绝缘栅型半导体元件的驱动装置制造方法及图纸

本发明专利技术的绝缘栅型半导体元件的驱动装置具备：恒流电路，该恒流电路向IGBT的栅极供给固定电流而使该IGBT进行接通动作；放电电路，该放电电路将IGBT的栅极接地而使该IGBT进行断开动作；以及切换电路，该切换电路根据控制信号而使上述恒流电路及上述放电电路中的一个进行动作，从而使上述IGBT接通或者断开。尤其具备电流检测电路和电流调整电路，上述电流检测电路用于检测上述IGBT接通时在该IGBT中流通的电流，上述电流调整电路将该电流检测电路检测出的电流反馈给上述恒流电路，以根据上述IGBT的接通特性而控制该恒流电路的输出电流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】绝缘栅型半导体元件的驱动装置
本专利技术涉及一种能够以固定电流均等地对并联连接的多个绝缘栅型半导体元件进行并联驱动的绝缘栅型半导体元件的驱动装置。
技术介绍
在支持大功率负载的功率转换器中，将由功率控制用的IGBT或MOS-FET等构成的多个绝缘栅型半导体元件并联连接，并并联驱动这些绝缘栅型半导体元件。另外，例如在专利文献1中，提倡通过对上述绝缘栅型半导体元件的栅极供给固定电流以使其导通从而减少绝缘栅型半导体元件接通时产生的功耗及噪音的方法，以取代对上述绝缘栅型半导体元件的栅极进行电压控制。例如如图5所示，上述功率转换器1具备多个驱动电路3a～3n，该多个驱动电路3a～3n分别驱动多个例如IGBT2a～2n这样的绝缘栅型半导体元件。另外，多个IGBT2a～2n通过将各集电极间及各发射极间相互连接而并列设置。这些IGBT2a～2n的并联连接的集电极与大功率负载4连接。如图5中示出的驱动电路3a的简要结构那样，上述多个驱动电路3a～3n分别具备由恒流源5和电流镜像电路6构成的恒流电路7，上述恒流源5根据基准电压Vref而输出固定电流Io，上述电流镜像电路6向上述IGBT2a的栅极供给与该恒流源5的输出电流Io成比例的电流[k·Io]。进而，上述驱动电路3a具备放电电路8和切换电路9，上述放电电路8将上述IGBT2a的栅极接地从而使该IGBT2a进行断开动作，上述切换电路9根据控制信号而相辅地控制上述电流镜像电路6和放电电路8的接通或断开。另外，上述恒流源5由n沟道型的FET(以下简称为“n-FET”)5a和OP放大器5c构成，上述OP放大器5c根据安装在该n-FET5a的源极与接地线之间电阻5b中产生的电压与基准电压Vref之差，来控制上述n-FET5a的栅极电压。当上述电阻5b的值为Rref时，通过上述OP放大器5c的控制而使构成该恒流源5的上述n-FET5a的输出电流Io固定为Io＝Vref/Rref。另外，上述电流镜像电路6由p沟道型的FET(以下简称为“p-FET”)6a和p-FET6b构成，上述p沟道型的FET与上述恒流源5连接且通过该恒流源5的输出电流Io进行驱动，上述p-FET6b与该p-FET6a成对设置。该p-FET6b发挥向上述IGBT2a的栅极提供与上述固定电流Io成比例的固定电流[k·Io]的作用。另外，上述放电电路8由输入控制信号的缓冲器8a和n-FET8b构成，上述n-FET8b通过该缓冲器8a控制栅极而进行接通或断开动作，从而将蓄积在上述IGBT2a的栅极中的电荷释放。进而，上述切换电路9由p-FET9a和电平移位电路9b构成，上述p-FET9a与上述电流镜像电路6中的上述p-FET6b并联连接，上述电平移位电路9b通过对上述控制信号实施电平移位来控制上述p-FET9a的栅极电压，从而将上述电流镜像电路6的上述p-FET6a、6b接通或断开。当上述控制信号为L电平时，上述切换电路9将上述放电电路8断开，并且使上述p-FET9a接通。由此，经由上述电流镜像电路6的p-FET6b向上述IGBT2a的栅极提供固定电流[k·Io]，从而将该IGBT2a接通。另外，当上述控制信号为H电平时，上述切换电路9将上述p-FET9a断开而停止经由上述电流镜像电路6向上述IGBT2a的栅极供给电流，并且接通上述放电电路8的n-FET8b。由此，将蓄积在上述IGBT2a的栅极中的电荷释放，从而将上述IGBT2a断开。利用如此构成的驱动电路3a，由于向上述IGBT2a的栅极供给固定电流而使该IGBT2a接通，因此，能够使蓄积在该IGBT2a的栅极中的电荷的充电速度固定不变。因此，利用上述驱动电路3a，如对IGBT的栅极电压进行控制从而接通或断开该IGBT的现有通常驱动方法那样，该IGBT的栅极的充电速度不会因取决于IGBT温度的接通电阻的变化而发生变化。因此，无论温度如何变化，该驱动电路3a都能够使上述IGBT2a的接通时间固定不变，从而能够减少该IGBT2a接通时的功耗和噪音。然而，在如上所述通过上述驱动电路3a～3n对并联连接的多个IGBT2a～2n进行并联驱动时，即使如上所述分别向各个IGBT2a～2n供给固定电流而使其接通，电流也有可能集中流向栅极阈值电压较低的IGBT。另外，上述各IGBT2a～2n的栅极阈值电压的偏差是由IGBT的固体性而引起的。在如上述那样电流在多个IGBT2a～2n接通时集中于特定IGBT时，有可能导致该IGBT发生热破坏。因此，在现有技术下，例如如专利文献2所公开那样，提倡预先测量出多个IGBT2a～2n的栅极电流值并加以保存，并根据这些栅极电流值而控制上述各个IGBT2a～2n的栅极电流从而使电流达到平衡。另外，例如在专利文献3中，提倡根据目标栅极阈值电压与上述IGBT2a～2n的栅极阈值电压之差而对该驱动用控制电压和该IGBT2a～2n的发射极电压施加等电位的偏置(offset)。而且，通过等电位的偏置而使上述各个IGBT2a～2n的接通时刻一致，从而使电流达到平衡。现有技术文献【专利文献】专利文献1：日本专利特开2008-103895号公报专利文献2：日本专利特开平11-235015号公报专利文献3：日本专利特开2008-178248号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题但是，在专利文献2、3分别所示的方法中，必须预先求出多个IGBT2a～2n的栅极电流值或者栅极阈值电压。而且，必须根据预先求出的IGBT的特性数据分别控制各个上述IGBT2a～2n的栅极电流。或者，必须分别对各IGBT2a～2n的驱动用控制电压和发射极电压进行偏置控制。因此，在现有的方法中，存在调节需要花费时间，并且构成复杂化这一问题。本专利技术是考虑到上述情况开发而成的，其目的在于，提供一种构成简单，且能够以固定电流均等且电流平衡良好地对并联连接的多个绝缘栅型半导体元件进行并联驱动的绝缘栅型半导体元件的驱动装置。解决技术问题所采用的技术方案本专利技术涉及一种绝缘栅型半导体元件的驱动装置，其具备分别驱动并联连接的多个绝缘栅型半导体元件的多个驱动电路，并根据控制信号而使各上述驱动电路进行动作，从而并联驱动多个上述绝缘栅型半导体元件。尤其是，本专利技术涉及的绝缘栅型半导体元件的驱动装置的特征在于，用于达成上述目的的各上述驱动电路具备：恒流电路，该恒流电路向例如由IGBT或者MOS-FET构成的上述绝缘栅型半导体元件的栅极供给固定电流，从而使该绝缘栅型半导体元件进行接通动作；放电电路，该放电电路将上述绝缘栅型半导体元件的栅极接地，从而使该绝缘栅型半导体元件进行断开动作；切换电路，该切换电路根据控制信号而使上述恒流电路及上述放电电路中的一个进行动作，从而使上述绝缘栅型半导体元件接通或者断开；电流检测电路，该电流检测电路用于检测上述绝缘栅型半导体元件接通时该绝缘栅型半导体元件中流通的电流，以及电流调整电路，该电流调整电路将通过该电流检测电路检测出的电流反馈给上述恒流电路，从而对该恒流电路的输出电流进行控制。另外，上述电流调整电路由误差放大器构成，该误差放大器求出例如预先设定的基准电压与上述电流检测电路的输出电压的电压差，并根据该电压差而控制上述恒流电路的输出电流。或者，上述电流调整电路由比较器构成，该比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绝缘栅型半导体元件的驱动装置，其具备分别驱动并联连接的多个绝缘栅型半导体元件的多个驱动电路，并根据控制信号而使各个所述驱动电路进行动作，从而并联驱动多个所述绝缘栅型半导体元件，所述绝缘栅型半导体元件的驱动装置的特征在于，各个所述驱动电路具备：恒流电路，该恒流电路向所述绝缘栅型半导体元件的栅极供给固定电流，从而使该绝缘栅型半导体元件进行接通动作；放电电路，该放电电路将所述绝缘栅型半导体元件的栅极接地，从而使该绝缘栅型半导体元件进行断开动作；切换电路，该切换电路根据控制信号而使所述恒流电路及所述放电电路中的一个进行动作，从而使所述绝缘栅型半导体元件接通或者断开；电流检测电路，该电流检测电路用于检测所述绝缘栅型半导体元件接通时该绝缘栅型半导体元件中流通的电流，以及电流调整电路，该电流调整电路将通过该电流检测电路检测出的电流反馈给所述恒流电路，从而对该恒流电路的输出电流进行控制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.11.01 JP 2012-2422421.一种绝缘栅型半导体元件的驱动装置，其具备分别驱动并联连接的多个绝缘栅型半导体元件的多个驱动电路，并根据控制信号而使各个所述驱动电路进行动作，从而并联驱动多个所述绝缘栅型半导体元件，所述绝缘栅型半导体元件的驱动装置的特征在于，各个所述驱动电路具备：恒流电路，该恒流电路向所述绝缘栅型半导体元件的栅极供给固定电流，从而使该绝缘栅型半导体元件进行接通动作；放电电路，该放电电路将所述绝缘栅型半导体元件的栅极接地，从而使该绝缘栅型半导体元件进行断开动作；切换电路，该切换电路根据控制信号而使所述恒流电路及所述放电电路中的一个进行动作，从而使所述绝缘栅型半导体元件接通或者断开；电流检测电路，该电流检测电路用于检测所述绝缘栅型半导体元件接通时该绝缘栅型半导体元件中流通的电流，以及电流调整电路，该电流调整电路将通过该电流检测电路检测出...

【专利技术属性】
技术研发人员：森贵浩，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP