据半导体开关元件的动作状态来控制栅极驱动条件的技术，已知专利文献1记载的现有技术。在该现有技术中，根据电流指令值来推测半导体开关元件的通电电流Ic，并且以在推测为低电流区域中的动作时通过低速开关来导通、且在推测为高电流区域中的动作时通过高速开关来导通的方式，控制驱动速度。

[现有技术文献]

专利文献1：日本特开2009-27881号公报

发明内容

(发明要解决的课题)

在上述现有技术中，在驱动速度的控制中，关于半导体开关元件以及二极管的dv/dt与在半导体开关元件的导通时发生的开关损失的折衷关系，并未进行充分的考虑。因此，根据动作条件，即便能够抑制dv/dt，也难以抑制开关损失。

因此，本发明提供一种根据动作条件来抑制dv/dt并且还能够抑制开关损失的半导体装置的驱动装置及驱动方法和电力变换装置。

(用于解决课题的手段)

为了解决上述课题，本发明的半导体装置的驱动装置对电力变换装置中的构成支路的半导体装置进行驱动，驱动装置具备向半导体装置的控制端子输出控制电流的输出部，输出部根据半导体装置的动作状态，以使支路中的续流二极管的反向恢复时的电压变化率的大小成为预定的恒定值的方式控制控制电流的大小。

另外，为了解决上述课题，本发明的半导体装置的驱动方法是对电力变换装置中的构成支路的半导体装置进行驱动的方法，根据半导体装置的动作状态，以使支路中的续流二极管的反向恢复时的电压变化率的大小成为预定的恒定值的方式控制向半导体装置的控制端子的控制电流的大小。