第二输入信号和所述第一高频混合来生成所述第二被调制信号的混合电路。
[0084]在本发明的一个方式的栅极驱动电路中，例如，所述第二输入信号也可以是所述第一输入信号的反转信号。
[0085]在本发明的一个方式的栅极驱动电路中，例如，所述调制电路也可以是根据所述第一输入信号和所述第二输入信号来切换将所述第一高频输出给所述第一电磁场谐振耦合器还是输出给所述第二电磁场谐振耦合器、从而生成所述第一被调制信号和所述第二被调制?目号的开关电路。
[0086]本发明的另一方式的绝缘型的栅极驱动电路，驱动半导体开关元件，具有:调制电路，生成根据输入信号对第一高频进行调制而得到的被调制信号；绝缘传输部，包含对所述被调制信号进行绝缘传输的电磁场谐振耦合器；整流电路，对通过所述电磁场谐振耦合器绝缘传输的所述被调制信号进行整流，由此生成信号；另一整流电路，对通过所述绝缘传输部绝缘传输的第二高频进行整流，由此生成充电用电压；电容器，根据所述充电用电压被充电；以及输出电路，根据所述信号选择是否将对所述电容器充电的电荷提供给所述半导体开关元件的栅极端子。
[0087]由此，栅极驱动电路能够向半导体开关元件提供大电流。并且，通过对第二高频进行整流来得到充电用电压，因而不需要另外设置用于对电容器充电的绝缘电源，即可对电容器进行充电。
[0088]在本发明的另一方式的栅极驱动电路中，例如，所述被调制信号也可以包括所述第二高频，所述另一整流电路对通过所述电磁场谐振耦合器绝缘传输的所述第二高频进行整流，由此生成所述充电用电压。
[0089]在本发明的另一方式的栅极驱动电路中，例如，所述绝缘传输部也可以还包括对所述第二高频进行绝缘传输的另一电磁场谐振耦合器。
[0090]下面，使用附图详细说明实施方式。另外，各附图是示意图，不一定是严格图示的图。并且，在各个附图中对实质上相同的构成要素标注相同的标号，有时省略或者简化重复说明。
[0091]另外，下面说明的实施方式均用于示出总括性的或者具体性的示例。在下面的实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置及连接方式等仅是一例，其主旨不是限定本发明。并且，关于下面的实施方式的构成要素中、没有在表示最上位概念的独立权利要求中记载的构成要素，仅是作为任意的构成要素而进行说明。
[0092](实施方式I)
[0093]下面，参照【附图说明】实施方式I。
[0094]图1是表示实施方式I的栅极驱动电路的一例的系统框图。
[0095]图2是表示图1所示的栅极驱动电路的具体结构例的电路图。
[0096]栅极驱动电路1000具有直流电源100和信号发生器3。并且，栅极驱动电路1000具有高频振荡电路10、调制电路30、第一电磁场谐振耦合器20a、第二电磁场谐振耦合器20b、第三电磁场谐振耦合器20c。并且，栅极驱动电路1000具有第一整流电路40a、第二整流电路40b、第三整流电路40c、电容器50、半桥电路60、输出端子71、输出基准端子72。
[0097]另外，电容器50例如是电容性元件，不是寄生电容。电容器50例如是电容值为1pF以上的元件。
[0098]另外，在实施方式I中，半桥电路60例如由第一开关元件61和第二晶体管62构成。第一开关元件61例如也可以是晶体管61。第二开关元件62例如也可以是晶体管62。
[0099]另外，半桥电路60是输出电路60的一例。下面，说明输出电路60是由晶体管61和晶体管62构成的半桥电路60的示例。
[0100]栅极驱动电路1000是驱动半导体开关元件I的绝缘型的栅极驱动电路。
[0101]在本公开中，半导体开关元件I具有对在半导体开关元件I中流过的电流进行控制的端子例如栅极端子。半导体开关元件I例如是具有栅极端子、第一端子、第二端子的半导体开关元件。在这种情况下，第一端子和第二端子之间的导通状态根据输入到栅极端子的信号而被控制。也可以是，第一端子和第二端子中的一方是源极端子、另一方是漏极端子。也可以是，第一端子和第二端子中的一方是发射极端子、另一方是集电极端子。半导体开关元件I例如是功率器件的一种，处理100V以上的电压、IA以上的电流。
[0102]半导体开关元件I例如具有栅极端子、源极端子、漏极端子。例如，半导体开关元件I的栅极端子与栅极驱动电路1000的输出端子71连接，半导体开关元件I的源极端子与栅极驱动电路1000的输出基准端子72连接。半导体开关元件I例如也可以是IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistors:绝缘栅双极型晶体管)或 SiC FET (FieldEffect Transistor:场效应晶体管)或氮化镓(GaN)晶体管。在图1所示的例子中，半导体开关元件I和负载2串联连接。具体而言，负载2的一端与半导体开关元件I的源极端子连接。并且，直流电源101的正端子与半导体开关元件I的漏极端子连接，直流电源101的负端子与负载2的另一端连接。
[0103]直流电源100例如是提供高频振荡电路10和调制电路30各自进行动作所需的电力的电源。另外，在图1中，直流电源100设于栅极驱动电路1000的内部，但也可以设于栅极驱动电路1000的外部。即，栅极驱动电路1000也可以不具有直流电源100。
[0104]信号发生器3生成输入信号并输出给调制电路30。输入信号相当于控制信号，用于驱动半导体开关元件I的驱动信号是根据控制信号生成的。信号发生器3例如由逻辑IC构成。输入信号是如图2所示的波形501和波形502那样由高电平和低电平构成的2值的信号。
[0105]输入信号也可以由第一输入信号和第二输入信号构成。在图2所不的例子中，波形501表不第一输入信号，波形502表不第二输入信号。第一输入信号例如包括第一低电平电压和大于第一低电平电压的第一高电平电压。第二输入信号例如包括第二低电平电压和大于第二低电平电压的第二高电平电压。在第一输入信号表示第一高电平电压的期间中，第二输入信号也可以表示第二低电平电压。在第二输入信号表示第二高电平电压的期间中，第一输入信号也可以表不第一低电平电压。第二输入信号也可以是第一输入信号反转后的信号。例如，第二输入信号也可以是使第一输入信号以第一高电平电压和第二高电平电压的中间值为基准而反转后的信号。在这种情况下，如图2所示，第一输入信号和第二输入信号可以成为相辅的(互补的)关系。第一低电平电压以及/或者第二低电平电压例如可以是OV。
[0106]另外，在图1和图2中，信号发生器3设于栅极驱动电路1000的内部，但也可以设于栅极驱动电路1000的外部。在这种情况下，栅极驱动电路1000具有输入信号输入用的第一输入端子。即，栅极驱动电路1000也可以不具有信号发生器3。
[0107]高频振荡电路10生成高频。高频也可以是微波。高频发挥对电力进行传输的作用。尚频振荡电路10至少具有两个系统的输出。尚频振荡电路10输出分别在调制电路30和第三电磁场谐振耦合器20c生成的高频。高频例如是如图2所示的波形503和波形504那样的波形。高频的频率只要是低输出即可，例如也可以是不需许可即可使用的ISM频带的2.4GHz或者5.8GHz，还可以是其它频率。具体而言，高频振荡电路10也可以是考毕兹(Colpitts)振荡器、或哈特莱(Hartley)振荡器、或者产生微波的其它振荡器。在高频的频率变动的情况下，尚频振荡电路10也可以具有频率调整机构。另外，尚频振荡电路10生成的尚频例如具有一定的振幅和一定的频率。
[0108]在本公开中，有时将根据第一输入信号以及/或者第二输入信号被调制后的高频、即作为第一输入信号以及/或者第二输入信号的载波的高频称为第一高频，将用于提供充电用的电力的高频称为第二高频。在图2所示的例子中，波形503表示第一高频，波形504表示第二高频。另外，在实施方式I中，第二高频是输入第三电磁场谐振耦合器的高频。在这种情况下，第二高频可以具有一定的振幅，也可以具有多个振幅。即，第二高频也可以具有基于不同的多个振幅的信号成分。第一高频和第二高频可以具有相同的振幅，也可以具有不同的振幅。但是，在第二高频具有大于第一高频的振幅的情况下，如后面所述，能够增大对电容器充电的电荷量。第一高频和第二高频可以具有相同的频率，也可以具有不同的频率。
[0109]另外，在图1和图2中，高频振荡电路10设于栅极驱动电路1000的内部，但也可以设于栅极驱动电路1000的外部。在这种情况下，栅极驱动电路1000具有输入高频用的第二输入端子。即，栅极驱动电路1000也可以具有高频振荡电路10。
[0110]如后面所述，高频振荡电路10可以包含在高频生成器中。
[0111]调制电路30通过根据信号发生器3输出的第一输入信号对高频进行调制，来生成第一被调制信号，并输出给第一电磁场谐振耦合器20a。如图2所示，在调制电路30是混合电路的情况下，调制电路30通过将第一输入信号和高频混合来生成第一被调制信号。第一被调制信号例如是如图2所示的波形505那样的波形。
[0112]另外，调制电路30通过根据信号发生器3输出的与第一输入信号不同的第二输入信号对高频进行调制来生成第二被调制信号，并输出给第二电磁场谐振耦合器20b。如图2所示，在调制电路30是混合电路的情况下，具体而言，通过混合第二输入信号和高频来生成第二被调制信号。第二被调制信号例如是如图2所示的波形506那样的波形。在第二输入信号是第一输入信号反转后的信号的情况下，第一被调制信号和第二被调制信号成为相辅的(互补的)关系。
[0113]第一被调制信号例如包括第一振幅和大于第一振幅的第二振幅。第一被调制信号的第一振幅例如对应于第一输入信号的第一低电平电压，第一被调制信号的第二振幅例如对应于第一输入信号的第一高电平电压。第二被调制信号例如包括第三振幅和大于第三振幅的第四振幅。第二被调制信号的第三振幅例如对应于第二输入信号的第二低电平电压，第二被调制信号的第四振幅例如对应于第二输入信号的第二高电平电压。在第一被调制信号表示第二振幅的期间中，第二被调制信号也可以表示第三振幅。在第二被调制信号表示第四振幅的期间中，第一被调制信号也可以表示第一振幅。第一振幅和第三振幅、以及/或者第二振幅和第四振幅也可以是相同的值。第一振幅以及/或者第三振幅也可以是O。
[0114]在图2所示的例子中，第一被调制信号和第二被调制信号成为相辅的关系，但输入信号也可以是更加优化的其它波形。
[0115]在图2所示的例子中，调制电路30是混合电路，具体而言是所谓差分混合器。差分混合器能够以较低的损耗对高频进行调制，而且能够具有多个输入输出端子。
[0116]另外，调制电路30也可以是开关电路。图3是表不设置开关电路作为调制电路的栅极驱动电路的具体结构例的电路图。
[0117]在图3所示的栅极驱动电路100a中，开关电路30a通过根据输入信号对将高频输出给第一电磁场谐振耦合器20a、还是输出给第二电磁场谐振耦合器20b进行切换，生成第一被调制信号和第二被调制信号。
[0118]另外，在这种情况下，输入信号例如是如图4(a)和图4(b)所示的互补的信号。这样的信号例如是由利用包括S1-CMOS或者化合物半导体的逻辑IC构成的信号发生器3生成的。另外，输入信号例如也可以是占空比不固定的PWM信号那样的信号。
[0119]在图4所不的例子中，例如也可以是，图4 (a)所不的信号是第一输入信号，图4(b)所示的信号是第二输入信号。
[0120]在调制电路30a采用开关电路的情况下，调制电路30a的各输出端子之间的绝缘性提高。并且，调制电路30a不需要电感器等匹配电路，因而能够使栅极驱动电路1000的尺寸小型化。
[0121]第一电磁场谐振耦合器20a对由调制电路30生成的第一被调制信号进行绝缘传输。
[0122]第二电磁场谐振耦合器20b对由调制电路30生成的第二被调制信号进行绝缘传输。
[0123]第三电磁场谐振耦合器20c对由高频振荡电路10生成的高频进行绝缘传输。
[0124]在本公开中，有时将由第一电磁场谐振親合器20a和第二电磁场谐振親合器20b和第三电磁场谐振耦合器20c中的至少一方构成的组称为绝缘传输部。另外，绝缘传输部是一个以上的电磁场谐振耦合器的总称，并不限定各个电磁场谐振耦合器的配置和构造。例如，在绝缘传输部具有多个电磁场谐振耦合器的情况下，也可以在结构上将这些电磁场谐振耦合器配置成为一个单元。在实施方式I中，绝缘传输部包括第一电磁场谐振耦合器20a和第二电磁场谐振親合器20b和第三电磁场谐振親合器20c。
[0125]在此，详细说明电磁场谐振耦合器20的结构例。电磁场谐振耦合器20能够被用作第一电磁场谐振親合器20a、第二电磁场谐振親合器20b、和第三电磁场谐振親合器20c。
[0126]图5是表示电磁场谐振耦合器的结构例的图。
[0127]如图5所示，电磁场谐振耦合器20具有第一振荡器2000和第二振荡器2003。电磁场谐振耦合器20是对传输对象的信号进行绝缘传输(非接触传输)的所谓开环型的电磁场谐振耦合器。
[0128]第一振荡器2000是由金属配线形成的圈形的传输线路，在传输线路内的任意位置具有开放部2002。第二振荡器2003是由金属配线形成的圈形的传输线路，在传输线路内的任意位置具有开放部2005。第一振荡器2000和第二振荡器2003所使用的金属配线例如可以由铜构成，也可以由金等其他金属构成。
[0129]第一振荡器2000和第二振荡器2003隔开一定的距离对置地设置。换言之，第一振荡器2000和第二振荡器2003的高频用的天线形成为圈形。第一振荡器2000和第二振荡器2003的线路长度例如是传输对象的信号的约二分之一波长的长度。
[0130]第一输入输出端子2001是向第一振荡器2000进行传输对象的信号的输入输出的金属配线，被配置在第一振荡器2000的任意位置。同样，第二输入输出端子2004向第二振荡器2003进行传输对象的信号的输入输出，被配置在第二振荡器2003的任意位置。
[0131]在电磁场谐振親合器20中，输入到第一输入输出端子2001的传输对象的信号被输出给第二输入输出端子2004，输入到第二输入输出端子2004的传输对象的信号被输出给第一输入输出端子2001。第一输入输出端子2001和第二输入输出端子2004所使用的金属配线例如可以由铜构成，也可以由金等其他金属构成。
[0132]电磁场谐振耦合器20能够实现低损耗的绝缘传输，能够使振荡器之间的距离间隔较大。并且，如上所述振荡器的长度(传输线路的长度)依赖于传输对象的信号的频率，越是频率高的信号，振荡器越能够小型化。
[0133]另外，电磁场谐振耦合器20的轮廓可以是例如矩形状。电磁场谐振耦合器20只要是能够使用电磁场谐振耦合以非接触方式传输信号的结构，则可以是任何结构。
[0134]另外，第一电磁场谐振親合器20a、第二电磁场谐振親合器20b和第三电磁场谐振耦合器20c也可以不是彼此独立的元件。例如，也可以是一个绝缘元件在功能上包括第一电磁场谐振耦合器20a和第二电磁场谐振耦合器20b。换言之，只要一个绝缘元件能够分开传输第一被调制信号和第二被调制信号即可。
[0135]第一整流电路40a通过对由第一电磁场谐振耦合器20a绝缘传输的第一被调制信号进行整流来生成第一信号。第一整流电路40a例如由二极管41a、电感器42a和电容器43a构成。第一信号例如是如图2的