本发明专利技术公开了一种电功率转换装置。直交流转换电路（１２０），构成为由六个开关元件（１３０）进行同步整流。所述开关元件（１３０），是由使用宽带隙半导体的单极元件（在此是碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管）构成。直交流转换电路（１２０），使用碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（１３０）作为回流二极管，进行同步整流。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术，涉及一种具有由使用宽带隙半导体的单极元件构成的开关元件的电功率 转换装置。
技术介绍
作为电功率转换装置开关元件的材料，现在广泛地使用硅。然而，用硅作为材料 的开关元件的特性，越来越接近理论极限。超过硅的理论极限的材料碳化硅(SiC)、氮化 镓(GaN)、金刚石等宽带隙半导体的开发正在进行。使用宽带隙半导体的电功率装置中具 有超低损耗、高速高温动作的特点。这些宽带隙半导体中，作为功率装置最受注目的是氮 化硅装置，作为电功率转换装置的开关元件，碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(SiC M0SFET)被视为是最有前景的。在驱动电感负载的直交流转换器中，是在开关元件上并联了二极管。这样的二极 管被称作回流二极管，向相反方向流动电流。作为开关元件使用了碳化硅金属氧化物半导 体场效应晶体管的直交流转换器上，并列于碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管连接了 碳化硅肖脱基阻碍二极管(Sic SBD)，将碳化硅肖脱基阻碍二极管作为回流二极管使用，这 种构成正被研究。专利文献1 日本公开专利公报特开平10-327585号公报专利文献2 日本公开专利公报特开2007-129848号公报非专利文献1 日刊工业新闻社《半导体碳化硅技术和应用》，松波弘之编著，2003非专利文献2 欧姆社《碳化硅元件的基础和应用》，荒井和雄、吉田贞史共著， 200
技术实现思路
-专利技术所要解决的技术问题_通过以上所述那样的构成可以使在回流二极管上的损耗降到最低，但是因为需要 碳化硅肖脱基阻碍二极管而招致装置变大及成本增加的问题。-为解决问题的技术方案-根据本专利技术的电功率转换装置，是构成为由开关元件130进行同步整流的电功率 转换装置，以所述开关元件130是由使用宽带隙半导体的单极元件构成，所述单极元件内 的寄生二极管131作为回流二极管使用为特征的。还有，以作为所述回流二极管用的寄生二极管131中流过逆向电流之际接通所述 单极元件并在所述单极元件一侧流过逆向电流，由此进行同步整流为特征的。这样通过使用寄生二极管131，不再需要另外设置回流二极管132，只由开关元件 130就可构成，这样就降低了成本。还有，通过同步整流，开关元件130通电，就可以比寄生 二极管131单体还要抑制通态损耗。还有，以所述电功率转换装置是使用于空调机的装置为特征的。再有，以所述空调3机的制热中间负载条件中所述开关元件130的电流实效值Irms和通态电阻Ron的关系为 Irms < 0. 9/Ron 为特征的。只要选定这样的开关元件130进行同步整流，在制热中间负载条件中，即便是不 设置回流二极管132，也可以达到同等以上的效果，并且能够使降低成本和提高效率双方成立。还有，以所述宽带隙半导体采用碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、或金刚石中的任何 一种为特征的。还有，以所述单极元件是金属氧化物半导体场效应晶体管(MO SFET)为特征的。还有，以包括构成为由所述开关元件130进行同步整流的直交流转换器120、交直 流转换器110、矩阵交直流转换器700、升压斩波器111的至少一个为特征的。_专利技术的效果-本专利技术的电功率转换装置，因为是将开关元件130的寄生二极管131用作回流二 极管，所以不需要另外设置回流二极管132，抑制了成本的提高。还有，通过同步整流，在开 关元件130中流过逆向电流，比起寄生二极管131单体还可以抑制通态损耗。还有，只要选择空调机的制热中间负载条件中所述开关元件130的电流实效值 Irms和通态电阻Ron的关系成为Irms < 0. 9/Ron的开关元件进行同步整流，在制热中间负 载条件中，即便是不另外设置回流二极管132，也可以达成同等以上的效率，并且能够使降 低成本和提高效率双方成立。附图说明图1，是表示本专利技术第一实施方式的电功率转换装置构成的图。图2，是表示同步整流的基本概念的图。图3，是表示在碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管上并联碳化硅肖脱基阻碍 二极管作为回流二极管使用的构成的一例的图。图4，是表示碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管、碳化硅肖脱基阻碍二极管的 寄生二极管，碳化硅肖脱基阻碍二极管132的电压-电流特性的概略图。图5，是表示本专利技术第二实施方式的电功率转换装置构成的图。图6，是表示本专利技术第三实施方式的电功率转换装置构成的图。图7 (a)，是表示本专利技术第四实施方式的电功率转换装置构成的图；图7 (b)，是表 示图7(a)所示的双向开关710的构成的图。-符号说明-10交流电源 20马达100、500、600 电功率转换装置110 交直流转换电路111升压斩波电路(功率因素改善电路) 120直交流转换电路130碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(开关元件)131寄生二极管700矩阵交直流转换器 具体实施例方式以下，参照附图说明本专利技术的实施方式。另外，附图中相同或者相当的部分标注同 样的参照符号并不重复它的说明。还有，以下优选的实施方式的说明，从本质上说不过是个 示例，无意于限制本专利技术、本专利技术的适用物及其用途。(第一实施方式)本专利技术的第一实施方式的电功率转换装置构成由图1表示。这个电功率转换装置 100，是由交直流转换电路110整流交流电源10，再由直交流转换电路120将该直流电转换 为三相交流电供给马达20的装置。这个马达20设置在空调机的制冷剂回路中驱动压缩机。 另夕卜，图1中，交流电源10是单相交流，但也可以是三相交流。直交流转换电路120，构成为由六个开关元件130进行同步整流。所述开关元件 130，是由使用宽带隙半导体的单极元件(在此是碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管) 构成。直交流转换电路120，是将碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管130的寄生二极管 131作为回流二极管使用，进行同步整流。另外，所谓的同步整流，如图2所示，是在回流二 极管131中流过逆向电流之际导通碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管130，在金属氧 化物半导体场效应晶体管一侧流过逆向电流的控制方法。由此可以降低流过逆向电流之际 的通态损耗。将寄生二极管作为回流二极管使用进行同步整流的现有技术，是将碳化硅金属氧 化物半导体场效应晶体管的寄生二极管作为回流二极管使用的技术。然而，因为碳化硅金 属氧化物半导体场效应晶体管的寄生二极管的上升电压低(约0. 7V)，所以，尽管进行同步 整流，也马上使得寄生二极管导通。因此同步整流的效果小。对此，将本实施方式那样的碳 化硅金属氧化物半导体场效应晶体管130的寄生二极管131作为回流二极管使用的情况 下，碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管130的寄生二极管131的上升电压高(约3V)， 因此若进行同步整流，则电流不变大寄生二极管131就不导通。所以，如本实施方式那样将 碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管130的寄生二极管131作为回流二极管使用，则比 将硅金属氧化物半导体场效应晶体管的寄生二极管作为回流二极管使用的情况同步整流 的效果更大。还有，将硅金属氧化物半导体场效应晶体管的寄生二极管作为回流二极管使用进 行同步整流的情况，由于寄生二极管而流过还原电流成为问题。为此，减慢开关速度减小还 原电流，在电路构成上想办法使得不在寄生二极管上流过电流，增加电路减小还原电流的 损耗(专利文献本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电功率转换装置，构成为由开关元件（１３０）进行同步整流，其特征在于：所述开关元件（１３０），是由使用宽带隙半导体的单极元件构成，所述单极元件内的寄生二极管（１３１）作为回流二极管使用。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：前田敏行，关本守满，日比野宽，
申请(专利权)人：大金工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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