本發(fā)明，涉及驅(qū)動半導(dǎo)體開關(guān)元件的柵極電路的柵極驅(qū)動電路以及柵極電路的驅(qū)動方法，并使用于輸出1mhz～100mhz的高頻電力的高頻放大裝置。

背景技術(shù)：

在逆變器等電力轉(zhuǎn)換裝置中，將驅(qū)動負(fù)載的開關(guān)元件的柵極電路與主電源串聯(lián)連接，并通過橋接電路等來切換負(fù)載的電流方向。

圖9(a)表示電力轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)例。在此，表示由開關(guān)元件101a～101d來構(gòu)成全橋并對驅(qū)動電源103和負(fù)載104之間的連接進(jìn)行切換的例子。

開關(guān)元件101a～101d分別通過柵極驅(qū)動電路102a～102d控制接通(on)/切斷(off)。

柵極驅(qū)動電路102a以及柵極驅(qū)動電路102c通過高壓側(cè)的輸入信號s-a以及s-c來控制開關(guān)元件101a以及開關(guān)元件101c的接通/切斷，柵極驅(qū)動電路102b以及柵極驅(qū)動電路102d通過低壓側(cè)的輸入信號s-b以及s-d來控制開關(guān)元件101b以及開關(guān)元件101d的接通/切斷，而進(jìn)行相對于負(fù)載104的電流方向的切換。

該柵極驅(qū)動電路，根據(jù)高壓側(cè)以及低壓側(cè)的柵極驅(qū)動電路的接通/切斷狀態(tài)，低壓側(cè)的開關(guān)元件101b、101d的基準(zhǔn)電位并不會變動，但是高壓側(cè)的開關(guān)元件101a、101c的電位處于浮動狀態(tài)，而基準(zhǔn)電位會變動，因此，高壓側(cè)和低壓側(cè)的基準(zhǔn)電位不同，并成為短路的主要原因。

為了避免該短路，需要將高壓側(cè)和低壓側(cè)的開關(guān)元件的基準(zhǔn)電位在電位上設(shè)為浮動狀態(tài)。為了將開關(guān)元件的基準(zhǔn)電位在電位上設(shè)為浮動狀態(tài)，需要將向?qū)Ω鏖_關(guān)元件101a～101d進(jìn)行接通/切斷控制的柵極驅(qū)動電路102a、102c的輸入信號s-a～s-d電氣絕緣。

圖9(b)表示使用了絕緣元件的電力轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)例。在此，表示由開關(guān)元件101a、101b來構(gòu)成半橋并對驅(qū)動電源103和負(fù)載104之間的連接進(jìn)行切換的例子。

在柵極驅(qū)動電路102a、102b的輸入側(cè)連接有絕緣元件105a、105b，通過絕緣元件105a、105b，輸入信號s-a、s-b與絕緣驅(qū)動信號siso被電氣絕緣。作為將柵極驅(qū)動電路的輸入信號進(jìn)行電氣絕緣的絕緣元件，公知有光耦合器、脈沖變壓器。(專利公報1、2)

另外，脈沖變壓器，被用作驅(qū)動?xùn)艠O電路的變壓器，亦被稱作柵極驅(qū)動變壓器。

圖10表示使用了光耦合器的電路例。在圖10(a)所示的驅(qū)動電路中，通過在驅(qū)動開關(guān)元件101a、101b的柵極驅(qū)動電路102a、102b上連接光耦合器105a、105b，來進(jìn)行輸入信號s-a和絕緣驅(qū)動信號siso-a間的絕緣以及輸入信號s-b和絕緣驅(qū)動信號siso-b之間的絕緣。

另外，能夠?qū)⒏哳lmos-fet等開關(guān)元件101和fet驅(qū)動器等柵極驅(qū)動電路102組合來構(gòu)成內(nèi)置驅(qū)動器的rf-mos模塊。

圖10(b)表示驅(qū)動信號波形。(b-1)表示高壓側(cè)的輸入信號s-a，(b-3)表示通過光耦合器絕緣而得到的高壓側(cè)的絕緣驅(qū)動信號siso-a。另外，(b-2)表示低壓側(cè)的輸入信號s-b，(b-4)表示通過光耦合器絕緣而得到的低壓側(cè)的絕緣驅(qū)動信號siso-b。

圖11表示使用柵極驅(qū)動變壓器(脈沖變壓器)來進(jìn)行絕緣的電路例。在圖11(a)所示的驅(qū)動電路中，通過在驅(qū)動開關(guān)元件101a、101b的柵極驅(qū)動電路102a、102b上連接自由磁化變壓電路106a、106b，來進(jìn)行輸入信號s-a和絕緣驅(qū)動信號siso-a間的絕緣以及輸入信號s-b和絕緣驅(qū)動信號siso-b之間的絕緣。在圖11(a)所示的電路例中，與圖10(a)的電路例相同，能夠?qū)⒏哳lmos-fet等開關(guān)元件101a、101b和fet驅(qū)動器等柵極驅(qū)動電路102a、102b組合來構(gòu)成內(nèi)置驅(qū)動器的rf-mos模塊。

圖11中所示的自由磁化變壓電路106a、106b，是將柵極驅(qū)動變壓器(脈沖變壓器)以正向方式來構(gòu)成的絕緣電路，并在柵極驅(qū)動變壓器(脈沖變壓器)106a的一次側(cè)線圈上串聯(lián)連接fet106b，且在一次側(cè)線圈上并聯(lián)連接整流二極管和電阻的串聯(lián)電路，而在二次線圈側(cè)的輸出端連接整流電路106d。

在自由磁化變壓電路106中，使變壓器僅在單方向上勵磁，并通過在開關(guān)元件為切斷狀態(tài)的期間釋放被積蓄在線圈中的能量，使磁化狀態(tài)重置。與一次側(cè)線圈并聯(lián)連接的整流二極管和電阻的串聯(lián)電路，構(gòu)成重置電路(緩沖電路)106c。

在此，通過被積蓄在線圈中的能量的自然釋放來進(jìn)行被磁化的線圈的磁化狀態(tài)的重置。該磁化狀態(tài)的重置，由于不依存于外部作用而自由地進(jìn)行，因此，稱作“自由磁化”。

圖11(b)表示驅(qū)動信號波形。(b-1)表示高壓側(cè)的輸入信號s-a，(b-2)表示低壓側(cè)的輸入信號s-b，(b-3)表示通過柵極驅(qū)動變壓器絕緣而得到的高壓側(cè)的絕緣驅(qū)動信號siso-a，(b-4)表示通過柵極驅(qū)動變壓器絕緣而得到的低壓側(cè)的絕緣驅(qū)動信號siso-b。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1日本專利第5416673號

專利文獻(xiàn)2日本特開2008-270548號

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

在作為絕緣元件而使用光耦合器的電路結(jié)構(gòu)中，存在有下述的問題點(diǎn)。

(1)在使用光耦合器時，存在絕緣前后會在信號中產(chǎn)生相位差的問題。

如通過在圖10(b-1)的輸入信號s-a和圖10(b-3)的絕緣驅(qū)動信號siso-a之間的比較所示那樣，因光耦合器自身的傳輸延遲而產(chǎn)生延遲，絕緣后的絕緣驅(qū)動信號siso-a，相對于絕緣前的輸入信號s-a而產(chǎn)生相位差。

(2)在使用光耦合器時，存在絕緣后的絕緣驅(qū)動信號的脈寬會有所變動的問題。

如通過在圖10(b-2)的輸入信號s-b和圖10(b-4)的絕緣驅(qū)動信號siso-b之間的比較所示那樣，因光耦合器內(nèi)部的閾值的參差不齊，絕緣后的絕緣驅(qū)動信號siso-b的脈寬相對于絕緣前的輸入信號s-b而有所增加或減少。

由于(1)以及(2)的問題，當(dāng)為了將高頻的柵極信號絕緣而使用光耦合器時，需要對于絕緣后的絕緣驅(qū)動信號進(jìn)行某些修正。當(dāng)在絕緣后而并不對驅(qū)動信號進(jìn)行修正時，若是負(fù)載由變壓器構(gòu)成，則由于在被施加的正負(fù)的電壓時間積中產(chǎn)生差，因此會產(chǎn)生變壓器偏磁的問題。

(3)在使用了光耦合器時，存在由于光耦合器的動作的參差不齊而導(dǎo)致高壓側(cè)和低壓側(cè)的開關(guān)元件間產(chǎn)生短路的問題。

當(dāng)在光耦合器的動作中存在參差時，高壓側(cè)的絕緣驅(qū)動信號siso-a和低壓側(cè)的絕緣驅(qū)動信號siso-b之間的死區(qū)時間(deadtime)如同td-2那樣而縮短，并在開關(guān)元件101a和開關(guān)元件101b的rf-mosfet間而產(chǎn)生上下短路。

(4)在實(shí)際的光耦合器中，由于絕緣側(cè)的輸出電流為較小的數(shù)十μa～數(shù)ma，因此存在抗噪聲弱的問題。

(5)由于高頻的變位電壓會透過存在于光耦合器的絕緣間的寄生電容ciso而逃逸，因此會有使光耦合器誤點(diǎn)弧的問題。

另一方面，當(dāng)使用自由磁化變壓器而進(jìn)行絕緣時，若是驅(qū)動變壓器的mos-fet106b的特性為相同，則能夠?qū)⑤斎胄盘柵c絕緣驅(qū)動信號之間的相位差以及脈寬的偏移消除，除此之外，根據(jù)驅(qū)動變壓器的mos-fet106b的性能，能夠流動更多的變壓器的二次電流i2，因此有相較于光耦合器而抗噪聲性為更高的優(yōu)點(diǎn)。

然而，當(dāng)使用自由磁化變壓器時，存在下述的問題點(diǎn)。另外，圖11(c)表示絕緣后的驅(qū)動信號波形。

(6)如圖11(c-3)中所示，為了將勵磁電流(i1的虛線以及斜線部分)重置，需要重置(reset)期間，在重置期間中，會有mos-fet106b的兩端電壓vds產(chǎn)生浪涌電壓的問題。

(7)由于重置期間，若是圖11(b-1)、(b-2)中所示的輸入信號s-a和輸入信號s-b的占空比大而脈寬變得過大，則勵磁電流的重置并不會被充分地進(jìn)行，而有使變壓器偏磁的問題。若是變壓器偏磁，則有可能柵極驅(qū)動電路的mos-fet產(chǎn)生破損。

(8)如圖11(c-3)中的p所示，在將勵磁電流重置之后，由于一次側(cè)線圈的電流i1消失，因此，在重置期間后，由于因線圈的漏泄電感和漏泄寄生電容所產(chǎn)生的自我共振現(xiàn)象，有容易使噪聲量q乘載于絕緣后的絕緣驅(qū)動信號siso上的缺點(diǎn)。絕緣驅(qū)動信號siso的噪聲量q，有可能使高壓側(cè)開關(guān)元件101a和低壓側(cè)開關(guān)元件101b短路。

(9)在mos-fet106b的兩端電壓vds處所產(chǎn)生的浪涌電壓，由于使驅(qū)動變壓器106a的mosfet的ds間的電壓上升，因此，有必要將mos-fet106b的耐壓提高。一般而言，高耐壓的mos-fet，有開關(guān)速度變慢的傾向，因此，會有導(dǎo)致rf-mos模塊的驅(qū)動速度被限制為變壓器驅(qū)動用的mos-fet的速度的可能。

因此，在使用了自由磁化變壓器的結(jié)構(gòu)中，需要重置期間，并且由于在重置結(jié)束時所產(chǎn)生的自我共振現(xiàn)象而導(dǎo)致發(fā)生過大的電壓，而有容易發(fā)生使開關(guān)元件的rf-mos再度成為接通狀態(tài)的誤動作的問題。此傾向隨頻率變得越高，則會越顯著。

本發(fā)明的目的在于解決上述的現(xiàn)有技術(shù)的問題點(diǎn)，在使用了變壓器的絕緣電路結(jié)構(gòu)中，不需要勵磁電流的重置期間，就能夠消除重置后的自我共振現(xiàn)象的產(chǎn)生。另外，目的在于抑制因自我共振現(xiàn)象所導(dǎo)致的噪聲電流的發(fā)生，而抑制因噪聲所導(dǎo)致的開關(guān)元件的誤動作。

用于解決課題的手段

本申請發(fā)明，在基于高頻信號進(jìn)行的多個柵極電路的驅(qū)動中，在通過將由柵極驅(qū)動變壓器所致的驅(qū)動用輸入信號進(jìn)行絕緣的結(jié)構(gòu)中，使柵極驅(qū)動變壓器的一次側(cè)線圈中所流動的勵磁電流交替地在兩方向上而無斷續(xù)地始終流動，而不需要起因于僅使勵磁電流在單方向上流動的重置期間，并且消除重置后的自我共振現(xiàn)象的產(chǎn)生。通過不使自我共振現(xiàn)象產(chǎn)生，而抑制自我共振現(xiàn)象所導(dǎo)致的噪聲電流的發(fā)生，并能夠抑制噪聲所導(dǎo)致的開關(guān)元件的誤動作。

本申請發(fā)明，能夠設(shè)為裝置的形態(tài)以及方法的形態(tài)。另外，以下，基于圖1～圖3中所示的元件符號進(jìn)行說明。

〔裝置的形態(tài)〕

在裝置的形態(tài)中，本申請發(fā)明的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路，由彼此絕緣的高頻信號來驅(qū)動多個柵極電路。

高頻絕緣柵極驅(qū)動電路，具備輸入信號形成電路和柵極驅(qū)動變壓器以及電流-電壓轉(zhuǎn)換電路。

(輸入信號形成電路)

輸入信號形成電路輸出相同占空比并且彼此相位偏移的互補(bǔ)的電壓信號的2個輸入信號(s)。2個輸入信號具備彼此的相的電壓為高電位與低電位的互補(bǔ)關(guān)系的互補(bǔ)電位期間、和彼此的相的電壓為相同電位的同電位期間。2個輸入信號的各電位以時間序列交替地進(jìn)行高電位和低電位切換。

輸入信號形成電路的一個形態(tài)具備形成高頻脈沖信號(ps)的脈沖信號形成電路(11)、和基于高頻脈沖信號的二值而輸出高電位或低電位的輸入信號(s)的2個柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件(12)。

輸入形成信號電路的其他方式具備形成高頻脈沖信號的控制電路(13)，并具備基于控制電路(13)所形成的高頻脈沖信號的二值信號，而輸出高電位或低電位的輸入信號(s)的2個柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件(12)。

在高電位以及低電位的輸入信號的一個方式中，高壓側(cè)的柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件基于電源電壓而形成高電位的輸入信號，低壓側(cè)的柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件基于接地電壓或包含零電壓的基準(zhǔn)電壓而形成低電位的輸入信號。另外，實(shí)際的柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件由于在元件內(nèi)存在有電壓下降，因此將減去了電壓下降量之后的電壓作為輸入信號而形成。

另外，在高電位以及低電位的輸入信號的其他方式中，高壓側(cè)的柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件基于正的電源電壓而形成高電位的輸入信號，低壓側(cè)的柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件基于負(fù)的電源電壓而形成低電位的輸入信號。

(柵極驅(qū)動變壓器)

柵極驅(qū)動變壓器(20)在一次側(cè)線圈的兩端的各輸入端子連接有輸入信號形成電路的各相的輸出端子。柵極驅(qū)動變壓器輸入輸入信號(s)，并形成與該輸入信號絕緣的信號。

本申請發(fā)明所具備的柵極驅(qū)動變壓器在施加給一次側(cè)線圈的兩端的2個輸入信號(s)中，具備彼此的相的電壓為高電位與低電位的互補(bǔ)關(guān)系的互補(bǔ)電位期間、和彼此的相的電壓為相同電位的同電位期間。在柵極驅(qū)動變壓器(20)的一次側(cè)線圈中，在互補(bǔ)電位期間流動勵磁電流(im)以及負(fù)載電流(il)，在同電位期間流動勵磁電流(im)。由此，在一次側(cè)線圈中，在全部期間均始終流動有勵磁電流(im)。

關(guān)于勵磁電流(im)，通過互補(bǔ)電位期間的高電位和低電位的關(guān)系以時間序列交替，一次側(cè)線圈的電流方向會反轉(zhuǎn)，因此，能夠成為不需要用于將勵磁電流重置的重置期間。

另外，在同電位期間，一次側(cè)線圈中流動勵磁電流，因此能夠抑制自我共振現(xiàn)象所導(dǎo)致的噪聲電流的發(fā)生。

本申請發(fā)明的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路所具備的柵極驅(qū)動變壓器，由于一次側(cè)線圈在全部期間中始終流動有勵磁電流(im)，因此，線圈始終保持在被磁化的狀態(tài)。在被用于現(xiàn)有技術(shù)的絕緣電路中的自由磁化變壓器中，在勵磁電流被重置之后，存在不會流動勵磁電流的期間，在此期間中，線圈的磁通量狀態(tài)為不會被柵極驅(qū)動變壓器電路所控制的自由的狀態(tài)，在此期間中，會有因自我共振現(xiàn)象而導(dǎo)致產(chǎn)生噪聲電流的情況。相對于此，本申請發(fā)明的柵極驅(qū)動變壓器，由于通過柵極驅(qū)動變壓器電路而在一次側(cè)線圈中始終流動有勵磁電流，因此，線圈的磁通量狀態(tài)成為由柵極驅(qū)動變壓器電路控制的所謂被約束的狀態(tài)。因此，此處，相對于現(xiàn)有技術(shù)的自由磁化變壓器而將本申請發(fā)明所具備的柵極驅(qū)動變壓器稱作約束磁化變壓器。

(電流-電壓轉(zhuǎn)換電路)

電流-電壓轉(zhuǎn)換電路(30)在輸入端子處連接有柵極驅(qū)動變壓器(20)的輸出端子，并將在柵極驅(qū)動變壓器的二次側(cè)線圈中流動的二次電流進(jìn)行電流-電壓轉(zhuǎn)換，將所得到的絕緣驅(qū)動信號(siso)輸出至柵極電路。

本申請發(fā)明的電流-電壓轉(zhuǎn)換電路(30)能夠是將并聯(lián)連接電阻和整流二極管而成的第1并聯(lián)電路和第2并聯(lián)電路串并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。

第1并聯(lián)電路在柵極驅(qū)動變壓器的二次側(cè)線圈的卷繞起始側(cè)處，將整流二極管以使正向成為柵極電路的方向的方式串聯(lián)連接。另一方面，第2并聯(lián)電路，在柵極驅(qū)動變壓器的二次側(cè)線圈的卷繞起始側(cè)和卷繞結(jié)束側(cè)之間，將整流二極管以使正向成為柵極電路的輸入端的方向的方式并聯(lián)連接。

本申請發(fā)明的電流-電壓轉(zhuǎn)換電路通過在第1并聯(lián)電路中串聯(lián)連接的電阻、以及在第2并聯(lián)電路中并聯(lián)的電阻，將在柵極驅(qū)動變壓器的二次側(cè)線圈中流動的電流進(jìn)行電流-電壓轉(zhuǎn)換而轉(zhuǎn)換成電壓，并且能夠通過并聯(lián)連接于各電阻上的整流二極管的整流作用，而整流為朝向柵極驅(qū)動電路側(cè)方向的電流方向。第1并聯(lián)電路及/或第2并聯(lián)電路可設(shè)為將電容器作并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。

本申請發(fā)明的電流-電壓轉(zhuǎn)換電路能夠設(shè)為多個形態(tài)。

電流-電壓轉(zhuǎn)換電路的第1形態(tài)，通過第1并聯(lián)電路的電阻的電阻值和第2并聯(lián)電路的電阻的電阻值，將從柵極驅(qū)動變壓器觀察輸出側(cè)時的輸入阻抗調(diào)整為恒定值。通過將第1并聯(lián)電路的電阻的電阻值和第2并聯(lián)電路的電阻的電阻值設(shè)為同等的值，能夠?qū)臇艠O驅(qū)動變壓器觀察輸出側(cè)時的阻抗始終設(shè)為恒定。另外，此處，同等的電阻值并不被限定于同一的電阻值，而包含有容許量的電阻值。

電流-電壓轉(zhuǎn)換電路的第2形態(tài)，將第1并聯(lián)電路的電阻的電阻值和第2并聯(lián)電路的電阻的電阻值，以成為與柵極驅(qū)動變壓器和電流-電壓轉(zhuǎn)換電路之間的傳輸線路的特性阻抗相同的方式來選擇。若依據(jù)第2形態(tài)，則能夠?qū)⒈惠斎胫翓艠O驅(qū)動變壓器的一次側(cè)的輸入信號無變形地作為絕緣驅(qū)動信號而傳輸至柵極驅(qū)動電路。

電流-電壓轉(zhuǎn)換電路的第3形態(tài)，在柵極驅(qū)動變壓器的一次側(cè)或二次側(cè)具備共模變壓器，并使共模變壓器的特性阻抗與柵極驅(qū)動變壓器和電流-電壓轉(zhuǎn)換電路之間的傳輸線路的特性阻抗相匹配。若依據(jù)第3形態(tài)，則通過共模變壓器，來阻止透過柵極驅(qū)動變壓器的一次側(cè)線圈和二次側(cè)線圈之間的寄生電容而逃逸的在同方向上流動的共模噪聲電流，而能夠?qū)⒆兾浑妷旱挠绊懡档汀?/p>

(電路結(jié)構(gòu)的形態(tài))

本申請發(fā)明的柵極電路，能夠由開關(guān)元件、和驅(qū)動開關(guān)元件的柵極驅(qū)動電路，來構(gòu)成高頻開關(guān)模塊。

柵極驅(qū)動電路，通過從電流-電壓轉(zhuǎn)換電路所輸出的絕緣驅(qū)動信號(siso)來進(jìn)行開關(guān)元件的接通/切斷控制。在該接通/切斷控制中，可將高頻開關(guān)模塊作為單位來進(jìn)行控制。

本申請發(fā)明的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路可由全橋或半橋來構(gòu)成。構(gòu)成橋的單位，除了柵極電路之外，亦可設(shè)為高頻開關(guān)模塊。

當(dāng)將柵極電路作為橋的構(gòu)成單位時，在對于負(fù)載施加高電壓的高電壓柵極電路和對于負(fù)載施加低電壓的低電壓柵極電路的各輸入端分別連接高頻絕緣柵極驅(qū)動電路。

當(dāng)將高頻開關(guān)模塊作為橋的構(gòu)成單位時，在高壓側(cè)的高頻開關(guān)模塊和低壓側(cè)的高頻開關(guān)模塊的各輸入端分別連接電流-電壓轉(zhuǎn)換電路。

〔方法的形態(tài)〕

本申請發(fā)明的柵極電路驅(qū)動方法，系為將多個柵極電路以彼此絕緣的多個高頻信號來驅(qū)動的方法，其特征為，系對于柵極驅(qū)動變壓器(20)的一次側(cè)線圈的兩端的各輸入端子，而施加2個輸入信號(s)，該2個輸入信號(s)，系身為相同占空比并且彼此相位偏移的互補(bǔ)的電壓信號，并藉由通過將各電位以時間序列在高電位和低電位交替切換，而具備彼此的相電壓為高電位和低電位的互補(bǔ)關(guān)系的互補(bǔ)電位期間、以及彼此的相電壓為相同電位的同電位期間，在柵極驅(qū)動變壓器(20)的一次側(cè)線圈中，在互補(bǔ)電位期間流過勵磁電流以及負(fù)載電流，在同電位期間流過勵磁電流，將在柵極驅(qū)動變壓器(20)的二次線圈中流過的二次電流進(jìn)行電流-電壓轉(zhuǎn)換而得的絕緣驅(qū)動信號(siso)輸入到柵極電路，通過絕緣驅(qū)動信號(siso)來驅(qū)動?xùn)艠O電路。

若依據(jù)本申請發(fā)明的柵極電路驅(qū)動方法，則施加在一次側(cè)線圈的兩端的2個輸入信號(s)中，具備彼此的相的電壓為高電位與低電位的互補(bǔ)關(guān)系的互補(bǔ)電位期間、和彼此的相的電壓為相同電位的同電位期間，在柵極驅(qū)動變壓器(20)的一次側(cè)線圈中，在互補(bǔ)電位期間流動勵磁電流(im)以及負(fù)載電流(il)，在同電位期間流動勵磁電流(im)。通過該勵磁電流的流動，一次側(cè)線圈在全部期間中流動有勵磁電流(im)。

勵磁電流(im)，通過互補(bǔ)電位期間中的高電位和低電位的關(guān)系以時間序列交替，一次側(cè)線圈的電流方向反轉(zhuǎn)，因此，能夠不需要用于將勵磁電流重置的重置期間。另外，在同電位期間在一次側(cè)線圈流動勵磁電流，由此能夠抑制自我共振現(xiàn)象所導(dǎo)致的噪聲電流的發(fā)生。

在本申請發(fā)明的柵極電路驅(qū)動方法中，通過連接于柵極驅(qū)動變壓器(20)的二次側(cè)線圈上的電流-電壓轉(zhuǎn)換電路(30)，來進(jìn)行電流-電壓轉(zhuǎn)換。

電流-電壓轉(zhuǎn)換電路通過將第1并聯(lián)電路和第2并聯(lián)電路串并聯(lián)連接而構(gòu)成，該第1并聯(lián)電路和第2并聯(lián)電路分別通過將電阻和整流二極管并聯(lián)連接而成，第1并聯(lián)電路為電阻和整流二極管的并聯(lián)連接電路，并在柵極驅(qū)動變壓器的二次側(cè)線圈的卷繞起始側(cè)將整流二極管的正向朝向上述柵極電路串聯(lián)連接，第2并聯(lián)電路為電阻和整流二極管的并聯(lián)連接電路，并在柵極驅(qū)動變壓器的二次側(cè)線圈的卷繞起始側(cè)和卷繞結(jié)束側(cè)之間，將整流二極管的正向朝向柵極電路的輸入端而并聯(lián)連接，將此第1并聯(lián)電路和第2并聯(lián)電路串并聯(lián)連接，而構(gòu)成電流-電壓轉(zhuǎn)換電路，并與柵極驅(qū)動變壓器(20)的二次側(cè)線圈連接。

在輸入信號(s)的差電壓相對于第1并聯(lián)電路的整流二極管的正向而為負(fù)電壓的期間，將絕緣驅(qū)動信號(siso)的電位通過第2并聯(lián)電路的整流二極管來以與正向電壓量相對應(yīng)的量而朝向逆方向偏壓。

在輸入信號(s)的差電壓相對于第1并聯(lián)電路的整流二極管的正向?yàn)樨?fù)電壓的期間，第1并聯(lián)電路的輸入側(cè)為低電位，經(jīng)由第2并聯(lián)電路連接的第1并聯(lián)電路的輸出側(cè)成為高電位，相當(dāng)于對于電流-電壓轉(zhuǎn)換電路而施加了負(fù)電壓的負(fù)電壓期間。

即使當(dāng)輸入信號中產(chǎn)生有噪聲量而絕緣驅(qū)動信號有所變動的情況下，由于柵極驅(qū)動電路的mos-fet的輸入端電壓以與柵極驅(qū)動電路的整流二極管的正向電壓量相對應(yīng)的量而被朝向反方向偏壓，因此誤動作被防止，能夠防止由柵極驅(qū)動電路進(jìn)行接通/切斷控制的開關(guān)元件的rf-mos同時成為接通狀態(tài)而高壓側(cè)的開關(guān)元件和低壓側(cè)的開關(guān)元件彼此短路的情形。

在本申請發(fā)明的柵極電路驅(qū)動方法中，2個輸入信號的生成能夠使用2個柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件來進(jìn)行，對于一個柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件施加二值的高頻脈沖信號(ps)的高電位的信號而生成高電位的輸入信號(s)，對于另外一個柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件施加二值的高頻脈沖信號(ps)的低電位的信號而生成低電位的輸入信號(s)。

將通過柵極驅(qū)動變壓器的絕緣作用以及電流-電壓轉(zhuǎn)換而根據(jù)輸入信號(s)得到的絕緣驅(qū)動信號(siso)，輸入至柵極驅(qū)動電路，并通過柵極驅(qū)動電路而生成驅(qū)動電壓，并通過所生成的驅(qū)動電壓來進(jìn)行柵極電路的開關(guān)元件的接通/切斷控制。

絕緣驅(qū)動信號的占空比可通過變更2個輸入信號(s)間的相位差來調(diào)整。該占空比調(diào)整可在全部期間將阻抗維持于低阻抗的狀態(tài)下來進(jìn)行。

發(fā)明效果

如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在使用了柵極驅(qū)動變壓器的絕緣電路中，能夠不需要勵磁電流的重置期間，就能夠防止重置后的自我共振現(xiàn)象的發(fā)生。另外，通過始終流動勵磁電流，來抑制自我共振現(xiàn)象所導(dǎo)致的噪聲的發(fā)生，能夠抑制開關(guān)元件的誤動作。

本申請發(fā)明的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路以及柵極電路驅(qū)動方法適用于在光耦合器以及自由磁化變壓器方式中難以應(yīng)對的1mhz～100mhz頻帶的高頻，能夠適用在輸出1mhz～100mhz的高頻電力的高頻放大裝置中。

附圖說明

圖1是用于說明本申請發(fā)明的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路的概略構(gòu)成的圖。

圖2是用于說明本申請發(fā)明的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路的一構(gòu)成例的圖。

圖3是用于說明本申請發(fā)明的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路的電流以及電壓狀態(tài)的圖。

圖4是用于說明本申請發(fā)明的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路的勵磁電流(im)的流動的圖。

圖5是用于說明本申請發(fā)明的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路的勵磁電流(im)的流動的圖。

圖6是用于說明電流-電壓轉(zhuǎn)換電路的逆偏壓效果以及絕緣驅(qū)動信號的脈寬調(diào)整的圖。

圖7是用于說明本申請發(fā)明的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路的其他構(gòu)成例的圖。

圖8是用于說明本申請發(fā)明的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路的柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件的構(gòu)成例的圖。

圖9是表示電力轉(zhuǎn)換裝置的構(gòu)成例的圖。

圖10是表示使用了光耦合器的電路例的圖。

圖11是表示使用了柵極驅(qū)動變壓器(脈沖變壓器)的電路例的圖。

具體實(shí)施方式

針對本申請發(fā)明的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路及柵極電路驅(qū)動方法，使用圖1～圖7來說明。

以下，使用圖1來對本申請發(fā)明的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路的概略構(gòu)成進(jìn)行說明，并使用圖2～6對本申請發(fā)明的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路的一構(gòu)成例以及動作例進(jìn)行說明，并使用圖7對本申請發(fā)明的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路的其他構(gòu)成例進(jìn)行說明，使用圖8對本申請發(fā)明的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路所具備的柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件的構(gòu)成例進(jìn)行說明。

(本申請發(fā)明的構(gòu)成)

圖1是用于說明本申請發(fā)明的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路的概略構(gòu)成的圖，圖1(a)表示在輸入信號形成電路內(nèi)生成用于形成輸入信號的脈沖信號的構(gòu)成，圖1(b)表示從輸入信號形成電路外導(dǎo)入用于形成輸入信號的脈沖信號的構(gòu)成。另外，圖1表示具備2個開關(guān)元件的半橋電路的構(gòu)成例，但是，亦可適用在具備4個的開關(guān)元件的全橋電路的構(gòu)成例中。

在圖1(a)、(b)所示的構(gòu)成圖中，半橋結(jié)構(gòu)的開關(guān)電路將開關(guān)元件50a和50b串聯(lián)連接而構(gòu)成串聯(lián)電路，并在串聯(lián)電路的兩端連接負(fù)載電源70。在開關(guān)元件的串聯(lián)電路上并聯(lián)連接2個電容器的串聯(lián)電路，并在開關(guān)元件的串聯(lián)電路的中點(diǎn)和電容器的串聯(lián)電路的中點(diǎn)之間連接負(fù)載60。

開關(guān)元件50a、50b的驅(qū)動分別由柵極驅(qū)動電路40a、40b來進(jìn)行。開關(guān)元件50(50a、50b)以及柵極驅(qū)動電路40(40a、40b)可作為高頻開關(guān)模塊2(2a、2b)而設(shè)為1個電路結(jié)構(gòu)。在圖1中表示將高頻開關(guān)模塊2以半橋來構(gòu)成的例子，但是，亦可由全橋來構(gòu)成。

在柵極驅(qū)動電路40(40a、40b)或高頻開關(guān)模塊2(2a、2b)上連接有高頻絕緣柵極驅(qū)動電路1(1a、1b)。高頻絕緣柵極驅(qū)動電路1(1a、1b)將絕緣驅(qū)動信號(siso(siso-a、siso-b))輸入至柵極驅(qū)動電路40(40a、40b)，并對開關(guān)元件50(50a、50b)進(jìn)行接通/切斷控制。輸入信號形成電路10、柵極驅(qū)動變壓器20、電流-電壓轉(zhuǎn)換電路30以及柵極驅(qū)動電路40構(gòu)成開關(guān)元件驅(qū)動電路3(3a、3b)。開關(guān)元件50(50a、50b)的接通/切斷控制切換負(fù)載電源70和負(fù)載60間的連接狀態(tài)，切換施加于負(fù)載60處的電壓狀態(tài)。高頻開關(guān)模塊2a對于負(fù)載60施加高電壓，高頻開關(guān)模塊2b對于負(fù)載60施加低電壓。

高頻絕緣柵極驅(qū)動電路1a對于高壓側(cè)的高頻開關(guān)模塊2a輸入絕緣驅(qū)動信號(siso-a)，高頻絕緣柵極驅(qū)動電路1b對于低壓側(cè)的高頻開關(guān)模塊2b輸入絕緣驅(qū)動信號(siso-b)。

各高頻絕緣柵極驅(qū)動電路1(1a、1b)具備柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件12(12a、12b)、和柵極驅(qū)動變壓器20(20a、20b)、以及電流-電壓轉(zhuǎn)換電路30(30a、30b)。

柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件12(12a、12b)基于2個脈沖信號(ps-1、ps-2)生成2個輸入信號(s-1、s-2)。所生成的2個輸入信號(s-1、s-2)被施加于柵極驅(qū)動變壓器20(20a、20b)。

輸入信號(s)為相同占空比并且彼此相位偏移的互補(bǔ)的電壓信號，并將各電位以時間序列在高電位和低電位交替切換，而切換彼此的相的電壓為高電位和低電位的互補(bǔ)關(guān)系的互補(bǔ)電位期間和彼此的相的電壓為相同電位的同電位期間。

輸入信號(s)具備電位為相異的2種電壓信號的輸入信號(s-1)以及輸入信號(s-2)，并被輸入至柵極驅(qū)動變壓器20的一次側(cè)線圈的兩端的各端。

柵極驅(qū)動變壓器20(20a、20b)為用于將輸入信號(s)和絕緣驅(qū)動信號(siso)進(jìn)行絕緣的絕緣元件，并由被稱作脈沖變壓器的高頻變壓器來構(gòu)成。

柵極驅(qū)動變壓器20根據(jù)輸入信號(s-1)、(s-2)的電壓信號而使一次側(cè)線圈的電流狀態(tài)改變，并從二次側(cè)線圈流動與一次電流絕緣的二次側(cè)電流。

本申請發(fā)明的柵極驅(qū)動變壓器20對一次側(cè)線圈的兩端的各端分別輸入輸入信號(s-1)和輸入信號(s-2)，并通過使該輸入信號(s-1)以及(s-2)的電位的高低反轉(zhuǎn)，而使一次側(cè)線圈的勵磁電流在每一周期反轉(zhuǎn)，并成為不需要進(jìn)行勵磁電流的重置。另外，通過在一次側(cè)線圈的兩端的各端施加基于輸入信號(s-1)以及(s-2)的電位的電壓，而將一次線圈的兩端始終保持于預(yù)定的電壓狀態(tài)，由此，使一次側(cè)線圈的勵磁電流始終流動，而抑制自由共振電流的發(fā)生。

脈沖信號(ps)，除了通過由脈沖信號形成電路11來形成以外，亦可從外部的控制電路13輸入。圖1(a)表示通過脈沖信號形成電路11來形成脈沖信號(ps)的例子，圖1(b)表示從外部的控制電路13輸入的例子。在圖1(a)的構(gòu)成例中，可通過脈沖信號形成電路和柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件12來構(gòu)成輸入信號形成電路10。

圖1(a)的高壓側(cè)的脈沖信號形成電路11a形成脈沖信號ps-a1和脈沖信號ps-a2這2個脈沖信號，并分別輸入至2個柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件12a1和柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件12a2。另外，在低壓側(cè)，低壓側(cè)的脈沖信號形成電路11b形成脈沖信號ps-b1和脈沖信號ps-b2的2個脈沖信號，并分別輸入至2個柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件12b1和柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件12b2。

在圖1(b)所示的構(gòu)成例中，控制電路13將脈沖信號ps-a1、ps-a2分別輸入至高壓側(cè)的柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件12a1、12a2，并將脈沖信號ps-b1、ps-b2分別輸入至低壓側(cè)的柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件12b1、12b2。

電流-電壓轉(zhuǎn)換電路30(30a、30b)將柵極驅(qū)動變壓器20(20a、20b)的二次側(cè)線圈的電流進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，形成絕緣驅(qū)動信號siso(siso-a、siso-b)的電壓信號，輸出至柵極驅(qū)動電路40(40a、40b)。

(高頻絕緣柵極驅(qū)動電路的構(gòu)成例及動作例)

使用圖2、圖3，對本申請發(fā)明的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路的一構(gòu)成例以及本申請發(fā)明的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路的動作例進(jìn)行說明。

圖2是用于說明本申請發(fā)明的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路的一構(gòu)成例的圖，圖3是用于說明本申請發(fā)明的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路的電流以及電壓狀態(tài)的圖。

圖2的結(jié)構(gòu)例表示具備高壓側(cè)和低壓側(cè)的2個開關(guān)元件的半橋電路的結(jié)構(gòu)。驅(qū)動高壓側(cè)的開關(guān)元件50aa的高壓側(cè)的結(jié)構(gòu)、和驅(qū)動低壓側(cè)的開關(guān)元件50ba的低壓側(cè)的結(jié)構(gòu)為相同的結(jié)構(gòu)，因此，此處主要針對驅(qū)動高壓側(cè)的開關(guān)元件50aa的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。

開關(guān)元件50aa由柵極驅(qū)動電路40aa進(jìn)行接通/切斷控制。開關(guān)元件50aa例如可由rf-mosfet來構(gòu)成，柵極驅(qū)動電路40aa可由推挽結(jié)構(gòu)的fet以及晶體管來構(gòu)成。柵極驅(qū)動電路40aa和開關(guān)元件50aa，除了可作為高頻開關(guān)模塊2a而由1個元件來構(gòu)成以外，亦可通過連接各元件的電路來構(gòu)成。

構(gòu)成輸入信號形成電路10的柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件12a具備2個驅(qū)動元件(12a1以及12a2)。柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件12a1以及12a2如圖8(a)中所示，具有以2個開關(guān)元件所構(gòu)成的輸出級的cmos、ttl的元件、或者是由driveic的電路來構(gòu)成。另外，開關(guān)元件由mos(圖8(b))或者晶體管(圖8(c))構(gòu)成。在串聯(lián)連接的2個開關(guān)元件中，各開關(guān)元件的一個端部連接電源電壓vcc或接地電壓，或者是連接正負(fù)的電源電壓vcc以及-vcc，并將連接兩開關(guān)元件的連接點(diǎn)作為輸出級，而輸出輸入信號s。

在柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件12a1以及12a2的各輸入端從脈沖信號形成電路11輸入脈沖信號ps-a1(圖3(a))以及脈沖信號ps-a2(圖3(b))。脈沖信號ps-a1以及脈沖信號ps-a2為對應(yīng)于邏輯元件的控制信號"1"以及"0"的信號，柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件12a1以及12a2基于脈沖信號ps的二值的值，而從輸出級來選擇電源電壓vcc、接地電壓、基準(zhǔn)電壓或零電壓、或者正的電源電壓vcc或負(fù)的電源電壓-vcc，而作為輸入信號s來輸出。

脈沖信號ps為相同占空比并且彼此相位偏移的互補(bǔ)的信號，若是將高電位設(shè)為"1"并將低電位設(shè)為"0"進(jìn)行邏輯標(biāo)記，則彼此的相的值，以時間序列在"0"和"1"的值之間切換，而切換彼此的相的值為例如一方為"0"而另外一方為"1"那樣的互補(bǔ)關(guān)系的互補(bǔ)期間和彼此的相的值為例如雙方均為"0"或"1"的相同值的同值期間。

輸入信號s具備與脈沖信號ps的值相對應(yīng)的電壓值。因此，基于脈沖信號ps的值所形成的2個輸入信號(s)具備與脈沖信號ps相同的信號波形，并為相同占空比并且彼此相位作偏移的互補(bǔ)的電壓信號，并通過對于各電位以時間序列在高電位和低電位進(jìn)行交替切換，而對彼此的相的電壓為高電位和低電位的互補(bǔ)關(guān)系的互補(bǔ)電位期間和彼此的相的電壓為相同電位的同電位期間進(jìn)行切換。

從柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件12a1以及12a2所輸出的2個輸出中，一個輸出作為輸入信號s-a1(圖3(g))而被輸入至柵極驅(qū)動變壓器20a的一次側(cè)線圈的一個端部，另外一個輸出作為輸入信號s-a2(圖3(h))而被輸入至柵極驅(qū)動變壓器20a的一次側(cè)線圈的另外個端部。

柵極驅(qū)動變壓器20a的一次側(cè)線圈20aa的兩端中，在一個端部被連接有柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件12a1的輸出端，在另一個端部被連接有柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件12a2的輸出端。

若是從柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件12a1以及12a2輸出電源電壓vcc或接地電壓、或者正的電源電壓vcc或負(fù)的電源電壓-vcc，則在一次側(cè)線圈20aa的兩端施加vcc、-vcc、0電壓、或者2vcc、-2vcc、0的兩端電壓vt-a(圖3(c))。另外，通過將正的電源電壓以及負(fù)的電源電壓分別設(shè)為vcc/2以及-vcc/2，能夠?qū)⒁淮蝹?cè)線圈20aa的兩端電壓vt-a設(shè)為vcc、-vcc或者是0。通過對于一次側(cè)線圈20aa施加電壓，在一次側(cè)線圈20aa中流動一次電流i1(圖3(d))，在二次側(cè)線圈20ab中流動二次電流i2(圖3(e))。

電流-電壓轉(zhuǎn)換電路30a由將電阻30aa和整流二極管30ab的第1并聯(lián)電路與電阻30ac和整流二極管30ad的第2并聯(lián)電路對二次側(cè)線圈20ab串并聯(lián)連接所成的阻抗電路構(gòu)成。此電流-電壓轉(zhuǎn)換電路30a根據(jù)二次電流i2的電流方向，將二次電流i2轉(zhuǎn)換為正電壓或負(fù)電壓，并將所得到的電壓作為絕緣驅(qū)動信號(siso-a)輸入至高頻開關(guān)模塊2a的柵極驅(qū)動電路40aa。

當(dāng)一次側(cè)線圈20aa的兩端電壓vt-a為正電壓時，從柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件12a1向柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件12a2流動一次電流，當(dāng)在二次側(cè)線圈20ab中以圖2中箭頭所示的方向上流動有二次電流i2時，通過電流-電壓轉(zhuǎn)換電路30a的第2并聯(lián)電路中的電阻30ac，而發(fā)生正電壓的絕緣驅(qū)動信號(siso-a)。

另一方面，當(dāng)一次側(cè)線圈20aa的兩端電壓vt-a為負(fù)電壓時，從柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件12a2向柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件12a1流動一次電流，當(dāng)在二次側(cè)線圈20ab中與圖2中的箭頭相反的方向上流動有二次電流i2時，通過電流-電壓轉(zhuǎn)換電路30a的第2并聯(lián)電路中的二極管30ad，而發(fā)生負(fù)電壓(-vf)的絕緣驅(qū)動信號(siso)。

在上述記載中，雖對高壓側(cè)的構(gòu)成進(jìn)行了說明，但是，對低壓側(cè)的輸入信號形成電路10b、柵極驅(qū)動變壓器20b、電流-電壓轉(zhuǎn)換電路30b，亦為相同。(柵極驅(qū)動變壓器的勵磁電流)

接著，針對柵極驅(qū)動變壓器的勵磁電流，使用圖3～5進(jìn)行說明。圖3(d)表示勵磁電流im以及負(fù)載電流il的一次電流i1，圖4、5表示勵磁電流im的流動的一例。另外，圖4表示對柵極驅(qū)動變壓器的一次側(cè)線圈施加了電壓vcc和接地電壓的例子，圖5表示在柵極驅(qū)動變壓器的一次側(cè)線圈上施加了正的電壓vcc以及負(fù)的電壓-vcc的例子。

在圖3(d)中，實(shí)線表示在負(fù)載電流il上重疊了勵磁電流im的一次電流i1，虛線表示勵磁電流im，斜線部分表示負(fù)載電流il。另外，圖3中的"a"、"b"、"c"以及"d"，分別代表脈沖信號ps-a1為"1"而脈沖信號ps-a2為"0"的期間、脈沖信號ps-a1為"1"而脈沖信號ps-a2為"1"的期間、脈沖信號ps-a1為"0"而脈沖信號ps-a2為"1"的期間、脈沖信號ps-a1為"0"而脈沖信號ps-a2為"0"的期間。另外，圖4以及圖5的(a)～(d)表示對應(yīng)于各期間"a"～"d"。期間"a"：

在期間"a"中，在柵極驅(qū)動變壓器的一次側(cè)線圈的兩端間施加有正的vcc(在圖5中為2vcc)的電壓，并流動負(fù)載電流il以及勵磁電流im。勵磁電流im在之前的期間"d"中，向負(fù)方向流動，并相對于施加電壓而較遲地變動，因此，在此期間"a"中，從-im而上升至+im并朝向正方向流動。負(fù)載電流il在一次側(cè)線圈的兩端電壓為正的vcc的期間流動。

在圖4(a)、圖5(a)中，在一次側(cè)線圈中流動的一次電流i1為以實(shí)線所標(biāo)示的電流，并為將負(fù)載電流il和以虛線所標(biāo)示的勵磁電流im合計而得的電流。此時，在二次側(cè)線圈中二次電流i2朝向箭頭的方向流動，并通過并聯(lián)連接的電阻rg2進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，并將電壓轉(zhuǎn)換后的電壓作為絕緣驅(qū)動信號siso而輸出。

期間"b"：

在期間"b"中，在柵極驅(qū)動變壓器的一次側(cè)線圈的兩端子上施加電源電壓。在此期間中，由于不存在一次側(cè)線圈的兩端子間的電壓差，因此不流動負(fù)載電流il。另一方面，勵磁電流im在之前的期間"a"中朝向正的方向流動，而并不存在一次側(cè)線圈的兩端子間的電壓差，因此，在此期間"b"中，成為線圈的磁化狀態(tài)被保持的約束磁化狀態(tài)，勵磁電流被保持為期間"a"的結(jié)束時間點(diǎn)時的電流+im。

在圖4(b)、圖5(b)中，一次側(cè)線圈的一次電流i1為以虛線所標(biāo)示的勵磁電流im。此時，在二次側(cè)線圈中未流動二次電流i2，絕緣驅(qū)動信號siso的輸出為零電壓。

期間"c"：

在期間"c"中，在柵極驅(qū)動變壓器的一次側(cè)線圈的兩端間施加有負(fù)的-vcc(在圖5中為-2vcc)的電壓，流動負(fù)載電流il以及勵磁電流im。勵磁電流im，在之前的期間"b"中被保持，在此期間"c"中，從保持狀態(tài)的+im而減少并朝向負(fù)方向流動。負(fù)載電流il在一次側(cè)線圈的兩端電壓為負(fù)的-vcc(在圖5中為-2vcc)的期間流動。

在圖4(c)、圖5(c)中，在一次側(cè)線圈中流動的一次電流i1為將以實(shí)線所標(biāo)示的負(fù)載電流il和以虛線所標(biāo)示的勵磁電流im合計而得的電流。此時，在二次側(cè)線圈中，二次電流i2朝向與期間"a"相反方向的箭頭的方向流動，并通過串聯(lián)連接的電阻rg1被電壓轉(zhuǎn)換。此時，絕緣驅(qū)動信號siso通過并聯(lián)連接的整流二極管d2的正向電壓而被逆偏壓，輸出逆偏壓電壓量的-vf。

期間"d"：

在期間"d"中，柵極驅(qū)動變壓器的一次側(cè)線圈的兩端子被施加接地電壓(在圖5中為負(fù)電壓)。在此期間中，由于不存在一次側(cè)線圈的兩端子間的電壓差，因此并不流動負(fù)載電流il。另一方面，勵磁電流im，由于在之前的期間"c"中朝向負(fù)的方向流動，并不存在一次側(cè)線圈的兩端子間的電壓差，因此，在此期間"d"中，成為線圈的磁化狀態(tài)被保持的約束磁化狀態(tài)，勵磁電流被保持為期間"c"的結(jié)束時間點(diǎn)時的電流-im。

在圖4(d)、圖5(d)中，一次側(cè)線圈的一次電流i1僅為以虛線所標(biāo)示的勵磁電流im。此時，在二次側(cè)線圈中并未流動二次電流i2，絕緣驅(qū)動信號siso的輸出為零電壓。

負(fù)載電流以及勵磁電流的變動以上述的期間"a"～"d"作為1個周期而反復(fù)，在一次側(cè)線圈中始終流動有勵磁電流。由此，在全部期間，柵極驅(qū)動變壓器的線圈的磁通量狀態(tài)被維持于通過勵磁電流控制的約束磁化狀態(tài)，柵極驅(qū)動變壓器始終以低阻抗?fàn)顟B(tài)而在全部期間被驅(qū)動。

以下的表，表示期間"a"～"d"的狀態(tài)變化。表1，表示輸入信號s-1、s-2為vcc以及接地電壓的例子，表2表示輸入信號s-1、s-2為vcc以及-vcc的例子。

[表1]

[表2]

(高頻絕緣柵極驅(qū)動電路的功能)

接著，針對本申請發(fā)明的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路的作用，使用圖6以及圖7進(jìn)行說明。本申請發(fā)明的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路，發(fā)揮有由電流-電壓轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生的逆偏壓效果的作用、由2個輸入信號(s)間的信號延遲(相位差)產(chǎn)生的絕緣驅(qū)動信號的脈寬調(diào)整的作用、防止開關(guān)元件間的短路、以及整合阻抗的作用。

在圖6中，圖6(a)以及圖6(b)表示高壓側(cè)的脈沖信號ps-a1和脈沖信號ps-a2。

脈沖信號ps-a1和脈沖信號ps-a2為相同占空比并且彼此相位偏移的互補(bǔ)的信號，若是將高電位設(shè)為"1"，將低電位設(shè)為"0"進(jìn)行邏輯標(biāo)記，則以時間序列交替切換"1"和"0"，而對一個為"0"而另外一個為"1"的彼此為互補(bǔ)關(guān)系的互補(bǔ)期間和雙方均為"0"或"1"的同值期間進(jìn)行切換。另外，此處，表示占空比為50％的例子，但是，占空比并不被限定于50％。

在脈沖信號ps-a1和脈沖信號ps-a2之間有相位差，相對于脈沖信號ps-a1，脈沖信號ps-a2存在因delayd-a的量的信號延遲所致的相位差。由該相位差，脈沖信號ps-a1和脈沖信號ps-a2具備一方為"0"而另外一方為"1"的彼此為互補(bǔ)關(guān)系的互補(bǔ)期間、和雙方均為"0"或"1"的同值期間。

通過脈沖信號ps-a1和脈沖信號ps-a2間的相位差，高壓側(cè)的柵極驅(qū)動變壓器的一次側(cè)線圈的電壓vt-a成為圖6(e)中所示的波形，高壓側(cè)的絕緣驅(qū)動信號siso-a成為圖6(g)中所示的電壓波形。

另外，圖6(c)以及圖6(d)表示低壓側(cè)的脈沖信號ps-b1和脈沖信號ps-b2。

在脈沖信號ps-b1和脈沖信號ps-b2之間，有與脈沖信號ps-a1和脈沖信號ps-a2相同的關(guān)系，脈沖信號ps-b2相對于脈沖信號ps-b1而存在因delayd-b的量的信號延遲所致的相位差。根據(jù)該相位差，低壓側(cè)的柵極驅(qū)動變壓器的一次側(cè)線圈的電壓vt-b成為圖6(f)中所示的波形，低壓側(cè)的絕緣驅(qū)動信號siso-b成為圖6(h)中所示的電壓波形。

·電流-電壓轉(zhuǎn)換電路的逆偏壓效果：

圖6(g)中所示的高壓側(cè)的絕緣驅(qū)動信號siso-a，在期間c由電流-電壓轉(zhuǎn)換電路的整流二極管的正向電壓而被逆偏壓并成為負(fù)電壓-vf。另一方面，圖6(h)中所示的低壓側(cè)的絕緣驅(qū)動信號siso-b，在期間a由電流-電壓轉(zhuǎn)換電路的整流二極管的正向電壓而被逆偏壓并成為負(fù)電壓-vf。

通過將高壓側(cè)的絕緣驅(qū)動信號siso-a以及低壓側(cè)的絕緣驅(qū)動信號siso-b的電壓朝向負(fù)方向而偏壓為負(fù)電壓-vf，驅(qū)動?xùn)艠O驅(qū)動電路40的信號電平朝向負(fù)方向被偏壓。通過使信號電平朝向負(fù)方向被偏壓，即使在絕緣驅(qū)動信號siso-a以及絕緣驅(qū)動信號siso-b上重疊有噪聲量，而驅(qū)動?xùn)艠O驅(qū)動電路40的信號電平有所變動時，亦能夠防止電壓上升直至使柵極驅(qū)動電路4為接通狀態(tài)，因此，能夠防止柵極驅(qū)動電路40的誤動作。

·絕緣驅(qū)動信號的脈寬調(diào)整：

圖6(g)表示高壓側(cè)的絕緣驅(qū)動信號(siso-a)，圖6(h)表示低壓側(cè)的絕緣驅(qū)動信號(siso-b)。

高壓側(cè)的絕緣驅(qū)動信號(siso-a)的脈寬pw-a與由高壓側(cè)的脈沖信號ps-a1(圖6(a))和脈沖信號ps-a2(圖6(b))之間的延遲量delayd-a所致的相位差相對應(yīng)。因此，可通過變更高壓側(cè)的脈沖信號ps-a1和脈沖信號ps-a2之間的相位差的寬度(delayd-a)，來調(diào)整脈寬pw-a。

高壓側(cè)的脈沖信號ps-a1和脈沖信號ps-a2之間的相位差的寬度(delayd-a)為與脈沖信號ps-a1和脈沖信號ps-a2的占空比以及低壓側(cè)的脈沖信號ps-b1和脈沖信號ps-b2的占空比彼此獨(dú)立的參數(shù)，因此，該脈寬pw-a的調(diào)整可不變更脈沖信號ps-a1～ps-b2的占空比地進(jìn)行。

另外，低壓側(cè)的絕緣驅(qū)動信號(siso-b)的脈寬pw-b與由低壓側(cè)的脈沖信號ps-b1(圖6(c))和脈沖信號ps-b2(圖6(d))之間的延遲量delayd-b所致的相位差相對應(yīng)，可通過變更低壓側(cè)的脈沖信號ps-b1和脈沖信號ps-b2之間的相位差的寬度(delayd-b)，來調(diào)整脈寬pw-b。

低壓側(cè)的脈沖信號ps-b1和脈沖信號ps-b2之間的相位差的寬度(delayd-b)為與脈沖信號ps-b1和脈沖信號ps-b2的占空比以及高壓側(cè)的脈沖信號ps-a1和脈沖信號ps-a2的占空比彼此獨(dú)立的參數(shù)，因此，該脈寬pw-b的調(diào)整可不變更脈沖信號ps-a1～ps-b2的占空比地進(jìn)行。

·防止開關(guān)元件間的短路：

在圖6(a)～圖6(d)中，通過脈沖信號ps-a2的下降沿和脈沖信號ps-a1的上升沿之間以及脈沖信號ps-b2的上升沿和脈沖信號ps-b1的下降沿之間設(shè)置時間寬度，在高壓側(cè)的絕緣驅(qū)動信號(siso-a)(圖6(g))和低壓側(cè)的絕緣驅(qū)動信號(siso-b)(圖6(h))之間設(shè)置死區(qū)時間(deadtime)t1。在該死區(qū)時間t1的期間，高壓側(cè)的絕緣驅(qū)動信號(siso-a)和低壓側(cè)的絕緣驅(qū)動信號(siso-b)均為信號電平為低的狀態(tài)，高壓側(cè)的開關(guān)元件以及低壓側(cè)的開關(guān)元件的雙方的開關(guān)元件均成為非導(dǎo)通狀態(tài)。

死區(qū)時間t1的期間，對應(yīng)于從低壓側(cè)的開關(guān)元件的導(dǎo)通狀態(tài)切換至高壓側(cè)的開關(guān)元件的導(dǎo)通狀態(tài)的時間點(diǎn)，而能夠防止因?qū)㈦p方的開關(guān)元件設(shè)為非導(dǎo)通狀態(tài)而導(dǎo)致的開關(guān)元件間的短路。

另外，通過脈沖信號ps-a2的上升沿和脈沖信號ps-a1的下降沿之間以及脈沖信號ps-b2的下降沿和脈沖信號ps-b1的上升沿之間設(shè)置時間寬度，而在高壓側(cè)的絕緣驅(qū)動信號(siso-a)(圖6(g))和低壓側(cè)的絕緣驅(qū)動信號(siso-b)(圖6(h))之間設(shè)置死區(qū)時間(deadtime)t2。在該死區(qū)時間t2的期間中，高壓側(cè)的絕緣驅(qū)動信號(siso-a)和低壓側(cè)的絕緣驅(qū)動信號(siso-b)均為信號電平為低的狀態(tài)，高壓側(cè)的開關(guān)元件以及低壓側(cè)的開關(guān)元件的雙方的開關(guān)元件均成為非導(dǎo)通狀態(tài)。

死區(qū)時間t2的期間，對應(yīng)于從高壓側(cè)的開關(guān)元件的導(dǎo)通狀態(tài)切換至低壓側(cè)的開關(guān)元件的導(dǎo)通狀態(tài)的時間點(diǎn)，能夠防止因?qū)㈦p方的開關(guān)元件設(shè)為非導(dǎo)通狀態(tài)所導(dǎo)致的開關(guān)元件間的短路。

該死區(qū)時間的期間，相當(dāng)于保持勵磁電流而使電流不斷地持續(xù)流動的區(qū)間。

·阻抗整合：

圖7是用于說明本申請發(fā)明的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路中的阻抗整合的圖。

阻抗整合，可通過基于電流-電壓轉(zhuǎn)換電路的電阻調(diào)整的形態(tài)和基于共模變壓器的形態(tài)來進(jìn)行。

電流-電壓轉(zhuǎn)換電路30a、30b，如圖2中所示，具備串聯(lián)連接的第1并聯(lián)電路和并聯(lián)連接的第2并聯(lián)電路。通過將第1并聯(lián)電路的電阻的電阻值rg1和第2并聯(lián)電路的電阻的電阻值rg2設(shè)為同一的電阻值，能夠?qū)臇艠O驅(qū)動變壓器觀察時的阻抗始終保持為恒定。

另外，通過以使傳輸線路80的特性阻抗rline、第1并聯(lián)電路的電阻的電阻值rg1以及第2并聯(lián)電路的電阻的電阻值rg2成為相同的方式進(jìn)行選擇，能夠?qū)⒈惠斎胫翓艠O驅(qū)動變壓器的一次側(cè)的輸入信號(s)無變形地作為絕緣驅(qū)動信號(siso)而傳輸。

在圖7中，在與高頻絕緣柵極驅(qū)動電路的柵極驅(qū)動變壓器的二次側(cè)線圈的兩端連接的2根傳輸線路80處設(shè)置有共模變壓器81a、81b。共模變壓器81a、81b，相對于2根傳輸線路80而將導(dǎo)線的卷繞方向設(shè)為同一方向，并對于共模電流而作為電感來起作用且對于差動器電流而并不作為電感來起作用，由此作為對于共模的噪聲電流的噪聲濾波器而起作用。由此，能夠降低經(jīng)由柵極驅(qū)動變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)之間的寄生電容而從一次側(cè)通過至二次側(cè)的變位電壓的影響。

共模變壓器81a、81b，除了如圖7中所示的構(gòu)成例那樣，設(shè)置在柵極驅(qū)動變壓器的二次側(cè)以外，亦可采用設(shè)置在柵極驅(qū)動變壓器的一次側(cè)的結(jié)構(gòu)以及設(shè)置在柵極驅(qū)動變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)的雙方的結(jié)構(gòu)。

使用圖8，說明本申請發(fā)明的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路所具備的柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件的構(gòu)成例。

如圖8(a)、(b)、(c)中所示，通過將mos-fet或晶體管等開關(guān)元件2個串聯(lián)連接所成的coms或ttl或driveic來構(gòu)成。當(dāng)在柵極驅(qū)動變壓器中流動大電流時，可設(shè)為將多個驅(qū)動?xùn)艠O驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。開關(guān)元件，并不被限定于mos-fet，而亦可使用j-fet(耦合型fet)。

圖8(b)、(c)表示將柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)，圖8(b)表示作為柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件而使用mos-fet的結(jié)構(gòu)，圖8(c)表示作為開關(guān)元件而使用晶體管的電路構(gòu)成例。

另外，在上述實(shí)施方式以及變形例中的記述內(nèi)容，僅為本發(fā)明的直流電源裝置以及直流電源裝置的控制方法的一例，本發(fā)明并不被限定于各實(shí)施方式，而能夠基于本發(fā)明的要旨來進(jìn)行各種的變形，并且也不應(yīng)將這些從本發(fā)明的范圍中排除。

[工業(yè)上的可利用性]

本申請發(fā)明的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路以及柵極電路驅(qū)動方法，可適用在逆變器等電力轉(zhuǎn)換裝置中。

【符號說明】

1、1a、1b：高頻絕緣柵極驅(qū)動電路

2、2a、2b：高頻開關(guān)模塊

3、3a、3b：開關(guān)元件驅(qū)動電路

10、10a、10b：輸入信號形成電路

11、11a、11b：脈沖信號形成電路

12：柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件

12a、12b：柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件

12a1、12a2、12b1、12b2：柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件

13：控制電路

20、20a、20b：柵極驅(qū)動變壓器

20aa：一次側(cè)線圈

20ab：二次側(cè)線圈

30、30a、30b：電流-電壓轉(zhuǎn)換電路

30aa：電阻

30ab：整流二極管

30ac：電阻

30ad：整流二極管

40、40a、40b、40aa、40ba：柵極驅(qū)動電路

50、50a、50b、50aa、50ba：開關(guān)元件

60：負(fù)載

70：負(fù)載電源

80：傳輸線路

81a、81b：共模變壓器

101、101a、101b、101c、101d：開關(guān)元件

102、102a、102b、102c、102d：柵極驅(qū)動電路

103：驅(qū)動電源

104：負(fù)載

105：絕緣元件

105a、105b：光耦合器

106、106a、106b：自由磁化變壓電路

106a：變壓器

106b：fet

106c：重置電路

106d：整流電路

ciso：寄生電容

i1：一次電流

i2：二次電流

il：負(fù)載電流

im：勵磁電流

ps：脈沖信號

ps-a1、ps-a2、ps-b1、ps-b2：脈沖信號

pw-a、pw-b：脈寬

rg1：電阻

rg2：電阻

rline：特性阻抗

s、s-a、s-b、s-a1、s-a2、s-b1、s-b2：輸入信號

siso、siso-a、siso-b：絕緣驅(qū)動信號

t1、t2：死區(qū)時間

vcc：電源電壓

vds：兩端電壓

vt-a、vt-b：兩端電壓。

權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)

1.(修改后)一種高頻絕緣柵極驅(qū)動電路，是以彼此絕緣的高頻信號來驅(qū)動多個柵極電路的電路，其特征在于，具備：

輸入信號形成電路，其輸出2個輸入信號，該2個輸入信號是以相同占空比、且彼此相位偏移的互補(bǔ)的電壓信號，并且是通過將各電位以時間序列在高電位和低電位交替切換，而具備彼此的相電壓為高電位和低電位的互補(bǔ)關(guān)系的互補(bǔ)電位期間、以及彼此的相電壓為高電位的相同電位和低電位的相同電位的同電位期間的信號；

柵極驅(qū)動變壓器，其在一次側(cè)線圈的兩端的各輸入端子上連接有上述輸入信號形成電路(10)的各相的輸出端子；和

電流-電壓轉(zhuǎn)換電路，其在輸入端子上連接有上述柵極驅(qū)動變壓器的輸出端子，并向上述柵極電路輸出將上述柵極驅(qū)動變壓器的二次側(cè)線圈中流動的二次電流進(jìn)行電流-電壓轉(zhuǎn)換而得的絕緣驅(qū)動信號，

上述輸入信號形成電路針對上述柵極驅(qū)動變壓器的一次側(cè)線圈，在上述互補(bǔ)電位期間使勵磁電流以及負(fù)載電流流過，在上述同電位期間使勵磁電流流過，

上述電流-電壓轉(zhuǎn)換電路在上述互補(bǔ)電位期間，將上述二次電流轉(zhuǎn)換為正電壓以及負(fù)電壓，向上述柵極電路交替地施加正電壓和負(fù)電壓的絕緣驅(qū)動信號。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路，其特征在于，

上述電流-電壓轉(zhuǎn)換電路，是將第1并聯(lián)電路和第2并聯(lián)電路串并聯(lián)連接而成的結(jié)構(gòu)，該第1并聯(lián)電路和第2并聯(lián)電路是分別將電阻和整流二極管并聯(lián)連接而成的結(jié)構(gòu)，

上述第1并聯(lián)電路在上述柵極驅(qū)動變壓器的二次側(cè)線圈的卷繞起始側(cè)，將整流二極管的正向朝向上述柵極電路而串聯(lián)連接，

上述第2并聯(lián)電路在上述柵極驅(qū)動變壓器的二次側(cè)線圈的卷繞起始側(cè)和卷繞結(jié)束側(cè)之間，將整流二極管的正向朝向上述柵極電路的輸入端而并聯(lián)連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路，其特征在于，

上述第1并聯(lián)電路及/或上述第2并聯(lián)電路將電容器并聯(lián)連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路，其特征在于，

在上述電流-電壓轉(zhuǎn)換電路中，關(guān)于上述第1并聯(lián)電路的電阻的電阻值和上述第2并聯(lián)電路的電阻的電阻值，將從上述柵極驅(qū)動變壓器觀察時的輸入阻抗調(diào)整為預(yù)定值。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路，其特征在于，

上述第1并聯(lián)電路的電阻的電阻值和上述第2并聯(lián)電路的電阻的電阻值，系為包含同一電阻以及容許量的同等的電阻值。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路，其特征在于，

上述第1并聯(lián)電路的電阻的電阻值和上述第2并聯(lián)電路的電阻的電阻值與柵極驅(qū)動變壓器和電流-電壓轉(zhuǎn)換電路之間的傳輸線路的特性阻抗相同。

7.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任一項所述的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路，其特征在于，

在上述柵極驅(qū)動變壓器的一次側(cè)或二次側(cè)具備共模變壓器，上述共模變壓器的特性阻抗與柵極驅(qū)動變壓器和電流-電壓轉(zhuǎn)換電路之間的傳輸線路的特性阻抗相同。

8.根據(jù)權(quán)利要求1～7中任一項所述的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路，其特征在于，

上述輸入信號形成電路具備：

形成高頻脈沖信號的脈沖信號形成電路；

基于上述高頻脈沖信號的二值，輸出高電位或低電位的輸入信號的2個柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件。

9.根據(jù)權(quán)利要求1～8中任一項所述的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路，其特征在于，

該高頻絕緣柵極驅(qū)動電路具備形成高頻脈沖信號的控制電路，

上述輸入信號形成電路具備基于上述控制電路形成的高頻脈沖信號的二值信號，輸出高電位或低電位的輸入信號的2個柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件。

10.根據(jù)權(quán)利要求1～9中任一項所述的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路，其特征在于，

上述柵極電路由開關(guān)元件、和驅(qū)動該開關(guān)元件的柵極驅(qū)動電路的高頻開關(guān)模塊構(gòu)成，

上述柵極驅(qū)動電路根據(jù)從上述電流-電壓轉(zhuǎn)換電路輸出的絕緣驅(qū)動信號來進(jìn)行上述開關(guān)元件的接通/切斷控制。

11.根據(jù)權(quán)利要求1～10中任一項所述的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路，其特征在于，

上述多個柵極電路由對負(fù)載施加高電位的高壓側(cè)柵極電路和對負(fù)載施加低電位的低壓側(cè)柵極電路的全橋或半橋構(gòu)成，

在高壓側(cè)柵極電路以及低壓側(cè)柵極電路的各輸入端分別連接有高頻絕緣柵極驅(qū)動電路。

12.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路，其特征在于，

高壓側(cè)的柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件基于電源電壓而形成上述高電位或低電位的輸入信號，

低壓側(cè)的柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件基于接地電壓或包含零電壓的基準(zhǔn)電壓而形成上述高電位或低電位的輸入信號。

13.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的高頻絕緣柵極驅(qū)動電路，其特征在于，

高壓側(cè)的柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件基于正的電源電壓而形成上述高電位或低電位的輸入信號，

低壓側(cè)的柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件基于負(fù)的電源電壓而形成上述高電位或低電位的輸入信號。

14.(修改后)一種柵極電路驅(qū)動方法，以彼此絕緣的多個高頻信號來驅(qū)動多個柵極電路，其特征為：

對柵極驅(qū)動變壓器的一次側(cè)線圈的兩端的各輸入端子施加2個輸入信號，該2個輸入信號是以相同占空比、且彼此相位偏移的互補(bǔ)的電壓信號，并且是通過將各電位以時間序列在高電位和低電位進(jìn)行交替地切換而具備彼此的相電壓為高電位和低電位的互補(bǔ)關(guān)系的互補(bǔ)電位期間、以及彼此的相電壓為高電位的相同電位和低電位的相同電位的同電位期間的信號，

在上述柵極驅(qū)動變壓器的一次側(cè)線圈中，在上述互補(bǔ)電位期間流動勵磁電流和負(fù)載電流，在上述同電位期間流動勵磁電流，

在上述互補(bǔ)電位期間，將上述柵極驅(qū)動變壓器的二次側(cè)線圈中流動的二次電流轉(zhuǎn)換為正電壓以及負(fù)電壓，向上述柵極電路交替地施加正電壓和負(fù)電壓的絕緣驅(qū)動信號，

通過上述絕緣驅(qū)動信號來驅(qū)動上述柵極電路。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的柵極電路驅(qū)動方法，其特征在于，

通過與上述柵極驅(qū)動變壓器的二次側(cè)線圈連接的電流-電壓轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行上述電流-電壓轉(zhuǎn)換，該電流-電壓轉(zhuǎn)換電路通過將分別并聯(lián)連接電阻和整流二極管而成的第1并聯(lián)電路和第2并聯(lián)電路并聯(lián)連接來構(gòu)成，

上述第1并聯(lián)電路是在上述柵極驅(qū)動變壓器的二次側(cè)線圈的卷繞起始側(cè)，將電阻和整流二極管并聯(lián)連接的電路，即將整流二極管的正向朝向上述柵極電路而串聯(lián)連接，上述第2并聯(lián)電路是在上述柵極驅(qū)動變壓器的二次側(cè)線圈的卷繞起始側(cè)和卷繞結(jié)束側(cè)之間，將電阻和整流二極管并聯(lián)連接的電路，即將整流二極管的正向朝向上述柵極電路的輸入端而并聯(lián)連，

在上述輸入信號的差電壓相對于上述第1并聯(lián)電路的整流二極管的正向?yàn)樨?fù)電壓的期間，通過上述第2并聯(lián)電路的整流二極管使上述絕緣驅(qū)動信號的電位向反方向偏壓正向電壓的量。

16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的柵極電路驅(qū)動方法，其特征在于，

上述柵極電路驅(qū)動具備2個柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件，

對一個柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件施加二值的高頻脈沖信號的高電位的信號而生成高電位的輸入信號，

對另外一個柵極驅(qū)動變壓器驅(qū)動元件施加二值的高頻脈沖信號的低電位的信號而生成低電位的輸入信號。

17.根據(jù)權(quán)利要求14～16中任一項所述的柵極電路驅(qū)動方法，其特征在于，

從上述電流-電壓轉(zhuǎn)換電路輸出的絕緣驅(qū)動信號，通過上述柵極電路所具備的柵極驅(qū)動電路來生成驅(qū)動電壓，并根據(jù)該驅(qū)動電壓而進(jìn)行上述柵極電路所具備的開關(guān)元件的接通/切斷控制。

18.根據(jù)權(quán)利要求14～17中任一項所述的柵極電路驅(qū)動方法，其特征在于，

根據(jù)上述2個輸入信號間的相位差來調(diào)整絕緣驅(qū)動信號的占空比。

說明或聲明(按照條約第19條的修改)

權(quán)利要求1、14明確了如下內(nèi)容：

.在同電位期間，彼此的相電壓為高電位的相同電位和低電位的相同電位

.輸入信號形成電路在互補(bǔ)電位期間使勵磁電流以及負(fù)載電流流過，在同電位期間使勵磁電流流過

.電流-電壓轉(zhuǎn)換電路在互補(bǔ)電位期間，將二次電流轉(zhuǎn)換為正電壓以及負(fù)電壓，向柵極電路交替地施加正電壓和負(fù)電壓的絕緣驅(qū)動信號。

引用文獻(xiàn)1、3中沒有公開本發(fā)明的“電流-電壓轉(zhuǎn)換電路”。引用文獻(xiàn)4沒有公開“二極管和電阻的并聯(lián)連接”。引用文獻(xiàn)沒有公開在互補(bǔ)電位期間，向柵極電路交替地施加正電壓和負(fù)電壓的絕緣驅(qū)動信號。

本發(fā)明不需要勵磁電流的重置，因此獲得了如下效果：能夠抑制重置后的自己共振現(xiàn)象的產(chǎn)生，通過使勵磁電流始終流動，能夠抑制因自我共振現(xiàn)象導(dǎo)致的噪聲的產(chǎn)生，能夠抑制開關(guān)元件的誤動作。