專利名稱：柵極驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及驅(qū)動(dòng)功率開(kāi)關(guān)元件的柵極驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
采用功率開(kāi)關(guān)元件的功率變換器，隨著開(kāi)關(guān)元件實(shí)現(xiàn)大容量及高速化正一步步地?cái)U(kuò)大其應(yīng)用范圍。在這樣的功率開(kāi)關(guān)元件中，特別是最近不斷擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域的元件是MOS柵極型的開(kāi)關(guān)元件、即絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)和金屬化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)。
IGBT或MOSFET是不會(huì)自己維持導(dǎo)通及關(guān)斷狀態(tài)的非閂鎖型開(kāi)關(guān)元件，與晶閘管等閂鎖型的開(kāi)關(guān)元件相比具有的最大優(yōu)點(diǎn)是，能夠通過(guò)柵極驅(qū)動(dòng)以確保較高的控制性。這種非閂鎖型開(kāi)關(guān)元件在導(dǎo)通與關(guān)斷的開(kāi)關(guān)過(guò)渡期中，也能夠利用柵極控制來(lái)抑制沖擊電壓及沖擊電流，或者自由控制開(kāi)關(guān)過(guò)渡期的電流或電壓的斜率。
這樣，作為利用柵極控制能夠保護(hù)功率開(kāi)關(guān)元件以防止沖擊電流破壞的柵極驅(qū)動(dòng)電路，已經(jīng)的有包括具有例如從控制輸入用的柵極端將主電流的一部分進(jìn)行分流作為元件電流檢測(cè)電流的檢測(cè)端的功率開(kāi)關(guān)元件、從利用該檢測(cè)端分流的電流檢測(cè)電流減去一定電流的運(yùn)算單元、在利用該運(yùn)算單元減去一定電流后的電流檢測(cè)電流的電流值為正時(shí)將該電流進(jìn)行累計(jì)的累計(jì)單元、以及根據(jù)該累計(jì)單元的輸出來(lái)控制功率開(kāi)關(guān)元件的柵極端電壓的控制單元(例如參照特開(kāi)2000-224837號(hào)公報(bào))。根據(jù)該柵極驅(qū)動(dòng)電路，能夠不通過(guò)反饋控制，穩(wěn)定地控制流過(guò)功率開(kāi)關(guān)元件的主電流。
在上述的柵極驅(qū)動(dòng)電路中，對(duì)于除了柵極端以外、還具有檢測(cè)端的功率開(kāi)關(guān)元件，不通過(guò)反饋控制來(lái)對(duì)柵極端進(jìn)行控制，保護(hù)功率開(kāi)關(guān)元件以防止沖擊電流。但是，對(duì)于沒(méi)有檢測(cè)端、僅具有柵極端的功率開(kāi)關(guān)元件，一般是通過(guò)反饋控制來(lái)控制柵極端，保護(hù)功率開(kāi)關(guān)元件以防止沖擊電壓等。
作為通過(guò)反饋控制來(lái)控制柵極端、保護(hù)功率開(kāi)關(guān)元件以防止沖擊電壓等的以往的柵極驅(qū)動(dòng)電路，有例如圖1所示那樣的電路。對(duì)于功率開(kāi)關(guān)元件9的柵極電極(控制輸入端)，從電壓放大器2通過(guò)柵極電阻3供給柵極信號(hào)輸出，通過(guò)這樣進(jìn)行功率開(kāi)關(guān)元件9在通常動(dòng)作條件下的柵極驅(qū)動(dòng)。另外，同時(shí)對(duì)于功率開(kāi)關(guān)元件9的柵極電極，從作為電流驅(qū)動(dòng)單元的控制電流源6供給電流，通過(guò)這樣進(jìn)行功率開(kāi)關(guān)元件9的有源柵極驅(qū)動(dòng)?？刂齐娏髟?利用電壓放大器5按照以下那樣進(jìn)行控制。即，利用電阻4a及4b對(duì)功率開(kāi)關(guān)元件的主電極(集電極與發(fā)射極)之間所施加的主電壓Vce進(jìn)行分壓，電壓放大器5將這樣分壓得到的分電壓檢測(cè)信號(hào)作為輸入信號(hào)進(jìn)行輸入，來(lái)對(duì)控制電流源6進(jìn)行控制。參照標(biāo)號(hào)10表示與功率開(kāi)關(guān)元件9并聯(lián)連接的續(xù)流二極管。
在上述的柵極驅(qū)動(dòng)電路中，對(duì)于在功率開(kāi)關(guān)元件9關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的沖擊電壓如下那樣進(jìn)行控制。若由于來(lái)自外部的信號(hào)的影響，電壓放大器2的輸出電壓減少，則通過(guò)柵極電阻3施加的柵極電壓也降低。結(jié)果，若功率開(kāi)關(guān)元件9的柵極電壓低于由開(kāi)關(guān)元件的靜特性所決定的某一定的閾值電壓，則流過(guò)功率開(kāi)關(guān)元件9的電流開(kāi)始降低，同時(shí)功率開(kāi)關(guān)元件9的主電壓Vce開(kāi)始急劇上升。
主電壓Vce利用分壓電阻4a及4b和相位補(bǔ)償電容13a及13b進(jìn)行分壓，作為主電壓檢測(cè)信號(hào)向電壓放大器5輸入。然后，用電壓放大器5放大至適當(dāng)?shù)碾娖?，?duì)控制電流源6進(jìn)行控制。因此，若主電壓Vce的值超過(guò)一定的值，則利用從控制電流源6注入的電流，使功率開(kāi)關(guān)元件9的柵極電壓上升。通過(guò)這樣，功率開(kāi)關(guān)元件9恢復(fù)為導(dǎo)通狀態(tài)，防止主電壓Vce更進(jìn)一步上升。利用上述柵極驅(qū)動(dòng)電路的這樣的動(dòng)作，對(duì)功率開(kāi)關(guān)元件9施加的主電壓不會(huì)超過(guò)由電路所決定的一定值，抑制沖擊電壓的產(chǎn)生。
在采用除了柵極端以外還具有檢測(cè)端的功率開(kāi)關(guān)元件的柵極驅(qū)動(dòng)電路中，對(duì)于該功率開(kāi)關(guān)元件，不通過(guò)反饋控制來(lái)對(duì)柵極端進(jìn)行控制，保護(hù)功率開(kāi)關(guān)元件以防止沖擊電流。但是，對(duì)于沒(méi)有檢測(cè)端、僅具有柵極端的功率開(kāi)關(guān)元件，一般是通過(guò)反饋控制來(lái)對(duì)柵極端進(jìn)行控制，保護(hù)功率開(kāi)關(guān)元件以防止沖擊電壓等。
在通過(guò)反饋控制對(duì)柵極端進(jìn)行控制、保護(hù)功率開(kāi)關(guān)元件以防止沖擊電壓等的柵極驅(qū)動(dòng)電路中，如圖1所示，控制電流源6的一端與柵極驅(qū)動(dòng)電源1c的正端連接。之所以這樣連接，是根據(jù)以下的理由。
功率開(kāi)關(guān)元件9的柵極與發(fā)射極之間的電壓Vge，由柵極驅(qū)動(dòng)電源1a及1b來(lái)決定。該值在多數(shù)開(kāi)關(guān)元件中為±15V左右?？刂齐娏髟?不管柵極與發(fā)射極之間的電壓Vge的值如何，對(duì)于功率開(kāi)關(guān)元件9的柵極電極，必須注入由電壓放大器5的控制所決定的一定的電流。
因?yàn)槿粼撾娏鞑荒鼙３忠欢?，則由于柵極與發(fā)射極之間的電壓Vge的變動(dòng)，而控制電流源6的輸出電流值變動(dòng)，成為對(duì)主電壓Vce的值進(jìn)行反饋控制的誤差的主要原因。因此，控制電流源6的電源電壓必須采用比柵極與發(fā)射極之間的電壓Vge的值盡可能高的值。實(shí)際上，考慮到電路的損耗等，作為柵極驅(qū)動(dòng)電源1c的值，需要能夠提供幾伏至幾十伏左右的電壓的電源。這樣，在圖1所示的以往技術(shù)中，為了進(jìn)行過(guò)渡期的柵極控制，不僅需要柵極驅(qū)動(dòng)電源，還需要提供更高電壓的電源。
另外，在圖1所示的柵極驅(qū)動(dòng)電路中，為了得到與功率開(kāi)關(guān)元件9的主電壓Vce成正比的主電壓檢測(cè)信號(hào)，要采用分壓電阻4a及4b和相位補(bǔ)償電容13a及13b，將主電壓Vce進(jìn)行分壓，并以該分電壓作為輸入信號(hào)，用電壓放大器5進(jìn)行放大。在這樣的構(gòu)成中，為了減少功率損耗，電壓放大器5必須具有足夠大的輸入阻抗。即，若該輸入阻抗低，則必須減小分壓電阻4a及4b的值，但在對(duì)功率開(kāi)關(guān)元件9施加的主電壓Vce達(dá)到幾千伏的高電壓變換器的情況下，若分壓電阻4a及4b的值小，則在分壓電阻4a及4b中，將產(chǎn)生很大的功率損耗。
本發(fā)明鑒于上述情況，其目的在于以低成本實(shí)現(xiàn)具有簡(jiǎn)單構(gòu)成的有源柵極驅(qū)動(dòng)單元的電源。本發(fā)明的其它目的在于提供能夠降低進(jìn)行柵極驅(qū)動(dòng)用的控制用信號(hào)檢測(cè)單元的功率消耗的柵極驅(qū)動(dòng)電路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明第1形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路，是驅(qū)動(dòng)功率開(kāi)關(guān)元件的柵極電極的柵極驅(qū)動(dòng)電路，具有接受基于功率開(kāi)關(guān)元件的主電極之間所施加的主電壓的規(guī)定電壓作為電源電壓、同時(shí)與主電壓相對(duì)應(yīng)地對(duì)柵極電極進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)單元。
根據(jù)上述柵極驅(qū)動(dòng)電路，由于功率開(kāi)關(guān)元件的柵極電極成為有源柵極驅(qū)動(dòng)的對(duì)象，因此能夠有效保護(hù)功率開(kāi)關(guān)元件以防止沖擊電壓等。而且，由于該柵極驅(qū)動(dòng)電路中具有的驅(qū)動(dòng)單元利用基于功率開(kāi)關(guān)元件的主電極之間所施加的電壓(主電壓)的規(guī)定電壓作為電源電壓，因此能夠簡(jiǎn)化有源柵極驅(qū)動(dòng)單元的電源，能夠降低制造成本。
本發(fā)明第2形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路，是在上述柵極驅(qū)動(dòng)電路中，規(guī)定電壓是通過(guò)將主電壓進(jìn)行電阻分壓而生成的電壓，驅(qū)動(dòng)單元是與上述主電壓相對(duì)應(yīng)地向柵極電極提供電流的電流驅(qū)動(dòng)單元。該電流驅(qū)動(dòng)單元采用通過(guò)將功率開(kāi)關(guān)元件的主電極之間所施加的電壓進(jìn)行電阻分壓而生成的電壓作為電源電壓。即，僅通過(guò)附加分壓電阻，就能夠確保電流驅(qū)動(dòng)單元的電源電壓。
本發(fā)明第3形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路，是在第1形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路中，規(guī)定電壓是利用將主電壓進(jìn)行電阻分壓而生成的電壓通過(guò)二極管進(jìn)行充電的電容器之間的電壓，驅(qū)動(dòng)單元是與主電壓相對(duì)應(yīng)地向柵極電極提供電流的電流驅(qū)動(dòng)單元。該構(gòu)成除了簡(jiǎn)單的構(gòu)成及降低制造成本的優(yōu)點(diǎn)以外，還具有以下的優(yōu)點(diǎn)。在功率開(kāi)關(guān)元件的主電極之間，一般加上脈沖狀的電壓，但通過(guò)將主電極之間所施加的電壓進(jìn)行電阻分壓而生成的電壓利用二極管及電容器進(jìn)行濾波。電流驅(qū)動(dòng)單元由于將該濾波后的電壓作為電源電壓進(jìn)行動(dòng)，因此保證更可靠的有源柵極驅(qū)動(dòng)。
本發(fā)明第4形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路，是在第1形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路中，規(guī)定電壓是利用將主電壓進(jìn)行電阻分壓而生成的電壓通過(guò)二極管進(jìn)行充電的電容器之間的電壓，電容器的另一端與柵極驅(qū)動(dòng)電路本體用的電源的正端連接，而且驅(qū)動(dòng)單元是與主電壓相對(duì)應(yīng)地向柵極電極提供電流的電流驅(qū)動(dòng)單元。電流驅(qū)動(dòng)單元?jiǎng)幼魉匦璧碾娫措妷号c功率開(kāi)關(guān)元件的通常動(dòng)作時(shí)用的柵極驅(qū)動(dòng)電源電壓相比，僅高所需要的值。通過(guò)將充電用電容器的另一端與柵極驅(qū)動(dòng)電路本體的電源的正端連接，與柵極驅(qū)動(dòng)電路本體的電源電壓相比，將高出對(duì)電容器的充電電壓大小的電壓提供電流驅(qū)動(dòng)單元，作為電源電壓。
本發(fā)明第5形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路，是在第1形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路中，規(guī)定電壓是在主電極之間與電阻串聯(lián)連接的穩(wěn)定二極管之間的電壓，驅(qū)動(dòng)單元是與主電壓相對(duì)應(yīng)地向柵極電極提供電流的電流驅(qū)動(dòng)單元。根據(jù)該構(gòu)成，通過(guò)采用穩(wěn)壓二極管，能夠維持簡(jiǎn)單的電路配置，同時(shí)對(duì)電流驅(qū)動(dòng)單元提供電源電壓。而且，由于利用穩(wěn)壓二極管的兩端電壓作為電源電壓，因此電流驅(qū)動(dòng)單元能夠利用穩(wěn)定的電源電壓動(dòng)作，維持可靠的有源柵極驅(qū)動(dòng)。
本發(fā)明第6形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路，是在第1形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路中，規(guī)定電壓是在主電極之間與電阻串聯(lián)連接的穩(wěn)定二極管之間的電壓，穩(wěn)壓二極管的另一端與柵極驅(qū)動(dòng)電路本體用的電源的正端連接，而且驅(qū)動(dòng)單元是與主電壓相對(duì)應(yīng)地向柵極電極提供電流的電流驅(qū)動(dòng)單元。與柵極驅(qū)動(dòng)電路本體的電源電壓相比，將高出穩(wěn)壓二極管的端子間電壓大小的電壓供給電流驅(qū)動(dòng)單元，作為電源電壓。
本發(fā)明第7形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路，是在第1形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路中，規(guī)定電壓是在主電極之間與電阻串聯(lián)連接的穩(wěn)定二極管之間的電壓，電容器與穩(wěn)壓二極管并聯(lián)連接，而且驅(qū)動(dòng)單元是與主電壓相對(duì)應(yīng)地向柵極電極提供電流的電流驅(qū)動(dòng)單元。本形態(tài)的柵極驅(qū)動(dòng)電路除了本發(fā)明第5形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路具有的效果以外，還具有將穩(wěn)壓二極管之間的電壓濾波，使電流驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行的柵極電極驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定的效果。
本發(fā)明第8形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路，是在第1形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路中，規(guī)定電壓是通過(guò)將主電壓進(jìn)行電阻分壓而生成的電壓，驅(qū)動(dòng)單元是在主電壓超過(guò)規(guī)定電壓值時(shí)，將與主電壓相對(duì)應(yīng)的電壓施加在柵極電極上的電壓驅(qū)動(dòng)單元。該電壓驅(qū)動(dòng)單元采用通過(guò)將功率開(kāi)關(guān)零件的主電極之間所施加的電壓進(jìn)行電阻分壓而生成的電壓作為電源電壓。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)具有簡(jiǎn)單構(gòu)成的柵極驅(qū)動(dòng)電路。而且，由于該電壓驅(qū)動(dòng)單元在主電極之間所施加的電壓由于例如發(fā)生沖擊電壓而超過(guò)規(guī)定電壓值時(shí)動(dòng)作，因此能夠確實(shí)保護(hù)功率開(kāi)關(guān)元件以防止沖擊電壓等。
本發(fā)明第9形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路，是在第1形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路中，規(guī)定電壓是利用將主電壓進(jìn)行電阻分壓而生成的電壓通過(guò)二極管進(jìn)行充電的電容器之間的電壓，驅(qū)動(dòng)單元是在主電壓超過(guò)規(guī)定電壓值時(shí)、將與主電壓相對(duì)應(yīng)的電壓施加在柵極電極上的電壓驅(qū)動(dòng)單元。根據(jù)該構(gòu)成，將濾波后的電壓作為電源電壓施加在電壓驅(qū)動(dòng)單元上，這樣實(shí)現(xiàn)可靠的柵極驅(qū)動(dòng)。另外，由于該電壓驅(qū)動(dòng)單元在主電極之間所施加的電壓超過(guò)規(guī)定電壓值時(shí)動(dòng)作，因此確實(shí)保護(hù)開(kāi)關(guān)元件以防止沖擊電壓等。
本發(fā)明第10形態(tài)有關(guān)的發(fā)明，是在第1形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路中，規(guī)定電壓是利用將主電壓進(jìn)行電阻分壓而生成的電壓通過(guò)二極管進(jìn)行充電的電容器之間的電壓，電容器的另一端與柵極驅(qū)動(dòng)電路本體用的電源的正端連接，而且驅(qū)動(dòng)單元是在主電壓超過(guò)規(guī)定電壓值時(shí)、將與主電極相對(duì)應(yīng)的電壓施加在柵極電極上的電壓驅(qū)動(dòng)單元。通過(guò)將電容器的另一端與柵極驅(qū)動(dòng)電路本體的電源的正端連接，與柵極驅(qū)動(dòng)電路本體的電源電壓相比，將高出電容器的兩端電壓大小的電壓供給電壓驅(qū)動(dòng)單元，作為電源電壓。
本發(fā)明第11形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路，是在第1形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路中，規(guī)定電壓是在主電極之間與電阻串聯(lián)連接的穩(wěn)壓二極管之間的電壓，驅(qū)動(dòng)單元是在主電壓超過(guò)規(guī)定電壓值時(shí)、將與主電壓相對(duì)應(yīng)的電壓施加在柵極電極上的電壓驅(qū)動(dòng)單元。由于該電源驅(qū)動(dòng)單元利用穩(wěn)壓二極管的端子之間的電壓作為電源電壓，因此能夠維持簡(jiǎn)單的電路配置。而且，該電壓驅(qū)動(dòng)單元在主電極之間的電壓由于沖擊電壓等而超過(guò)規(guī)定電壓值時(shí)動(dòng)作，能夠確實(shí)保護(hù)開(kāi)關(guān)元件。
本發(fā)明第12形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路，是在第1形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路中，前述規(guī)定電壓是在前述主電極之間與電阻串聯(lián)連接的穩(wěn)壓二極管之間的電壓，前述穩(wěn)壓二極管的另一端與柵極驅(qū)動(dòng)電路本體用的電源的正端連接，而且前述驅(qū)動(dòng)單元是在前述主電壓超過(guò)規(guī)定電壓值時(shí)將與前述主電壓相對(duì)應(yīng)的電壓施加在前述柵極電極上的電壓驅(qū)動(dòng)單元。與柵極驅(qū)動(dòng)電路本體的電源電壓相比，將高出穩(wěn)壓二極管的端子間電壓大小的電壓供給電壓驅(qū)動(dòng)單元，作為電源電壓。
本發(fā)明第13形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路，是在第1形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路中，規(guī)定電壓是在主電極之間與電阻串聯(lián)連接的穩(wěn)壓二極管之間的電壓，電容器與穩(wěn)壓二極管并聯(lián)連接，而且驅(qū)動(dòng)單元是在主電壓超過(guò)規(guī)定電壓值時(shí)、將與主電壓相對(duì)應(yīng)的電壓施加在柵極電極上的電壓驅(qū)動(dòng)單元。本形態(tài)的柵極驅(qū)動(dòng)電路除了第11形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路具有的效果以外，還具有將穩(wěn)壓二極管之間的電壓濾波、使電流驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行的柵極電極驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定的效果。
本發(fā)明第14形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路，是在第1形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路中，還具有在功率開(kāi)關(guān)元件的主電極之間互相串聯(lián)連接的至少一個(gè)電阻、以及檢測(cè)流過(guò)該電阻的電流的電流檢測(cè)單元，將電流檢測(cè)單元檢測(cè)的信號(hào)，用作為生成與主電壓相對(duì)應(yīng)的、驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O電極的電流或電壓的控制用信號(hào)。流過(guò)將電阻與電流檢測(cè)單元串聯(lián)連接的電路的電流與功率開(kāi)關(guān)元件的主電極之間所施加的電壓成正比。因而，控制用信號(hào)、即與功率開(kāi)關(guān)元件的主電極之間所施加的電壓成正比的主電壓檢測(cè)信號(hào)能夠作為電流檢測(cè)單元的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。
本發(fā)明第15形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路，是在第1形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路中，還具有在前述功率開(kāi)關(guān)元件的主電極之間互相串聯(lián)連接的至少一個(gè)電阻、以及檢測(cè)流過(guò)該電阻的電流的電流檢測(cè)單元、以及與前述電阻并聯(lián)連接的相位補(bǔ)償用的電容器，將前述電流檢測(cè)單元檢測(cè)的信號(hào)，用作為生成與前述主電壓相對(duì)應(yīng)的、驅(qū)動(dòng)前述柵極電極的電流或電壓的控制用信號(hào)。能夠抑制將電阻與電流檢測(cè)單元串聯(lián)連接的控制用信號(hào)檢測(cè)電路的頻率特性的惡化，高精度檢測(cè)控制用信號(hào)。
本發(fā)明第16形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路，是在第1形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路中，在功率開(kāi)關(guān)元件的主電極之間還具有雙極型晶體管、以及與該雙極型晶體管的主電極電路串聯(lián)連接的至少一個(gè)電阻，將通過(guò)檢測(cè)流過(guò)主電極電路的電流所得到的信號(hào)，用作為生成與主電壓相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O電極的電流或電壓的控制用信號(hào)。
通過(guò)雙極型晶體管的發(fā)射極和基極、流過(guò)該主電極電路例如集電極電路的電流與功率開(kāi)關(guān)元件的主電極之間所施加的電壓成正比。因此，控制用信號(hào)能夠?qū)⒘鬟^(guò)該雙極型晶體管的主電極電路的電流通過(guò)電電阻作為電壓信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，或者作為用電流放大器放大的電流放大信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。在作為該電流放大信號(hào)來(lái)檢測(cè)控制用信號(hào)時(shí)，不管電流放大器的輸入阻抗如何，流過(guò)雙極型晶體管的主電極電路的電流能夠設(shè)定為任意值。因此，通過(guò)調(diào)節(jié)與雙極型晶體管的主電極電路串聯(lián)連接的電阻值，能夠?qū)崿F(xiàn)消耗功率少的控制用信號(hào)檢測(cè)電路。
本發(fā)明第17形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路，是在第1形態(tài)有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路中，在功率開(kāi)關(guān)元件的主電極之間具有輸入側(cè)晶體管電路、與該輸入側(cè)晶體管一起構(gòu)成電流鏡電路的輸出側(cè)晶體管電路、以及與輸入側(cè)晶體管電路串聯(lián)連接的至少一個(gè)電阻，將通過(guò)檢測(cè)流過(guò)輸出側(cè)晶體管的電流所得到的信號(hào)，用作為生成與主電壓相對(duì)應(yīng)的、驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O電極的電流或電壓的控制用信號(hào)。
流過(guò)電流鏡電路的輸入側(cè)晶體管電路的電流與功率開(kāi)關(guān)元件的主電極之間所施加的電壓成正比。因此，控制用信號(hào)與上述相同，能夠?qū)⒘鬟^(guò)輸出側(cè)晶體管電路的電流通過(guò)電阻作為電壓信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，或者作為用電流放大器放大的電流放大信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。因此，在本發(fā)明中，也能夠?qū)崿F(xiàn)消耗功率少的控制用信號(hào)檢測(cè)電路。
另外，根據(jù)本發(fā)明第14至第17形態(tài)，則除了上述共同的效果以外，還由于在功率開(kāi)關(guān)元件的主電極之間將電阻與電流檢測(cè)單元串聯(lián)連接，進(jìn)行有源柵極驅(qū)動(dòng)用的控制用信號(hào)是采用電流檢測(cè)單元檢測(cè)的信號(hào)，因此在將流過(guò)該電流檢測(cè)單元的電流采用電流放大器、作為電流放大信號(hào)來(lái)檢測(cè)控制用信號(hào)時(shí)，流過(guò)電阻與電流檢測(cè)單元的串聯(lián)連接電路的電流通過(guò)調(diào)節(jié)電阻值能夠設(shè)定為任意值。所以能夠降低進(jìn)行有源柵極驅(qū)動(dòng)用的控制用信號(hào)檢測(cè)單元的消耗功率。


圖1為以往的柵極驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。
圖2為本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的柵極驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。
圖3為本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的電路圖。
圖4為本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的電路圖。
圖5為本發(fā)明第4實(shí)施形態(tài)的電路圖。
圖6為本發(fā)明第5實(shí)施形態(tài)的電路圖。
圖7為本發(fā)明第6實(shí)施形態(tài)的電路圖。
圖8為本發(fā)明第7實(shí)施形態(tài)的電路圖。
圖9為本發(fā)明第8實(shí)施形態(tài)的電路圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。在圖2及圖9中，對(duì)于與圖1所示的構(gòu)成要素相同或相當(dāng)?shù)臉?gòu)成要素，附加同一標(biāo)號(hào)，并省略多余及重復(fù)的說(shuō)明。
(第1實(shí)施形態(tài))圖2所示為本發(fā)明的第1實(shí)施形態(tài)的圖。在本實(shí)施形態(tài)相關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路中，作為電流驅(qū)動(dòng)單元的控制電流源6的電源是下述那樣構(gòu)成的，即以代替圖1中的柵極驅(qū)動(dòng)電源1c。也就是說(shuō)，利用電阻4a及4b對(duì)功率開(kāi)關(guān)元件9的主電極(集電極與發(fā)電極)之間所施加的主電壓Vce進(jìn)行分壓，利用這樣分壓而生成的電壓通過(guò)二極管8向電容器7充電，使用該充電電壓作為控制電流源6的電源電壓。
下面，說(shuō)明上述那樣構(gòu)成的本實(shí)施形態(tài)的動(dòng)作。利用電阻4a及4b進(jìn)行分壓的電壓值可以根據(jù)電阻4a與4b的分壓比任意設(shè)定。因此，能夠很容易將控制電流源6的電源電壓值設(shè)定為超過(guò)柵極驅(qū)動(dòng)電源1a的電壓的所需要的值。
在功率開(kāi)關(guān)元件9的主電極之間，一般施加脈沖狀的電壓，由于利用將功率開(kāi)關(guān)元件9的主電壓Vce通過(guò)電阻4a及4b進(jìn)行分壓而生成的電壓通過(guò)二極管8向電容器7充電，因此將該充電電壓進(jìn)行濾波。由于電流驅(qū)動(dòng)單元能夠?qū)⒃摓V波后的充電電壓作為電源電壓，因此能夠?qū)崿F(xiàn)更可靠的有源柵極驅(qū)動(dòng)。
另外，作為控制電流源6的電源，也可以直接采用將功率開(kāi)關(guān)元件9的主電壓Vce通過(guò)電阻4a及4b進(jìn)行分壓而生成的電壓。但是，如上所述，功率開(kāi)關(guān)元件9的主電壓Vce由于一般包含脈沖狀的電壓，因此最好采用二極管8及電容器7，將濾波后的充電電壓作為控制電流源6的電源，這能夠?qū)崿F(xiàn)更可靠的有源柵極驅(qū)動(dòng)。
如上所述，在本實(shí)施形態(tài)中，作為有源柵極驅(qū)動(dòng)單元的控制電流源6的電源是基于功率開(kāi)關(guān)元件9的主電極之間所施加的電壓而構(gòu)成的。因此，不需要柵極驅(qū)動(dòng)電源以外的電源，能夠簡(jiǎn)化控制電流源6的電源的構(gòu)成，并能夠降低制造成本。
(第2實(shí)施形態(tài))圖3所示為本發(fā)明的第2實(shí)施形態(tài)。在第1實(shí)施形態(tài)中，電容器7的低電位端與開(kāi)關(guān)元件9的發(fā)射極端子側(cè)連接。但是，由于進(jìn)行有源柵極驅(qū)動(dòng)用的控制電流源6動(dòng)作的電源電壓與功率開(kāi)關(guān)元件9在通常動(dòng)作條件下的柵極驅(qū)動(dòng)電源1a的電壓相比，必須高出規(guī)定值，因此在本實(shí)施形態(tài)中，將圖2中的電容器7的低電位端與柵極驅(qū)動(dòng)電路本體的柵極驅(qū)動(dòng)電源1a的正端連接。
如圖3所示，利用將電阻4a與4b的分壓比設(shè)定為所需要比值的主電壓Ve的分壓電壓，通過(guò)二極管8向電容器7充電，將比柵極電源1a的電壓高出該充電電壓大小的電壓供給控制電流6，作為電源電壓。在本實(shí)施形態(tài)中，由于通過(guò)有效利用功率開(kāi)關(guān)元件9的主電極之間所施加的電壓及柵極驅(qū)動(dòng)電路本體的柵極電源1a，能夠不用追加電壓源，而構(gòu)成控制電流源6的電源，因此能夠降低柵極驅(qū)動(dòng)電路的制造成本。
(第3實(shí)施形態(tài))圖4所示為本發(fā)明的第3實(shí)施形態(tài)。在上述第1及第2實(shí)施形態(tài)中，作為有源柵極驅(qū)動(dòng)單元是采用控制電流源6，但驅(qū)動(dòng)功率開(kāi)關(guān)元件9的柵極電極的有源柵極驅(qū)動(dòng)單元利用電壓驅(qū)動(dòng)單元及電阻也能夠?qū)崿F(xiàn)。
如圖4所示，在本實(shí)施形態(tài)的柵極驅(qū)動(dòng)電路中，設(shè)置作為電壓驅(qū)動(dòng)單元的電壓放大器11。對(duì)該電壓放大器11加上電容器7的充電電壓作為電源電壓。利用電阻4a及4b對(duì)功率開(kāi)關(guān)元件9的主電壓Vce進(jìn)行分壓，電容器7利用這樣分壓而生成的電壓通過(guò)二極管8進(jìn)行充電。
電壓放大器11的輸出端通過(guò)電阻12與功率開(kāi)關(guān)元件9的柵極電極連接。用該電壓放大器11及電阻12構(gòu)成有源柵極驅(qū)動(dòng)單元。電壓放大器11在通常的狀態(tài)下不動(dòng)作，而在功率開(kāi)關(guān)元件9的主電極(集電極與發(fā)射極之間)的電壓Vce超過(guò)某一定值時(shí)動(dòng)作。換句話說(shuō)，電壓放大器11在檢測(cè)出電壓Vce超過(guò)某一定值的情況下動(dòng)作。
另外，作為電壓放大器11的電源電壓，也可以直接采用將功率開(kāi)關(guān)元件9的主電壓Vce通過(guò)電阻4a及4b進(jìn)行分壓而生成的電壓。但是，根據(jù)實(shí)現(xiàn)更可靠的有源柵極驅(qū)動(dòng)的觀點(diǎn)，最好是將利用二極管8及電容器7進(jìn)行濾波后的電壓施加在電壓放大器11上。這是因?yàn)?，功率開(kāi)關(guān)元件9的主電壓Vce一般包含脈沖狀的電壓。
(第4實(shí)施形態(tài))圖5所示為本發(fā)明的第4實(shí)施形態(tài)，在上述第3實(shí)施形態(tài)中，電容器7的低電位端與開(kāi)關(guān)元件9的發(fā)射極端連接。但是，在采用電壓放大器11作為有源柵極驅(qū)動(dòng)單元的本實(shí)施形態(tài)中，也能夠?qū)㈦娙萜?的低電位端與柵極驅(qū)動(dòng)電路本體的柵極電源1a的正端連接。這樣的構(gòu)成所帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)在第2實(shí)施形態(tài)中已經(jīng)敘述。
在本實(shí)施形態(tài)中，通過(guò)有效利用功率開(kāi)關(guān)元件9的主電極之間所施加的電壓及柵極驅(qū)動(dòng)電路本體用的柵極電源1a，從而能夠以低成本構(gòu)成電壓放大器11的電源電路。
(第5實(shí)施形態(tài))圖6所示為本發(fā)明的第5實(shí)施形態(tài)。在上述各實(shí)施形態(tài)中，利用電阻4a及4b對(duì)功率開(kāi)關(guān)元件9的主電壓Vce進(jìn)行分壓，基于這樣分壓而生成的電壓的電壓，作為電源電壓供給控制電流源6或電壓放大器11。與此不同的是，在本實(shí)施形態(tài)中，使用基于穩(wěn)壓二極管生成的電壓的電壓。
在圖6中，在功率開(kāi)關(guān)元件9的主電極之間，將電阻14與具有所需要的穩(wěn)壓特性的穩(wěn)壓二極管15串聯(lián)連接，該穩(wěn)壓二極管15的兩端電壓作為電源電壓施加在電壓放大器11上。電壓放大器11在功率開(kāi)關(guān)元件9的主電壓Vce超過(guò)某一定值時(shí)動(dòng)作。
穩(wěn)壓二極管15的兩端電壓通過(guò)選擇具有所需要的穩(wěn)壓特性的穩(wěn)壓二極管，能夠?qū)㈦妷悍糯笃?1的電源設(shè)定為最佳的電壓值。另外，如前所述，由于功率開(kāi)關(guān)元件9的主電壓Vce一般包含脈沖狀的電壓，因此根據(jù)保證更可靠的有源柵極驅(qū)動(dòng)的觀點(diǎn)，最好與穩(wěn)壓二極管15并聯(lián)電容器(未圖示)，將濾波后的充電電壓供給電壓放大器11。再有，在本實(shí)施形態(tài)中，作為有源柵極驅(qū)動(dòng)單元所示的例子是采用電壓放大器11，但也可以采用前述的控制電流源以代替電壓放大器11。
(第6實(shí)施形態(tài))圖7所示為本發(fā)明的第6實(shí)施形態(tài)。在上述第5實(shí)施形態(tài)中，是將穩(wěn)壓二極管15的負(fù)端與開(kāi)關(guān)元件9的發(fā)射極端子連接。但是，即使在采用穩(wěn)壓二極管15的兩端電壓作為電壓放大器11的電源電壓的構(gòu)成中，也由于與第2實(shí)施形態(tài)中說(shuō)明的理由相同的理由，可以將穩(wěn)壓二極管15的負(fù)端與柵極驅(qū)動(dòng)電路本體的柵極電源1a的正端連接。在本實(shí)施形態(tài)中，也通過(guò)有效利用功率開(kāi)關(guān)元件9的主電極之間所施加的電壓及柵極驅(qū)動(dòng)電路本體的柵極電源1a，從而能夠以低成本構(gòu)成電壓放大器11的電源。
(第7實(shí)施形態(tài))圖8所示為本發(fā)明的第7實(shí)施形態(tài)。在上述各實(shí)施形態(tài)中，控制電壓放大器5(圖2及圖3)或電壓放大器11(圖4至圖7)用的控制用信號(hào)、即與功率開(kāi)關(guān)元件9的主電極之間所施加的電壓Vce成正比的主電壓檢測(cè)信號(hào)，是利用電阻4a及4b對(duì)該功率開(kāi)關(guān)元件9的主電極之間所施加的電壓Vce進(jìn)行分壓而得到的電壓。但是，主電壓檢測(cè)信號(hào)不限于電阻分壓信號(hào)，也可以利用在功率開(kāi)關(guān)元件9的主電極之間串聯(lián)連接的至少一個(gè)電阻、以及檢測(cè)流過(guò)該電阻的電流用的電流檢測(cè)單元而得到的電流信號(hào)。
在本實(shí)形態(tài)中，上述電流檢測(cè)單元是在主電極電路(集電極與發(fā)射極電路)中與電阻16串聯(lián)連接的雙極型晶體管17，使用檢測(cè)該雙極型晶體管17的主電極電路中流過(guò)的電流的信號(hào)作為主電壓檢測(cè)信號(hào)。
若對(duì)此具體進(jìn)行說(shuō)明，則在圖8中，在功率開(kāi)關(guān)元件9的集電極與雙極型晶體管17的發(fā)射極之間連接電阻16，在功率開(kāi)關(guān)元件9的發(fā)射極與雙極型晶體管17的集電極之間連接電阻18。由于雙極型晶體管17的發(fā)射極電流與集電極電流相互近似相等，因此流過(guò)電阻16的電流與流過(guò)電阻18的電流近似相等。所以，電阻18兩端產(chǎn)生的電壓與流過(guò)電阻16的電流成正比。
另外，若考慮到柵極電源1a的電壓及雙極型晶體管17的發(fā)射極與基極之間的電壓大大小于功率開(kāi)關(guān)元件9的主電極之間所施加的電壓Vce，則電阻16的兩端所加的電壓與功率開(kāi)關(guān)元件9的主電壓Vce近似相等。即，電阻18兩端產(chǎn)生的電壓與功率開(kāi)關(guān)元件9的主電極之間所施加的電壓Vce成正比。
因此，主電壓檢測(cè)信號(hào)可以將流過(guò)該雙極型晶體管17的主電極電路的電流通過(guò)電阻作為電壓信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，或者作為用電流放大器放大的電流放大信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。在作為該電流放大信號(hào)來(lái)檢測(cè)主電壓檢測(cè)信號(hào)時(shí)，不管電流放大器的輸入阻抗如何，流過(guò)雙極型晶體管17的主電極電路的電流能夠設(shè)定為任意值。因此，通過(guò)調(diào)節(jié)與雙極型晶體管17的主電極電路串聯(lián)連接的電阻值，能夠?qū)崿F(xiàn)消耗功率少的主電壓檢測(cè)信號(hào)檢測(cè)電路。
另外，通過(guò)與圖8中的將電阻16、雙極型晶體管17、以及電阻18串聯(lián)連接而成的主電壓檢測(cè)信號(hào)檢測(cè)電路的電阻16和18并聯(lián)連接相位補(bǔ)償用電容器(未圖示)，能夠抑制主電壓檢測(cè)信號(hào)檢測(cè)電路的頻率特性的惡化，高精度檢測(cè)主電壓檢測(cè)信號(hào)。
(第8實(shí)施形態(tài))圖9所示為本發(fā)明的第8實(shí)施形態(tài)。本實(shí)施形態(tài)是將采用兩個(gè)晶體管19及19而構(gòu)成的電流鏡電路作為電流檢測(cè)單元。在圖9中，流過(guò)電阻16的電流輸入至電流鏡電路的輸入側(cè)晶體管電路(晶體管19a一側(cè)的電路)，電流鏡電路的輸出側(cè)晶體管電路(晶體管19b一側(cè)的電路)的電流流過(guò)電阻18。因而，主電壓檢測(cè)信號(hào)與上述相同，將流過(guò)輸出側(cè)晶體管電路的電流通過(guò)電阻18作為電壓信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，或者作為用電流放大器放大的電流放大信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。所以，在本實(shí)施形態(tài)中，也能夠?qū)崿F(xiàn)消耗功率少的主電壓檢測(cè)信號(hào)檢測(cè)電路。
在電流鏡電路的情況下，由于晶體管19a與19b使用特性近似相同的一對(duì)晶體管，而且在兩個(gè)晶體管19a及19b的基極與發(fā)射極之間施加同一電壓，因此兩個(gè)晶體管19a與19b的集電極電流近似相等。所以，流過(guò)電阻16的電流與流過(guò)電阻18的電流近似相等，通過(guò)這樣如上所述，能夠通過(guò)電阻18得到主電壓檢測(cè)信號(hào)。另外，電流鏡電路特別是適于集成化的電路，本實(shí)施形態(tài)是適于將控制電路集成化的方式。
本發(fā)明涉及驅(qū)動(dòng)功率開(kāi)關(guān)元件的柵極驅(qū)動(dòng)電路，以低成本實(shí)現(xiàn)具有簡(jiǎn)單構(gòu)成的有源柵極驅(qū)動(dòng)單元的電源。因此，根據(jù)本發(fā)明，還能夠以低成本實(shí)現(xiàn)應(yīng)用功率開(kāi)關(guān)元件的功率變換器。
權(quán)利要求
1.一種柵極驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)功率開(kāi)關(guān)元件(9)的柵極電極，其特征在于，具有將基于功率開(kāi)關(guān)元件(9)的主電極之間所施加的主電壓的規(guī)定電壓作為電源電壓接受、同時(shí)與所述主電壓相對(duì)應(yīng)地對(duì)所述柵極電極進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)單元(6；11，12)。
2.如權(quán)利要求1所述的柵極驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述規(guī)定電壓是通過(guò)將所述主電壓進(jìn)行電阻(4a，4b)分壓而生成的電壓，所述驅(qū)動(dòng)單元是與所述主電壓相對(duì)應(yīng)地向所述柵極電極提供電流的電流驅(qū)動(dòng)單元(6)。
3.如權(quán)利要求1所述的柵極驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述規(guī)定電壓是利用將所述主電壓電阻(4a，4b)分壓而生成的電壓通過(guò)二極管(8)進(jìn)行充電的電容器(7)之間的電壓，所述驅(qū)動(dòng)單元是與所述主電壓相對(duì)應(yīng)地向所述柵極電極提供電流的電流驅(qū)動(dòng)單元(6)。
4.如權(quán)利要求1所述的柵極驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述規(guī)定電壓是利用將所述主電壓電阻(4a，4b)分壓而生成的電壓通過(guò)二極管(8)進(jìn)行充電的電容器(7)之間的電壓，所述電容器(7)的另一端與柵極驅(qū)動(dòng)電路本體用的電源(1a)的正端連接，而且所述驅(qū)動(dòng)單元是與所述主電壓相對(duì)應(yīng)地向所述柵極電極提供電流的電流驅(qū)動(dòng)單元(6)。
5.如權(quán)利要求1所述的柵極驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述規(guī)定電壓是在所述電極之間與電阻(14)串聯(lián)連接的穩(wěn)壓二極管(15)之間的電壓，所述驅(qū)動(dòng)單元是與所述主電壓相對(duì)應(yīng)地向所述柵極電極提供電流的電流驅(qū)動(dòng)單元(6)。
6.如權(quán)利要求1所述的柵極驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述規(guī)定電壓是在所述電極之間與電阻(14)串聯(lián)連接的穩(wěn)壓二極管(15)之間的電壓，所述穩(wěn)壓二極管(15)的另一端與柵極驅(qū)動(dòng)電路本體用的電源(1a)的正端連接，而且所述驅(qū)動(dòng)單元是與所述主電壓相對(duì)應(yīng)地向所述柵極電極提供電流的電流驅(qū)動(dòng)單元(6)。
7.如權(quán)利要求1所述的柵極驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述規(guī)定電壓是在所述電極之間與電阻(14)串聯(lián)連接的穩(wěn)壓二極管(15)之間的電壓，電容器與所述穩(wěn)壓二極管(15)并聯(lián)連接，而且所述驅(qū)動(dòng)單元是與所述主電壓相對(duì)應(yīng)地向所述柵極電極提供電流的電流驅(qū)動(dòng)單元(6)。
8.如權(quán)利要求1所述的柵極驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述規(guī)定電壓是通過(guò)將所述主電壓進(jìn)行電阻(4a，4b)分壓而生成的電壓，所述驅(qū)動(dòng)單元是在所述主電壓超過(guò)規(guī)定電壓值時(shí)、將與所述主電壓相對(duì)應(yīng)的電壓施加在所述柵極電極上的電壓驅(qū)動(dòng)單元(11，12)。
9.如權(quán)利要求1所述的柵極驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述規(guī)定電壓是利用將所述主電壓進(jìn)行電阻(4a，4b)分壓而生成的電壓通過(guò)二極管(8)進(jìn)行充電的電容器(7)之間的電壓，所述驅(qū)動(dòng)單元是在所述主電壓超過(guò)規(guī)定電壓值時(shí)、將與所述主電壓相對(duì)應(yīng)的電壓施加在所述柵極電極上的電壓驅(qū)動(dòng)單元(11，12)。
10.如權(quán)利要求1所述的柵極驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述規(guī)定電壓是利用將所述主電壓進(jìn)行電阻(4a，4b)分壓而生成的電壓通過(guò)二極管(8)進(jìn)行充電的電容器(7)之間的電壓，所述電容器(7)的另一端與柵極驅(qū)動(dòng)電路本體用的電源(1a)的正端連接，而且所述驅(qū)動(dòng)單元是在所述主電壓超過(guò)規(guī)定電壓值時(shí)、將與所述主電壓相對(duì)應(yīng)的電壓施加在所述柵極電極上的電壓驅(qū)動(dòng)單元(11，12)。
11.如權(quán)利要求1所述的柵極驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述規(guī)定電壓是在所述主電極之間與電阻(14)串聯(lián)連接的穩(wěn)壓二極管(15)之間的電壓，所述驅(qū)動(dòng)單元是在所述主電壓超過(guò)規(guī)定電壓值時(shí)、將與所述主電壓相對(duì)應(yīng)的電壓施加在所述柵極電極上的電壓驅(qū)動(dòng)單元(11，12)。
12.如權(quán)利要求1所述的柵極驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述規(guī)定電壓是在所述主電極之間與電阻(14)串聯(lián)連接的穩(wěn)壓二極管(15)之間的電壓，所述穩(wěn)壓二極管(15)的另一端與柵極驅(qū)動(dòng)電路本體用的電源(1a)的正端連接，而且所述驅(qū)動(dòng)單元是在所述主電壓超過(guò)規(guī)定電壓值時(shí)、將與所述主電壓相對(duì)應(yīng)的電壓施加在所述柵極電極上的電壓驅(qū)動(dòng)單元(11，12)。
13.如權(quán)利要求1所述的柵極驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述規(guī)定電壓是在所述主電極之間與電阻(14)串聯(lián)連接的穩(wěn)壓二極管(15)之間的電壓，電容器與所述穩(wěn)壓二極管(15)并聯(lián)連接，而且所述驅(qū)動(dòng)單元是在所述主電壓超過(guò)規(guī)定電壓值時(shí)、將與所述主電壓相對(duì)應(yīng)的電壓施加在所述柵極電極上的電壓驅(qū)動(dòng)單元(11，12)。
14.如權(quán)利要求1所述的柵極驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，還具有在所述功率開(kāi)關(guān)元件(9)的主電極之間互相串聯(lián)連接的至少一個(gè)電阻(16，18)、以及檢測(cè)流過(guò)該電阻的電流的電流檢測(cè)單元(17；19a，19b)，將所述電流檢測(cè)單元(17；19a，19b)檢測(cè)的信號(hào)，用作為生成與所述主電壓相對(duì)應(yīng)的、驅(qū)動(dòng)所述柵極電極的電流或電壓用的控制用信號(hào)。
15.如權(quán)利要求1所述的柵極驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，還具有在所述功率開(kāi)關(guān)元件的主電極之間互相串聯(lián)連接的至少一個(gè)電阻(16，18)、以及檢測(cè)流過(guò)該電阻的電流的電流檢測(cè)單元(17；19a，19b)、以及與所述電阻并聯(lián)連接的相位補(bǔ)償用的電容器，將所述電流檢測(cè)單元檢測(cè)的信號(hào)，用作為生成與所述主電壓相對(duì)應(yīng)的、驅(qū)動(dòng)所述柵極電極的電流或電壓用的控制用信號(hào)。
16.如權(quán)利要求1所述的柵極驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，在所述功率開(kāi)關(guān)元件(9)的主電極之間還具有雙極型晶體管(17)、以及與該雙極型晶體管的主電極電路串聯(lián)連接的至少一個(gè)電阻(16，18)，將通過(guò)檢測(cè)流過(guò)所述主電極電路的電流所得到的信號(hào)，用作為生成與所述主電壓相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)所述柵極電極的電流或電壓用的控制用信號(hào)。
17.如權(quán)利要求1所述的柵極驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，在所述功率開(kāi)關(guān)元件(9)的主電極之間還具有輸入側(cè)晶體管(19a)電路、與該輸入側(cè)晶體管(19a)電路一起構(gòu)成電流鏡電路的輸出側(cè)晶體管(19b)電路、以及與所述輸入側(cè)晶體管(19a)電路串聯(lián)連接的至少一個(gè)電阻(16)，將通過(guò)檢測(cè)流過(guò)所述輸出側(cè)晶體管(19b)電路的電流所得到的信號(hào)，用作為生成與所述主電壓相對(duì)應(yīng)的、驅(qū)動(dòng)所述柵極電極的電流或電壓用的控制用信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明以具有電流驅(qū)動(dòng)單元(6)為特征，該電流驅(qū)動(dòng)單元將對(duì)于功率開(kāi)關(guān)元件(9)的主電極之間所施加的電壓用電阻(4a，4b)進(jìn)行分壓而生成的電壓作為電源電壓，同時(shí)與功率開(kāi)關(guān)元件(9)的主電極之間所施加的電壓相對(duì)應(yīng)向柵極電極提供電流。該電流驅(qū)動(dòng)單元(6)由于將對(duì)于功率開(kāi)關(guān)元件(9)的主電極之間所施加的電壓進(jìn)行電阻分壓而生成的電壓用作為電源電壓，因此僅利用附加分壓電阻，就能夠確保電流驅(qū)動(dòng)單元(6)的電源電壓。
文檔編號(hào)H03K17/082GK1879282SQ20048003278
公開(kāi)日2006年12月13日 申請(qǐng)日期2004年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月10日
發(fā)明者田井裕通 申請(qǐng)人:東芝三菱電機(jī)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)株式會(huì)社