本公開(kāi)涉及一種電力用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)電路及驅(qū)動(dòng)方法以及功率模塊。

背景技術(shù)：

1、控制大電力的電力用半導(dǎo)體元件例如被使用于基于直流和交流來(lái)產(chǎn)生頻率不同的交流的電源電路以及具有電源電路的電力變換裝置等。在電力用半導(dǎo)體元件被使用于逆變器等電力變換裝置的情況下，從節(jié)能和減少溫室效應(yīng)氣體的觀點(diǎn)來(lái)看抑制電力消耗是重要的。

2、日本特表2008-519529號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)公開(kāi)通過(guò)控制電力用半導(dǎo)體元件的開(kāi)關(guān)動(dòng)作來(lái)降低在電力用半導(dǎo)體元件中消耗的能量的方法。

3、具體地說(shuō)，該文獻(xiàn)公開(kāi)如下方法：“一種對(duì)功率晶體管開(kāi)關(guān)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的方法，包括：接收驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)的階段；將驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)變換為變換驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)的階段；以及將變換驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)提供至開(kāi)關(guān)的控制電極來(lái)使開(kāi)關(guān)導(dǎo)通的階段，其中，變換驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)具有與時(shí)間有關(guān)的3個(gè)區(qū)域，3個(gè)區(qū)域分別具有斜度，第一區(qū)域是直到開(kāi)關(guān)的米勒平臺(tái)(millerplateau)為止的存在第一斜度的時(shí)間，第二區(qū)域是存在由比第一斜度小的斜度構(gòu)成的第二斜度的時(shí)間，第三區(qū)域是存在比第二斜度大的第三斜度的時(shí)間，由此，控制電極電壓急速地達(dá)到米勒平臺(tái)電壓，接著，以低速達(dá)到開(kāi)關(guān)的閾值電壓，接著，當(dāng)開(kāi)關(guān)幾乎完全變?yōu)閷?dǎo)通時(shí)，控制電極電壓急速地增大。通過(guò)調(diào)整晶體管控制電極預(yù)充電電壓，開(kāi)關(guān)延遲時(shí)間維持為大致恒定”(參照日本特表2008-519529號(hào)公報(bào)的摘要)。

4、專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特表2008-519529號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明要解決的問(wèn)題

2、根據(jù)上述的日本特表2008-519529號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)所公開(kāi)的電力用半導(dǎo)體元件的控制方法，通過(guò)使開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)的電流變化率(di/dt)下降，能夠使emi(電磁干擾)下降。然而，如果在流過(guò)電力用半導(dǎo)體元件的電流i大的情況下以使電流變化率變小的方式進(jìn)行控制，則存在由于開(kāi)關(guān)時(shí)間增加而開(kāi)關(guān)損耗反而變大這樣的問(wèn)題。上述的專(zhuān)利文獻(xiàn)并沒(méi)有考慮這一點(diǎn)。

3、本公開(kāi)是考慮上述的問(wèn)題點(diǎn)而完成的，其目的之一是提供即使在流過(guò)電力用半導(dǎo)體元件的電流比較大的情況下也能夠抑制開(kāi)關(guān)損耗的電力用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)電路。

4、用于解決問(wèn)題的方案

5、一個(gè)實(shí)施方式的電力用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)電路具備第一柵極電壓控制電路和第二柵極電壓控制電路。第一柵極電壓控制電路響應(yīng)于電力用半導(dǎo)體元件的接通指令，按第一時(shí)間區(qū)域、第二時(shí)間區(qū)域以及第三時(shí)間區(qū)域的順序以分別不同的方式控制電力用半導(dǎo)體元件的柵極電壓，由此使柵極電壓達(dá)到米勒電壓。柵極電壓根據(jù)在電力用半導(dǎo)體元件中流動(dòng)的主電流的大小在第二時(shí)間區(qū)域或第三時(shí)間區(qū)域中達(dá)到米勒電壓。第二柵極電壓控制電路控制米勒電壓以上的柵極電壓。

6、發(fā)明的效果

7、根據(jù)上述的實(shí)施方式，驅(qū)動(dòng)電路響應(yīng)于電力用半導(dǎo)體元件的接通指令，按第一時(shí)間區(qū)域、第二時(shí)間區(qū)域以及第三時(shí)間區(qū)域的順序以分別不同的方式控制電力用半導(dǎo)體元件的柵極電壓，由此使柵極電壓達(dá)到米勒電壓。由此，即使在流過(guò)電力用半導(dǎo)體元件的電流比較大的情況下也能夠抑制開(kāi)關(guān)損耗。

技術(shù)特征：

1.一種電力用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)電路，其中，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)電路，其中，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)電路，其中，

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)電路，其中，

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的電力用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)電路，其中，

6.根據(jù)權(quán)利要求3～5中的任一項(xiàng)所述的電力用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)電路，其中，

7.根據(jù)權(quán)利要求3～6中的任一項(xiàng)所述的電力用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)電路，其中，

8.根據(jù)權(quán)利要求3～6中的任一項(xiàng)所述的電力用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)電路，其中，

9.根據(jù)權(quán)利要求3～8中的任一項(xiàng)所述的電力用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)電路，其中，

10.根據(jù)權(quán)利要求2～9中的任一項(xiàng)所述的電力用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)電路，其中，

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電力用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)電路，其中，

12.一種功率模塊，具備：

13.一種電力用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)方法，具備：

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電力用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)方法，其中，

15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電力用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)方法，其中，

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電力用半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)方法，其中，

技術(shù)總結(jié)
在電力用半導(dǎo)體元件(8)的驅(qū)動(dòng)電路(1000)中，第一柵極電壓控制電路(10)響應(yīng)于接通指令，按第一時(shí)間區(qū)域(RG1)、第二時(shí)間區(qū)域(RG2)以及第三時(shí)間區(qū)域(RG3)的順序以分別不同的方式控制電力用半導(dǎo)體元件(8)的柵極電壓(Vg)，由此使柵極電壓(Vg)達(dá)到米勒電壓(Vm)。柵極電壓(Vg)根據(jù)在電力用半導(dǎo)體元件(8)中流動(dòng)的主電流的大小在第二時(shí)間區(qū)域(RG2)或第三時(shí)間區(qū)域(RG3)中達(dá)到米勒電壓(Vm)。第二柵極電壓控制電路(4)控制米勒電壓(Vm)以上的柵極電壓(Vg)。

技術(shù)研發(fā)人員：諸熊健一,酒井拓也
受保護(hù)的技術(shù)使用者：三菱電機(jī)株式會(huì)社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19