驱动装置及开关电路的控制方法

文档序号:9439435阅读:437来源:国知局
驱动装置及开关电路的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具备开关电路的驱动装置以及该开关电路的控制方法,其中,所述开关电路中设置有具备逆导元件的开关元件。
【背景技术】
[0002]—直以来,已知一种具备与二极管元件逆导连接的IGBT (绝缘栅双极型晶体管)元件的半导体装置(例如,参照专利文献I)。该半导体装置具备如下的反馈电路,所述反馈电路通过被连接于二极管检测元件的检测电阻而对二极管元件的通电进行检测,并在电流流过二极管元件的情况下,停止IGBT元件的驱动。
[0003]在先技术文献
[0004]专利文献1:日本特开2012-19550号公报。

【发明内容】

[0005]发明所要解决的课题
[0006]然而,由于流过检测电阻的电流以及检测电阻的电阻值较小,从而由检测电阻所获得的电压值较小,因此,与IGBT元件逆导连接的二极管元件的通电的检测精度易于下降。本发明的目的在于,提供一种使逆导元件的通电的检测精度不易下降的驱动装置及开关电路的控制方法。
[0007]用于解决课题的方法
[0008]为了达成上述目的,本发明提供了一种驱动装置,所述驱动装置具备:开关电路,其在高电位侧和低电位侧设置有开关元件,所述开关元件具备第一电极、第二电极以及被设置在所述第一电极与所述第二电极之间的逆导元件;判断部,其根据在两侧的所述开关元件均为断开的期间内对所述第一电极与所述第二电极之间的电压进行检测的结果,而对是否允许所述开关元件的导通进行判断。
[0009]此外,为了达成上述目的,本发明提供了一种开关电路的控制方法,所述开关电路在高电位侧和低电位侧设置有开关元件,所述开关元件具备第一电极、第二电极以及被设置在所述第一电极与所述第二电极之间的逆导元件,所述开关电路的控制方法的特征在于,根据在两侧的所述开关元件均为断开的期间内对所述第一电极与所述第二电极之间的电压进行检测的结果,而对是否允许所述开关元件的导通进行判断。
[0010]发明效果
[0011]根据本发明,逆导元件的通电的检测精度不易下降。
【附图说明】
[0012]图1为表示第一实施方式的驱动装置的结构图。
[0013]图2A为表示在两侧的开关元件均为断开的期间内流过的电流的图。
[0014]图2B为表示在两侧的开关元件均为断开的期间内流过的电流的图。
[0015]图3为开关元件的导通被允许时的时序图。
[0016]图4为开关元件的导通被禁止时的时序图。
[0017]图5为表示第二实施方式的驱动装置的结构图。
【具体实施方式】
[0018]图1为表示第一实施方式的驱动装置I的结构的图。驱动装置I为通过对上桥臂10及下桥臂20进行导通断开驱动从而对感应性的负载70 (例如,电机、反应器等)进行驱动的半导体电路。驱动装置I具备桥臂电路50来作为使上桥臂10和下桥臂20经由中间节点51而被串联连接的开关电路。负载70的一端被连接在中间节点51上。
[0019]驱动装置I具备上桥臂10、对上桥臂10的驱动进行控制的第一驱动控制电路30、下桥臂20以及对下桥臂20的驱动进行控制的第二驱动控制电路40。上桥臂10既可以为与驱动控制电路30处于共同的基板上的半导体元件,也可以为与驱动控制电路30处于不同的基板上的半导体元件。关于下桥臂20也为同样情况。此外,上桥臂10既可以为与下桥臂20处于共同的基板上的半导体元件,也可以为与下桥臂20处于不同的基板上的半导体元件。
[0020]虽然驱动装置I为通过集成电路而构成的半导体设备,但也可以是通过分立部件而构成的半导体设备。
[0021]作为驱动装置I的使用例而列举有逆变器、电源装置等。例如,逆变器可以具备多个驱动装置1,并在具备三个驱动装置I的情况下作为三相逆变器而发挥功能。
[0022]上桥臂10为相对于中间节点51而被设置在第一电源电位部61侧的高电位侧的开关元件,下桥臂20为相对于中间节点51而被设置在第二电源电位部62侧的低电位侧的开关元件。上桥臂10和下桥臂20被串联连接在电源电位部61与电源电位部62之间。
[0023]电源电位部61例如为,被导电性地连接在蓄电池或转换器等电源的正极端子上的高电位部。与电源电位部61相比而靠低电位的电源电位部62例如为,被导电性地连接在蓄电池或转换器等电源的负极端子或车身接地部的低电位部(所谓的接地GND)。电源电位部61与电源电位部62之间的电压相当于上桥臂10以及下桥臂20的电源电压VH,电源电压VH被施加在串联连接有上桥臂10和下桥臂20的桥臂电路50的两端。
[0024]上桥臂10及下桥臂20为绝缘栅型电压控制半导体元件,并且为进行导通断开动作的元件。上桥臂10及下桥臂20为分别具有控制电极、第一主电极、第二主电极的元件,作为其具体例而列举有IGBT、M0SFET等功率晶体管元件。在图1中,作为上桥臂10及下桥臂20的一个示例而图示了 IGBT。
[0025]以下,为了便于说明,作为上桥臂10及下桥臂20为IGBT的情况而进行说明。如果为采用MOSFET的情况,则只需将“集电极”替换为“漏极”,而将“发射极”替换为“源极”即可。
[0026]上桥臂10的栅极G为,例如经由被串联连接于栅极G上的未图示的栅极电阻而与驱动控制电路30连接的控制电极。上桥臂10的集电极C为与电源电位部61连接的第一主电极。上桥臂10的发射极E为经由中间节点51及下桥臂20而与电源电位部62连接的第二主电极。
[0027]下桥臂20的栅极G为,例如经由被串联连接于栅极G的未图示的栅极电阻而与驱动控制电路40连接的控制电极。下桥臂20的集电极C为经由中间节点51及上桥臂上支路10而与电源电位部61连接的第一主电极。下桥臂20的发射极E为与电源电位部62连接的第二主电极。
[0028]上桥臂10具备逆导用的二极管11,以作为被设置在集电极C与发射极E之间的逆导元件。二极管11为与上桥臂10逆导连接的元件,并且具有与上桥臂10的集电极C连接的阴极和与上桥臂10的发射极E连接的阳极。
[0029]下桥臂20具备逆导的二极管21,以作为被设置在集电极C与发射极E之间的逆导元件。二极管21为与下桥臂20逆导连接的元件,并且具有与下桥臂20的集电极C连接的阴极和与下桥臂20的发射极E连接的阳极。
[0030]上桥臂10及下桥臂20例如为二极管内置IGBT。在该情况下,上桥臂10为内置有二极管11的IGBT,下桥臂20为内置有二极管21的IGBT。
[0031]二极管内置IGBT是指,将IGBT元件和二极管元件设置在共同的半导体基板上的逆导IGBT (RC(Reverse Conducting:逆导)-1GBT)。二极管内置IGBT具有以二极管元件的阳极和IGBT元件的发射极作为共用电极、且以二极管元件的阴极和IGBT元件的集电极作为共用电极的结构。
[0032]另外,二极管11可以为与上桥臂10并联地追加连接的二极管,也可以为作为形成在集电极C与发射极E之间的寄生元件的体二极管。关于二极管21也为同样情况。
[0033]驱动控制电路30具备驱动电路34,所述驱动电路34根据从外部被供给的指令信号SI,并经由未图示的栅极电阻,从而输出将上桥臂10的栅极G的栅极电压Vgel控制为使上桥臂10导通或断开的电压值的控制信号S9。驱动控制电路30为,例如具备驱动电路34的驱动1C。栅极电压Vgel为被施加在上桥臂10的栅极G与发射极E之间的控制电压。上桥臂10根据栅极电压Vgel的电压值而进行导通或断开。
[0034]驱动控制电路40例如具备驱动电路44,所述驱动电路44根据从外部被供给的指令信号S2,并经由未图示的栅极电阻,从而输出将下桥臂20的栅极G的栅极电压Vge2控制为使下桥臂20导通或断开的电压值的控制信号S10。驱动控制电路40例如为具备驱动电路44的驱动1C。栅极电压Vge2为被施加在下桥臂20的栅极G与发射极E之间的控制电压。下桥臂20根据栅极电压Vge2的电压值而进行导通或断开。
[0035]驱动电路34为根据指令信号SI而使上桥臂10周期性地导通或断开的驱动部。例如,驱动电路34根据被脉冲调制的指令信号SI而输出以脉冲调制方式使上桥臂10反复导通断开的控制信号S9,以使上桥臂10周期性地进行导通断开。作为脉冲调制的具体例而列举有脉冲宽度调制(PWM)、脉冲频率调制(PFM)等。关于驱动电路44也为同样情况。
[0036]指令信号S1、S2例如为从具备CPU等的微型计算机所供给的信号。另外,驱动控制电路30、
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