CN110383655B - 半导体开关的驱动装置 - Google Patents

Abstract

充电用端子和放电用端子与半导体开关的导通控制端子连接。具备：充电路径，在切换为导通状态时向多个半导体开关各自的导通控制端子流通充电电流，包含充电开关和充电用端子；以及放电路径，在切换为截止状态时在各自的导通控制端子以及低电位侧导通端子之间流通放电电流，包含放电开关和放电用端子。充电侧通电元件配置于形成所述充电路径的一部分的充电侧环路路径，当成为导通状态时流通充电电流。放电侧通电元件配置于形成所述放电路径的一部分的放电侧环路路径，当成为导通状态时流通放电电流。电压检测部与充电侧通电元件和/或放电侧通电元件的电流输出端子连接，电阻元件与充电侧通电元件和/或放电侧通电元件并联连接。至少充电开关、放电开关和电压检测部作为驱动IC来构成。

Description

半导体开关的驱动装置

关联申请的相互参照

本申请基于2017年3月8日提出的日本专利申请第2017－43801号，在此引用其记述内容。

技术领域

本公开涉及对电压控制型的半导体开关进行驱动的驱动电路。

背景技术

例如，作为这种驱动电路，例如下述专利文献1那样，已知有对分别构成串联连接的上臂部和下臂部的半导体开关进行驱动的驱动电路。半导体开关例如是IGBT。上臂部和下臂部分别包括一个半导体开关。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2013－240210号公报。

在驱动电路中，有以彼此并联连接的多个半导体开关为驱动对象的驱动电路。多个半导体开关的并联连接体分别构成了上下臂部。在半导体开关例如为IGBT的情况下，在其栅极和发射极之间形成有电容。因此，在IGBT和与其连接的驱动电路之间形成流过电流的环路路径。

另一方面，在与IGBT反并联地连接的续流二极管中流过恢复电流。当恢复电流的流通完成，在恢复电流的流通路径中产生浪涌电压。该情况下，与成为浪涌电压的发生源的续流二极管对应的IGBT的发射极电位与其它IGBT的发射极电位相比相对变低。产生这样的电位差是因为多个IGBT的发射极彼此连接。

当产生上述这样的电位差，关于多个IGBT的每一个，由于上述环路路径中的电感成分以及栅极－发射极间电容而发生LC谐振。当发生LC谐振，栅极及发射极等各端子的施加电压有可能超过其额定值而导致IGBT发生误动作等不良情况。

关于各续流二极管中的至少两个续流二极管，恢复电流的流通完成定时会由于它们的个体差异等而不同。该情况下，由于续流二极管中的恢复电流的流动依次完成，从而各IGBT的发射极间电位差大幅地变动。当该电位差的变动增大，会显著地发生上述的不良情况。

为了应对该问题，虽然也可以考虑降低将IGBT从截止状态切换为导通状态的情况下的IGBT的开关速度，但是会导致开关损耗增加的问题。并且，作为其它对策，也可以考虑通过在上述的环路路径中***二极管这样的整流元件来抑制LC谐振。

这里，为了对IGBT进行开关控制，有需要对其栅极电压进行检测的情况。通常，驱动电路多构成为IC。这样，根据使IC封装小型化的要求，希望用于将IGBT与驱动电路进行连接的端子数更少。例如，当向包含IGBT的栅极的放电路径中***二极管，则在其阴极侧产生正向电压的下降，有栅极电压的检测精度降低这样的问题。

发明内容

本公开的目的在于，提供一种半导体开关的驱动装置，能够在将多个半导体开关并联驱动的结构下抑制LC谐振并维持导通控制端子的电压检测精度。

根据本公开的一个方式，充电用端子和放电用端子与半导体开关的导通控制端子连接。并且，具备：充电路径，在将半导体开关切换为导通状态时向多个半导体开关各自的导通控制端子流通充电电流，包含充电开关和充电用端子；以及放电路径，在将半导体开关切换为截止状态时在多个半导体开关各自的导通控制端子以及低电位侧导通端子之间流通放电电流，包含放电开关和放电用端子。

充电侧通电元件配置于包含导通控制端子和低电位侧导通端子且形成所述充电路径的一部分的充电侧环路路径，在成为导通状态的情况下流通充电电流。放电侧通电元件配置于包含导通控制端子和低电位侧导通端子且形成所述放电路径的一部分的放电侧环路路径，在成为导通状态的情况下流通放电电流。电压检测部与充电侧通电元件和/或放电侧通电元件的电流输出端子连接，电阻元件与充电侧通电元件和/或放电侧通电元件并联连接。并且，至少充电开关、放电开关和电压检测部作为驱动IC来构成。

通过这样构成，即使充电侧通电元件或放电侧通电元件是在通电状态下产生电压降的元件，也能够利用与它们并联连接的电阻元件使电流旁通。因此，将驱动装置与半导体开关之间的连接端子数削减，从而即使在将电压检测部与充电侧通电元件和/或放电侧通电元件的电流输出端子连接，也能够减轻电压降的影响。

例如，在本公开的另一方式中，放电侧通电元件、充电侧通电元件为二极管。因此，在二极管的端子电压成为正向电压以下的期间经由电阻元件进行通电，因此能够更加正确地检测半导体开关的导通控制端子的电压。

附图说明

关于本公开的上述目的及其它目的、特征及优点，通过参照附图进行的如下详细说明而更加明确。

图1是在第一实施方式中表示马达控制***的整体结构的图。

图2是表示驱动电路的图。

图3是表示驱动电路的各开关的动作方式的时序图。

图4是用于说明相关技术的LC谐振的发生方式的图。

图5是用于说明相关技术的LC谐振的发生方式的图。

图6是用于说明相关技术的LC谐振的发生方式的图。

图7是用于说明相关技术的LC谐振的发生方式的图。

图8是用于说明相关技术的LC谐振的发生方式的图。

图9是用于说明相关技术的LC谐振的发生方式的图。

图10是在第二实施方式中表示驱动电路的图。

图11是在第三实施方式中表示驱动电路的图。

图12是在第四实施方式中表示驱动电路的图。

图13是在第五实施方式中表示驱动电路的图。

图14是在第六实施方式中表示驱动电路的图。

图15是在第七实施方式中表示驱动电路的图。

图16是动作时序图。

具体实施方式

(第一实施方式)

以下，参照附图来说明将本发明的驱动电路应用于车载马达控制***的第一实施方式。如图1所示，控制***具备直流电源10、逆变器20、电动发电机21和控制装置22。在本实施方式中，直流电源10是具有100V以上的端子间电压的蓄电池。直流电源10例如可采用锂离子蓄电池、镍氢蓄电池。直流电源10与电容器11并联连接。

电动发电机21是成为车载主机的旋转电机，能够在与未图示的驱动轮之间相互传递动力。电动发电机21例如可采用三相永磁同步马达。另外，在本实施方式的车辆中，除了电动发电机21之外还搭载有未图示的引擎。

逆变器20是将从电容器11输入的直流电转换为交流电并向电动发电机21输出的电力转换器。逆变器20具备三相的上臂部20H和下臂部20L的串联连接体。上臂部20H具备第一上臂开关SH1与第二上臂开关SH2的并联连接体。下臂部20L具备第一下臂开关SL1与第二下臂开关SL2的并联连接体。在本实施方式中，作为各开关SH1、SH2、SL1、SL2，采用了作为电压控制型的半导体开关元件之一的IGBT。

上臂开关SH1和SH2各自的集电极经由汇流条(bus bar)等高电位侧导电部件Bp而与电容器11的高电位侧端子、P端子连接。下臂开关SL1和SL2各自的发射极经由汇流条等低电位侧导电部件Bn而与电容器11的低电位侧端子、N端子连接。上臂开关SH1及SH2各自的发射极和下臂开关SL1及SL2各自的集电极被连接于O端子。此外，发射极相当于半导体开关元件的低电位侧导通端子，集电极相当于半导体开关元件的高电位侧导通端子。另外，栅极相当于导通控制端子。

三相各自的O端子经由汇流条等导电部件而与电动发电机21的绕组21A的一端连接。各相的绕组21A的另一端在中性点进行了连接。绕组21A是感性负载。

臂开关SH1、SH2分别与第一及第二上臂二极管DH1、DH2反并联地连接。臂开关SL1、SL2分别与第一及第二下臂二极管DL1、DL2反并联地连接。在本实施方式中，各二极管DH1、DH2、DL1、DL2相当于“续流二极管”。此外，这些二极管可以与各开关SH1、SH2、SL1、SL2一体地构成，也可以外加于各开关。

控制装置22对逆变器20进行驱动控制，使得作为电动发电机21的控制量的例如转矩与其指令值一致。控制装置22为了对逆变器20的各开关SH1、SH2、SL1、SL2进行通断驱动而将与各臂部20H、20L对应的驱动信号向对于各臂部20H、20L独立地设置的驱动电路DrH、DrL输出。

控制装置22例如通过PWM控制而生成与各驱动电路DrH、DrL对应的驱动信号，所述PWM控制是基于在电角度上相位错开120°的三相指令电压与三角波等载波信号的大小比较的控制。在各相中，与上臂部20H对应的驱动信号和与下臂部20L对应的驱动信号成为彼此互补的信号。因此，在各相中，构成上臂部20H的各开关SH1、SH2和构成下臂部20L的各开关SL1、SL2交替地成为导通状态。

如图2所示，与各臂部20H、20L对应的各驱动电路DrH、DrL基本上是相同的结构。下面，以下臂部20L的驱动电路DrL为例进行说明。驱动电路DrL具备安装有各种电子零件的控制基板。各种电子零件在控制基板上通过布线图案进行了连接，驱动电路DrL作为IC而构成。

驱动电路DrL例如具备作为P沟道MOSFET的充电开关30。充电开关30的源极与定电压电源31连接，充电开关30的漏极与充电用电阻元件32的一端连接。充电用电阻元件32的另一端与第一连接点T1连接。在本实施方式中，定电压电源31→充电开关30→充电用电阻元件32→第一连接点T1的电气路径相当于“电源路径Lt”。

驱动电路DrL的第一栅极端子G1c与第一连接点T1以及作为充电侧通电元件的第一充电侧二极管33A的阳极连接。二极管33A的阴极与下臂开关SL1的栅极连接。另外，所述栅极与作为放电侧通电元件的第一放电侧二极管34A的阳极连接。驱动电路DrL的第二栅极端子G1d与第一放电侧二极管34A的阴极以及第二连接点T2连接。

第二连接点T2与放电用电阻元件35的一端连接，该电阻元件35的另一端例如与作为N沟道MOSFET的放电开关36的漏极连接。放电开关36的源极与使驱动电路DrL的第一发射极端子KE1及第二发射极端子KE2短路的电气路径即短路路径ES连接。发射极端子KE1、KE2分别与臂开关SL1、SL2的发射极连接。

第一下臂开关SL1具备第一下臂感知端子mL1，该端子mL1输出与流过第一下臂开关SL1的集电极电流具有相关的微小电流。第一下臂感知端子mL1与驱动电路DrL的第一感知端子SE1连接。第一感知端子SE1与第一感知电阻元件37A的一端连接。第一感知电阻元件37A的另一端与第一发射极端子KE1连接。

根据该结构，由于从感知端子mL1输出的微小电流而在第一感知电阻元件37A中产生电压下降，该电压下降量成为所述集电极电流的相关值。此外，第一感知电阻元件37A的电位差被作为第一感知电压而向驱动电路DrL的驱动控制部40输入。

驱动电路DrL例如具备作为N沟道MOSFET的第一截止保持开关38A。第一截止保持开关38A的漏极与驱动电路DrL的第三栅极端子G1h连接。第一截止保持开关38A的源极与短路路径ES连接。通往栅极端子G1h、截止保持开关38A以及短路路径ES的路径相当于截止保持路径Loff。在下臂开关SL1的栅极与第三栅极端子G1h之间，正向地连接有放电用通电元件以及截止侧通电元件即二极管51A。二极管51A与电阻元件52A并联连接。二极管51的阴极相当于电流输出端子。

在第三栅极端子G1h与第一发射极端子KE1之间，连接有电阻元件53A和54A的串联电路。所述串联电路相当于分压电路，构成电压检测部。电阻元件53A和54A的共同连接点与栅极电压检测部55A的输入端子连接。栅极电压检测部55A的输出端子与驱动控制部40的输入端子连接。

以上的说明中，主要说明了驱动电路DrL的下臂开关SL1侧所对应的结构，下臂开关SL2侧所对应的结构与上述结构是对称的。在图2中，与下臂开关SL2侧对应的构成要素的符号附加“B”来替换“A”、附加“2”来替换“1”而进行表示。

在本实施方式中，经由第一连接点T1→第一栅极端子G1c→第一充电侧二极管33A的电气路径、和经由第一连接点T1→第二栅极端子G2c→第二充电侧二极管33B的电气路径相当于从电源路径Lt分支的“分支路径Lch”。另外，电源路径Lt和分支路径Lch相当于“充电路径”。

并且，在本实施方式中，经由第一放电侧二极管34A→第二栅极端子G1d→第二连接点T2→放电用电阻元件35→放电开关36→第一发射极端子KE1的电气路径相当于“放电路径Ldis”。

驱动控制部40基于从控制装置22输出并经由驱动电路DrL的信号端子SI输入的驱动信号，交替地进行充电处理和放电处理。具体而言，作为充电处理，驱动控制部40在驱动信号表示导通驱动指令的情况下使充电开关30为导通状态，使放电开关36为截止状态。由此，从定电压电源31向各下臂开关SL1、SL2的栅极流过充电电流，各下臂开关SL1、SL2的栅极电压成为阈值电压Vth以上。结果，各下臂开关SL1、SL2接通。此外，通过由驱动控制部40对导通(ON)控制部41进行控制来实施充电开关30的驱动。

另一方面，作为放电处理，驱动控制部40在驱动信号表示截止驱动指令的情况下使充电开关30为截止状态，并使放电开关36为导通状态。由此，从各下臂开关SL1、SL2的栅极向发射极流过放电电流，各下臂开关SL1、SL2的栅极电压变得小于阈值电压Vth。结果，各下臂开关SL1、SL2关断。

驱动控制部40基于从控制装置22输出的驱动信号和栅极电压，进行截止保持处理。具体而言，作为截止保持处理，驱动控制部40在驱动信号表示截止驱动指令并且栅极电压为规定电压Vα以下的情况下，使各截止保持开关38A、38B为导通状态，在除此以外的情况下，使各截止保持开关38A、38B为截止状态。这里，规定电压Vα被设定为阈值电压Vth以下的电压。

如图3所示，在时刻t1，若驱动信号从截止驱动指令被切换为导通驱动指令，则使充电开关30为导通状态并使放电开关36为截止状态的充电处理开始。由此，之后，各下臂开关SL1、SL2的栅极电压上升并达到阈值电压Vth以上，各下臂开关SL1、SL2被切换为导通状态。另外，若驱动信号从截止驱动指令被切换为导通驱动指令，则各截止保持开关38A、38B从导通状态切换为截止状态。

此后，在时刻t2，驱动信号从导通驱动指令切换为截止驱动指令。因此，使充电开关30为截止状态并使放电开关36为导通状态的放电处理开始。由此，各下臂开关SL1、SL2的栅极电压开始降低。

此后，在时刻t3，栅极电压达到规定电压Vα以下，因此各截止保持开关38A、38B被切换为导通状态，截止保持处理开始。此外，在截止保持处理中使用的栅极电压例如设为各下臂开关SL1、SL2的栅极电压中的较高的一方即可。

在本实施方式中，如图2所示，驱动电路DrL具备充电侧二极管33、放电侧二极管34及51。以下，将配置各二极管的技术意义与图4至图9所示的相关技术进行对比来说明。这里所说的相关技术，是从图2所示的驱动电路DrL中除去了各二极管33～35的结构。并且，为了便于说明，将与一个臂开关对应的栅极端子汇总为一个而分别设为G1、G2。

在图4中，示出了在相关技术的结构中存在于布线部分等的各电感成分LP1～LN2等。具体而言，分别是存在于以下电气路径的电感成分。

LP1：P端子→高电位侧导电部件Bp→开关SH1的集电极

LP2：P端子→高电位侧导电部件Bp→开关SH2的集电极

LO1：开关SH1的发射极→开关SL1的集电极→O端子

LO2：开关SH2的发射极→开关SL2的集电极→O端子

LN1：N端子→低电位侧导电部件Bn→开关SL1的发射极

LN2：N端子→低电位侧导电部件Bn→开关SL2的发射极

另外，在驱动电路DrH、DrL中，L1～L8是以下的电感成分。

L1：第一栅极端子G1

L3：第二栅极端子G2

L5：第一发射极端子KE1

L7：第二发射极端子KE2

L2：将开关SL1的栅极及第一栅极端子G1连接的路径

L4：将开关SL2的栅极及第二栅极端子G2连接的路径

L6：将开关DH1的发射极及第一发射极端子KE1连接的路径

L8：将开关DH2的发射极及第二发射极端子KE2连接的路径

另外，Rb表示平衡电阻。

图4中，对于三相中的某一相，表示了使构成上臂部20H的各开关SH1、SH2为导通状态、使构成下臂部20L的各开关SL1、SL2为截止状态的例子。在该状态下，在图4中单点划线所示的P端子→第一上臂开关SH1→O端子→两相的绕组21A→未图示的另一相的下臂部20L→N端子这样的路径中流过电流。另外，在图4中虚线所示的P端子→第二上臂开关SH2→O端子→两相的绕组21A→未图示的另一相的下臂部20L→N端子这样的路径中流过电流。

图5表示构成上臂部20H的各开关SH1、SH2被切换为截止状态、构成下臂部20L的各开关SL1、SL2被切换为导通状态的例子。在该状态下，由于存在作为感性负载的绕组21A，在图5中单点划线所示的具有第一下臂二极管DL1→O端子→绕组21A→未图示的另一相的下臂部20L的环路路径中持续流过电流。另外，在图5中虚线所示的具有第二下臂二极管DL2→O端子→绕组21A→未图示的另一相的下臂部20L的环路路径中持续流过电流。

图6表示构成上臂部20H的各上臂开关SH1、SH2再次被切换为导通状态、构成下臂部20L的各下臂开关SL1、SL2再次被切换为截止状态的例子。该情况下，在第二下臂二极管DL2中由于施加反向电压而流过恢复电流。此后，当恢复电流的流通完成，则在低电位侧导电部件Bn中产生浪涌电压。该浪涌电压与恢复电流的减少速度dI/dt和低电位侧导电部件Bn等的电感L的乘法值成比例。当产生浪涌电压，第二下臂开关SL2的发射极电位VE2与第一下臂开关SL1的发射极电位VE1相比相对变低。

此后，如图7所示，由于反向电压被施加于第一下臂二极管DL1而在第一下臂二极管DL1中流过恢复电流。当恢复电流的流通完成，在低电位侧导电部件Bn中产生浪涌电压。由于产生浪涌电压，第一下臂开关SL1的发射极电位VE1与第二下臂开关SL2的发射极电位VE2相比相对变低。

这样，由于各下臂开关SL1、SL2的发射极电位产生差，如图8所示，在包含各下臂开关SL1、SL2的栅极以及发射极电容Cge的环路路径中发生LC谐振。在图8中以虚线的箭头示出了环路路径的一例。

当发生LC谐振，会导致如下问题，即：各栅极端子G1、G2、各发射极端子KE1、KE2、以及各感知端子SE1、SE2等的施加电压超过其额定值，各下臂开关SL1、SL2发生误动作，各感知电压的检测精度降低。为了应对该问题，也可以考虑使各臂开关的开关速度降低。但是，该情况下，开关损耗增加，车辆的燃料消耗可能劣化。

此外，即使在各下臂开关SL1、SL2被切换为导通状态、并且各上臂开关SH1、SH2被切换为截止状态的情况下，也与下臂部20L同样地，在上臂部20H中发生LC谐振。

在图9中，参照前面的图4的结构，示出了各臂部20H、20L包括一个臂开关的例子。该情况下，即使由于恢复电流的流通完成而产生了浪涌电压，也不发生LC谐振。这是因为，即使产生浪涌电压，第二下臂开关SL2的发射极电位VE2与放电开关36的源极侧电位VE3也不产生差。

在本实施方式中，为了抑制上述的LC谐振现象，如图2所示，具备各二极管33、34、51。由此，抑制充电侧环路路径和放电侧环路路径中的LC谐振。此外，由于对于并联电阻元件52的作用将在后面进行叙述，因此关于二极管51，忽略电阻元件52。这里，充电侧环路路径是在以下(C1)～(C3)中说明的路径。

(C1)第一充电侧环路路径，包含：开关SL1侧的第一电容Cge1、开关SL1的栅极、第一栅极端子G1、第一连接点T1、第二栅极端子G2、开关SL2的栅极和发射极、开关SL2侧的第二电容Cge2、第二发射极端子KE2、第一发射极端子KE1、以及开关SL1的发射极。

(C2)第二充电侧环路路径，包含：第一电容Cge1、开关SL1的栅极、第一栅极端子G1、第一连接点T1、对象元件(放电用电阻元件35、开关38A、38B中的某个)、第一发射极端子KE1、以及第一下臂开关SL1的发射极。

(C3)第三充电侧环路路径，包含：第二电容Cge2、开关SL2的栅极、第二栅极端子G2、第一连接点T1、对象元件、第二发射极端子KE2、以及开关SL2的发射极。

通过对第一～第三充电侧环路路径的每一个配置充电侧二极管33A或33B，能够将在各充电侧环路路径中流过的电流的流通方向限制为仅一个方向。结果，能够抑制各充电侧环路路径中的LC谐振。

另一方面，第一～第三放电侧环路路径D1、D2、D3分别如下。

第一放电侧环路路径D1：从充电侧环路路径C2除去了连接点T1

第二放电侧环路路径D2：将充电侧环路路径C1的连接点T1置换为连接点T2

第三放电侧环路路径D3：从充电侧环路路径C3除去了连接点T1

通过对第一～第三放电侧环路路径D1～D3配置放电侧二极管34、51，能够将在这些环路路径中流动的电流的流通方向限制为仅一个方向。结果，能够抑制环路路径D1～D3中的LC谐振。

这样，根据本实施方式，即使在构成各臂部的各臂二极管的恢复电流的流通完成定时不同的情况下，也能够抑制LC谐振。

此外，在本实施方式中具备栅极电压检测部55，随之使二极管51并联地连接电阻元件52。接下来对其意义进行说明。驱动控制部40在开关SL关断时监控栅极电压，在栅极电压降低了一定程度的时点使截止保持开关38导通，从而保持开关SL的截止状态。因此，需要提高栅极电压变低的区域中的检测精度。

另外，在开关SL的栅极与截止保持开关38相连的路径中，如上述那样配置了用于防止LC谐振的二极管51。由此，在栅极电压检测部55经由电阻元件53和54的串联电路而检测的栅极电压中，最初产生正向电压Vf的电压下降。并且，若栅极电压小于正向电压Vf，则二极管51截止，所以栅极电压检测部55不再能够检测栅极电压。

因此，通过对二极管51并联地连接电阻元件52，使二极管51截止的期间的电流流通于电阻元件52，从而能够在所述期间实现由栅极电压检测部55进行的栅极电压的检测。

这里，将电阻元件52～54的电阻值分别设为R52～R54，关于电阻值R52，将能够抑制LC谐振的值作为最小值，设定为R52＜＜R53+R54。由此，如果将开关SL的栅极电压设为Vg1，将栅极电压检测部55检测的栅极电压设为Vg2，则

Vg2＝Vg1×R54/(R52+R53+R54)≒Vg1×R54/(R53+R54)

如上所述，根据本实施方式，在将两个下臂开关SL1、SL2进行并联驱动的驱动电路DrL中，将栅极端子Gc、Gd及Gh与开关SL的栅极连接。另外，具备在使开关SL接通时向所述栅极流动充电电流的包含充电开关30和充电用端子Gc的充电路径Lt、Lch、以及在使开关SL关断时在开关SL的栅极及发射极之间流动放电电流的包含放电开关36及放电用端子Gd的放电路径Ldis。

二极管33配置于包含所述栅极和发射极且形成所述充电路径的一部分的充电侧环路路径C1～C3，在导通的情况下流过充电电流。二极管34、51配置于包含所述栅极和发射极且形成所述放电路径的一部分的放电侧环路路径D1～D3，在导通的情况下流过放电电流。将栅极电压检测部55与二极管51的阴极侧连接，将电阻元件52与二极管51并联连接。

采用这种结构，即使放电时开关SL的栅极电压降低而低于二极管51的正向电压Vf，也能够利用电阻元件52使电流旁通。因此，将驱动电路DrL与开关SL之间的连接端子数削减，从而即使将栅极电压检测部55与二极管51的阴极侧连接，在栅极电压降低至0V附近的区域也能够正确地进行检测。

并且，在二极管51的阴极与开关SL的发射极之间，连接包括电阻元件53和54的分压电路，具备形成通过截止保持开关38将该分压电路短路的路径的截止保持路径Loff。由此，在使开关SL关断(turn off)时，能够可靠地维持开关SL的截止(off)状态。

进而，由于将二极管34和51对于全部的放电侧环路路径D1～D3配置，从而能够可靠地防止LC谐振现象。

另外，充电路径具有与定电压31连接的电源路径Lt、以及从电源路径Lt分支并与开关SL1、SL2各自的栅极连接的分支路径Lch时，将二极管33A、33B配置于分支路径Lch。由此，也能够防止使开关SL接通时的LC谐振。并且，由于将二极管33对于全部的充电侧环路路径C1～C3配置，从而能够可靠地防止LC谐振现象。

此外，由于利用并联连接的两个开关SL1和SL2构成了串联连接的上臂部20H和下臂部20，从而能够适用于逆变器电路20。

(第二实施方式)

以下，对于与第一实施方式相同的部分标记同一符号而省略说明，针对不同的部分进行说明。如图10所示，在第二实施方式中，将电阻元件53的一端不是连接到栅极端子Gh而是连接到栅极端子Gd。相应地，将电阻元件52不是与二极管51并联连接而是与二极管34并联连接。根据以上这样构成的第二实施方式，也可获得与第二实施方式同样的效果。

(第三实施方式)

如图11所示，在第三实施方式中，将电阻元件53的一端不是与栅极端子Gh连接而是与栅极端子Gc连接。相应地，将电阻元件52不是与二极管51并联连接而是与二极管33并联连接。该情况下，栅极电压检测部55对开关SL接通时的栅极电压进行检测，驱动控制部40A进行接通时所需的控制。二极管51相当于充电侧通电元件。

根据以上这样构成的第三实施方式，由于将电阻元件52不是与二极管51并联连接而是与二极管33并联连接，因此栅极电压检测部55在开关SL接通时的栅极电压为0V的附近区域也能够正确地进行检测。

(第四实施方式)

如图12所示，第四实施方式通过对于第一实施方式的驱动电路DrL将外接的二极管33、34和51以及电阻元件52配置在驱动IC的内部，从而构成了驱动电路DrL＿A。该情况下，也可获得与第一实施方式同样的效果。

(第五实施方式)

如图13所示，第五实施方式通过对于第二实施方式的驱动电路DrL将外接的二极管33、34和51以及电阻元件52配置在驱动IC的内部，从而构成了驱动电路DrL＿B。该情况下，也可获得与第二实施方式同样的效果。

(第六实施方式)

如图14所示，第六实施方式通过对于第三实施方式的驱动电路DrL将外接的二极管33、34和51以及电阻元件52配置在驱动IC的内部，从而构成了驱动电路DrL＿C。该情况下，也可获得与第三实施方式同样的效果。

(第七实施方式)

如图15所示，第七实施方式例如通过对第一实施方式的结构追加开路(open)检测判定部61，从而构成了驱动电路DrL＿D。开路检测判定部61的输入端子与栅极电压检测部55的输出端子连接，开路检测判定部61的输出端子与驱动控制部40B的输入端子连接。另外，驱动控制部40B向开关SL输出的栅极驱动信号也输入到开路检测判定部61。开路检测判定部61相当于开路判定部。另外，栅极驱动信号相当于控制信号。

接下来对第七实施方式的作用进行说明。如图16所示，开路检测判定部61，在驱动控制部40B为使开关SL接通而使栅极驱动信号为高电平的期间，当成为没有通过栅极电压检测部55检测出栅极电压的状态，则使向驱动控制部40B提供的开路检测判定信号为有效电平(active level)的高(high)。驱动控制部40B，当开路检测判定信号成为有效，则判断为在驱动电路DrL＿D与开关SL的栅极之间发生了断线。于是，停止对开关SL的驱动，并且进行例如对用户的报告处理等。

如上所述，根据第七实施方式，开路检测判定部61能够基于驱动控制部40B向开关SL输出的栅极驱动信号、和通过栅极电压检测部55检测的栅极电压，对开关SL的栅极成为开路状态这一情况进行检测。

(其它实施方式)

在第一实施方式中，也可以将第一充电侧二极管33A和第二充电侧二极管33B中的某一方除去。该情况下，也能够抑制第一～第三充电侧环路路径中的LC谐振。

在第一实施方式中，也可以将第一、第二充电侧二极管33A、33B的组、以及第一、第二放电侧二极管34A、34B的组中的某一方除去。此外，在将第一、第二充电侧二极管33A、33B的组除去的情况下，上述(C1)中说明的第一充电侧环路路径中发生的LC谐振不被抑制。

充电侧通电元件、放电侧通电元件不限于二极管33、34。总之，只要是能够控制成在成为导通状态的情况下分别流通充电电流、放电电流的元件即可。

在第一实施方式中，也可以变更从第一栅极端子G1经由第一截止保持开关38A到第一发射极端子KE1的放电路径中的第一放电侧二极管34A的设置位置。例如，可以在上述放电路径中的比第一截止保持开关38A靠第一发射极端子KE1侧设置第一放电侧二极管34A。具体而言，可以是，在短路路径ES中，在比与第一感知电阻元件37A的第二端之间的连接点靠第一截止保持开关38A侧设置第一放电侧二极管34A。该情况下，能够排除第一放电侧二极管34A的电压下降量对第一感知电压的检测精度的影响。此外，也可以是，在上述短路路径中，在比与第一感知电阻元件37A的第二端之间的连接点靠第一发射极端子KE1侧设置第一放电侧二极管34A。

此外，关于第一放电侧二极管34A而上述的事项对于第二放电侧二极管34B也能够同样适用。

截止保持开关38根据需要设置即可。

构成逆变器的电压控制型开关不限于IGBT，例如也可以是N沟道MOSFET。该情况下，在MOSFET的栅极和源极之间形成电容Cgs。并且，该情况下，与开关反并联地连接的续流二极管可以是MOSFET的体二极管(body diode)，也可以是与MOSFET反并联地连接的外接二极管。

构成各臂部的开关的并联连接数不限于两个而也可以是三个以上。该情况下，与这些开关中的至少两个开关逆并联连接的续流二极管中流通的恢复电流的流通完成定时不同，从而发生LC谐振。

逆变器不限于三相，也可以是两相或四相以上。总之，只要至少具备两相的上、下臂部并且各相的上、下臂部的连接点即O端子通过感性负载进行连接即可。

驱动电路不限于在车辆中搭载的驱动电路。

本公开基于实施例进行了记述，但是本公开并不限于该实施例及结构。本公开也包含各种变形例及等同范围内的变形。此外，各种组合、方式、以及仅含其中一个要素或者更多的其它组合及方式属于本公开的范畴及思想范围。

Claims (12)

1.一种半导体开关的驱动装置，以具有反并联地连接的续流二极管(DH1、DH2、DL1、DL2)的电压控制型的半导体开关(SH1、SH2、SL1、SL2)被并联连接多个而成的结构为驱动对象，其特征在于，

具备：

与所述半导体开关的导通控制端子连接的充电用端子和放电用端子；

充电路径(Lt、Lch)，在将所述半导体开关切换为导通状态时向多个所述半导体开关各自的导通控制端子流通充电电流，包含充电开关(30)和所述充电用端子；

放电路径(Ldis)，在将所述半导体开关切换为截止状态时向多个所述半导体开关各自的导通控制端子以及低电位侧导通端子之间流通放电电流，包含放电开关(36)和所述放电用端子；

充电侧通电元件(33A、33B)，配置于包含所述导通控制端子以及低电位侧导通端子且形成所述充电路径的一部分的充电侧环路路径，在成为导通状态的情况下流通所述充电电流；

放电侧通电元件(34A、34B)，配置于包含所述导通控制端子以及低电位侧导通端子且形成所述放电路径的一部分的放电侧环路路径，在成为导通状态的情况下流通所述放电电流；

电压检测部(55A、55B)，与所述充电侧通电元件以及/或者所述放电侧通电元件的电流输出端子连接；以及

电阻元件(52A、52B)，与所述充电侧通电元件以及/或者所述放电侧通电元件并联连接，

至少所述充电开关、所述放电开关以及所述电压检测部作为驱动IC(DrH、DrL、DrL＿A、DrL＿B、DrL＿C)来构成。

2.根据权利要求1所述的半导体开关的驱动装置，其特征在于，

所述放电侧通电元件是二极管。

3.根据权利要求1所述的半导体开关的驱动装置，其特征在于，

所述电压检测部具备被连接在所述放电侧通电元件的电流输出端子与所述半导体开关的低电位侧导通端子之间的分压电路(53、54)，

具备形成使所述分压电路短路的路径的截止保持路径(Loff)。

4.根据权利要求3所述的半导体开关的驱动装置，其特征在于，

所述放电侧通电元件配置于所述截止保持路径，是在所述放电电流的流动方向上具有整流作用的截止侧通电元件。

5.根据权利要求4所述的半导体开关的驱动装置，其特征在于，

具备设置于所述截止保持路径、在使所述分压电路短路时导通的截止保持开关(38A、38B)。

6.根据权利要求1所述的半导体开关的驱动装置，其特征在于，

当形成有多个所述放电侧环路路径时，对它们的全部配置了所述放电侧通电元件。

7.根据权利要求1所述的半导体开关的驱动装置，其特征在于，

所述充电路径，

具备：

与电源(31)连接的电源路径(Lt)；以及

分支路径(Lch)，从该电源路径分支，与多个所述半导体开关各自的导通控制端子连接，

所述充电侧通电元件配置于所述分支路径。

8.根据权利要求7所述的半导体开关的驱动装置，其特征在于，

所述充电侧通电元件是二极管。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的半导体开关的驱动装置，其特征在于，

当形成有多个所述充电侧环路路径时，对它们的全部配置有所述充电侧通电元件。

10.根据权利要求1至8中的任一项所述的半导体开关的驱动装置，其特征在于，

并联连接的多个所述半导体开关分别构成串联连接的上臂部(20H)和下臂部(20L)。

11.根据权利要求1至8中的任一项所述的半导体开关的驱动装置，其特征在于，

具备开路判定部(61A、61B)，该开路判定部(61A、61B)基于向所述导通控制端子输入的控制信号、和由所述电压检测部检测的电压，对所述导通控制端子成为开路状态这一情况进行检测。

12.根据权利要求1至8中的任一项所述的半导体开关的驱动装置，其特征在于，

所述驱动IC包含所述充电侧通电元件、所述放电侧通电元件以及并联电阻元件而构成。

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