JP7204002B2 - パワーデバイス及び電気機器 - Google Patents

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Description

本出願は、２０１９年３月１９日に中国国家知識産業局に提出した、特許出願番号が「２０１９１０２０８６６２.０」である特許出願の優先権と利益を主張するものであり、その特許出願の全ての内容が、参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、電気機器技術の分野に関し、特にパワーデバイス、及び該パワーデバイスを有する電気機器に関する。
インテリジェントパワーモジュール（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｐｏｗｅｒ Ｍｏｄｕｌｅ、ＩＰＭ）は、パワーエレクトロニクスと集積回路技術を組み合わせたパワー駆動系製品（パワーデバイス）である。インテリジェントパワーモジュールは、パワースイッチングデバイス（例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）デバイス又はシリコン（Ｓｉ）デバイス）と高圧集積回路（Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＨＶＩＣ）チューブを集積し、内部に過電圧、過電流及び過熱などの故障検出回路を内蔵している。しかしながら、ＧａＮデバイスとＳｉデバイスは閾値電圧が異なり、一般的に、ＧａＮデバイスの閾値電圧がＳｉデバイスの閾値電圧よりも低く、ＧａＮデバイスとＳｉデバイスを同一の高圧集積回路チューブとして駆動する場合、Ｓｉデバイスの正常な動作を保証するために、より高い電圧を使用して高圧集積回路チューブに電力を供給すると、ＧａＮデバイスのゲートが破壊され、ＧａＮデバイスが破壊されないことを保証するために、より低い電圧を使用して高圧集積回路チューブに電力を供給すると、Ｓｉインテリジェントパワーモジュール全体の消費電力が増加し、Ｓｉデバイスが動作しなくなることがある。
上記技術的課題を解決するために、本出願は、パワーデバイス及び電気機器を提供する。
本出願の実施形態に係るパワーデバイスは、制御入力端子と、上アームスイッチ素子及び下アームスイッチ素子と、上抵抗器群及び下抵抗器群と、第１の駆動回路及び第２の駆動回路とを含む。前記第１の駆動回路は、制御入力端子に接続され、且つ上抵抗器群を介して上アームスイッチ素子に接続されている。前記第２の駆動回路は、制御入力端子に接続され、且つ下抵抗器群を介して下アームスイッチ素子に接続されている。前記制御入力端子はハイレベル又はロウレベルに接続可能であり、前記制御入力端子が前記ハイレベルに接続されている場合、前記第１の駆動回路及び前記第２の駆動回路は第１の電圧範囲のハイレベル／ロウレベル信号を出力し、前記制御入力端子が前記ロウレベルに接続されている場合、前記第１の駆動回路及び前記第２の駆動回路は第２の電圧範囲のハイレベル／ロウレベル信号を出力し、前記第１の電圧範囲は前記第２の電圧範囲と異なっている。
本出願の実施形態に係る電気機器は、パワーデバイスと、プロセッサとを含む。前記プロセッサは、前記パワーデバイスに接続されている。前記パワーデバイスは、制御入力端子と、上アームスイッチ素子及び下アームスイッチ素子と、上抵抗器群及び下抵抗器群と、第１の駆動回路及び第２の駆動回路とを含む。前記第１の駆動回路は、制御入力端子に接続され、且つ上抵抗器群を介して上アームスイッチ素子に接続されている。前記第２の駆動回路は、制御入力端子に接続され、且つ下抵抗器群を介して下アームスイッチ素子に接続されている。前記制御入力端子はハイレベル又はロウレベルに接続可能であり、前記制御入力端子が前記ハイレベルに接続されている場合、前記第１の駆動回路及び前記第２の駆動回路は第１の電圧範囲のハイレベル／ロウレベル信号を出力し、前記制御入力端子が前記ロウレベルに接続されている場合、前記第１の駆動回路及び前記第２の駆動回路は第２の電圧範囲のハイレベル／ロウレベル信号を出力し、前記第１の電圧範囲は前記第２の電圧範囲と異なっている。
本出願の実施形態に係るパワーデバイス及び電気機器は、高圧集積回路チューブの制御入力端子がハイレベル又はロウレベルに接続されるように制御し、制御入力端子がハイレベルに接続される場合、第１の駆動回路及び第２の駆動回路が第１の電圧範囲のハイレベル／ロウレベル信号を出力することで、ＧａＮデバイスを完全にオン状態にし、且つゲートが破壊されなく、制御入力端子がロウレベルに接続される場合、第１の駆動回路及び第２の駆動回路が第１の電圧範囲と異なる第２の電圧範囲のハイレベル／ロウレベル信号を出力することで、Ｓｉデバイスを完全にオン状態にする。これによって、窒化ガリウムのインテリジェントパワーモジュールとシリコンのインテリジェントパワーモジュールの適合性を向上させ、窒化ガリウムのインテリジェントパワーモジュールとシリコンのインテリジェントパワーモジュールの性能を発揮させることができる。
上記技術案をよりよく理解するために、図面及び具体的な実施形態を組み合わせて上記技術案を以下に詳細に説明する。
本出願の実施形態に係るパワーデバイスの回路構成図である。 本出願の実施形態に係る上アームスイッチ素子及び下アームスイッチ素子の概略構成図である。 本出願の別の実施形態に係る上アームスイッチ素子及び下アームスイッチ素子の概略構成図である。 本出願の別の実施形態に係る上アームスイッチ素子及び下アームスイッチ素子の概略構成図である。 本出願の別の実施形態に係る上アームスイッチ素子及び下アームスイッチ素子の概略構成図である。 本出願のさらに別の実施形態に係る上アームスイッチ素子及び下アームスイッチ素子の概略構成図である。 本出願の実施形態に係るパワーデバイスのモジュール模式図である。 本出願の実施形態に係るパワーデバイスがボンディングワイヤを介して制御入力端子ＳＳと電源を接続する回路構成図である。 本出願の実施形態に係るパワーデバイスがボンディングワイヤを介して制御入力端子ＳＳと電源を接続する模式図である。 本出願の実施形態に係るパワーデバイスがボンディングワイヤを介して制御入力端子ＳＳと地面を接続する回路構成図である。 本出願の実施形態に係るパワーデバイスがボンディングワイヤを介して制御入力端子ＳＳと地面を接続する模式図である。 本出願の実施形態に係るＵＨ駆動回路の模式図である。 本出願の実施形態に係るＶＨ駆動回路の模式図である。 本出願の実施形態に係るＷＨ駆動回路の模式図である。 本出願の実施形態に係るＵＬ／ＶＬ／ＷＬ駆動回路の模式図である。 本出願の実施形態に係る電気機器のモジュール模式図である。
以下では、本出願の実施形態を詳しく説明する。説明される実施形態の例は図面に示されており、始めから終わりまで、同一または類似の符号は同一または類似の素子、あるいは同一または類似の機能を有する素子を示す。以下での図面を参考して説明される実施形態は例示的で、本出願を説明するためのものであり、本出願への制限として理解すべきではない。
本出願の説明において、「中心」、「長さ」、「幅」、「厚み」、「上」、「下」、「頂」、「内」、「外」などの用語が示す方位又は位置関係は、図面に示す方位又は位置関係に基づき、本発明を容易にまたは簡略化に説明するのに使用されるものであり、指定された装置又は素子が特定の方位にあり、特定の方位において構造され操作されると指示又は暗示するものではないので、本出願に対する限定と理解してはいけない。なお、「第１」、「第２」の用語は目的を説明するためだけに用いられるものであり、比較的な重要性を指示又は暗示するか、或いは示された技術的特徴の数を黙示的に指示すると理解されるものではない。そこで、「第１」、「第２」で限定されている特徴は少なくとも一つの上記特徴を含むことを明示又は暗示することができる。
以下の開示において、多くの異なる実施形態または実施例を提供することにより、本出願の異なる構造を実現する。本出願の説明を簡略化にするため、以下に特定の一例の部品及び配置について説明する。勿論、これらは例示するものであるに過ぎず、本出願を限定するという目的ではない。また、本発明は、異なる一例において参考にした数字及び／又は参考にしたアルファベットを重複することができる。このような重複は、簡潔及び明確にするためであり、これ自体が検討された各種の実施例及び／又は配置間の関係を示すものではない。また、本発明は、さまざまな特定の工法及び材料の一例を挙げているが、当業者は、その他の工法の適用及び／又はその他の材料の使用も意識することができる。
図１を参照し、本出願の実施形態に係るパワーデバイス１００は、制御入力端子ＳＳと、上アームスイッチ素子１２７及び下アームスイッチ素子１２８と、上抵抗器群１０７及び下抵抗器群１０８と、第１の駆動回路１０５及び第２の駆動回路１０６とを含む。第１の駆動回路１０５は、制御入力端子ＳＳに接続され、且つ上抵抗器群１０７を介して上アームスイッチ素子１２７に接続されている。第２の駆動回路１０６は、制御入力端子ＳＳに接続され、且つ下抵抗器群１０８を介して下アームスイッチ素子１２８に接続されている。制御入力端子ＳＳはハイレベル又はロウレベルに接続可能であり、制御入力端子ＳＳがハイレベルに接続されている場合、第１の駆動回路１０５及び第２の駆動回路１０６は第１の電圧範囲のハイレベル／ロウレベル信号を出力し、制御入力端子ＳＳがロウレベルに接続されている場合、第１の駆動回路１０５及び第２の駆動回路１０６は第２の電圧範囲のハイレベル／ロウレベル信号を出力し、第１の電圧範囲は第２の電圧範囲と異なっている。
本出願の実施形態に係るパワーデバイス１００は、高圧集積回路（Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＨＶＩＣ）チューブ１１１の制御入力端子ＳＳがハイレベル又はロウレベルに接続されるように制御し、制御入力端子ＳＳがハイレベルに接続される場合、第１の駆動回路１０５及び第２の駆動回路１０６が第１の電圧範囲のハイレベル／ロウレベル信号を出力することで、ＧａＮデバイスを完全にオン状態にし、ゲートが破壊されない。制御入力端子ＳＳがロウレベルに接続される場合、第１の駆動回路１０５及び第２の駆動回路１０６が、第１の電圧範囲と異なる第２の電圧範囲のハイレベル／ロウレベル信号を出力することで、Ｓｉデバイスを完全にオン状態にする。これによって、窒化ガリウムのインテリジェントパワーモジュールとシリコンのインテリジェントパワーモジュールの適合性を向上させ、窒化ガリウムのインテリジェントパワーモジュールとシリコンのインテリジェントパワーモジュールの性能を発揮させることができる。また、パワーデバイス１００の供給電圧は１５Ｖで変化しないままであり、周辺回路を変更する必要がなく、ＨＶＩＣチューブ１１１の消費電力が実質的に増加することはない。ＧａＮデバイスとＳｉデバイスが、同一のＨＶＩＣチューブ１１１によって駆動されるため、生産過程においてＨＶＩＣチューブ１１１の混合リスクがなく、材料の整理が容易になり、材料コストが低減される。
実際の応用では、システムエネルギー消費に対する人々の要求が高くなるにつれて、特にエアコン業界において、インテリジェントパワーモジュールの電力消費は、インバーターエアコンのインバータ電子制御の主な電力消費源になっており、インテリジェントパワーモジュールの消費電力を如何に低減するかは、インテリジェントパワーモジュール、さらにはインバーターエアコンのさらなる推進及び応用に影響する重要な要素となっている。このため、本出願は、シリコンのインテリジェントパワーモジュールと窒化ガリウムのインテリジェントパワーモジュールの適合性を向上させ、シリコンのインテリジェントパワーモジュールと窒化ガリウムのインテリジェントパワーモジュールの性能を発揮させることができる高適応性のあるパワーデバイス１００を提供する。
下記技術案をよりよく理解するために、本出願の例示的な実施例を、図面を参照して以下により詳細に説明する。図面は本出願の例示的な実施例を示しているが、本出願は様々な形態で実施することができ、ここに説明する実施例に限定されないことを理解されたい。逆に、これらの実施例は、本出願をより徹底に理解し、本出願の範囲を当業者に完全に伝えるために提供されている。
図１を参照し、本出願の実施形態に係るパワーデバイスは、制御入力端子ＳＳ、上アームスイッチ素子１２７、下アームスイッチ素子１２８、上抵抗器群１０７、下抵抗器群１０８、第１の駆動回路１０５及び第２の駆動回路１０６を含む。
上アームスイッチ素子１２７は、第１の上アームスイッチ素子１２１、第２の上アームスイッチ素子１２２及び第３の上アームスイッチ素子１２３を含む。下アームスイッチ素子１２８は、第１の下アームスイッチ素子１２４、第２の下アームスイッチ素子１２５及び第３の下アームスイッチ素子１２６を含む。
上抵抗器群１０７は、第１の上スイッチ抵抗器、第２の上スイッチ抵抗器及び第３の上スイッチ抵抗器を含む。第１の上スイッチ抵抗器は、第１の上オン抵抗器Ｈ－ＲＯＮ１及び第１の上オフ抵抗器Ｈ－ＲＯＦＦ１を含む。第２の上スイッチ抵抗器は、第２の上オン抵抗器Ｈ－ＲＯＮ２及び第２の上オフ抵抗器Ｈ－ＲＯＦＦ２を含む。第３の上スイッチ抵抗器は、第３の上オン抵抗器Ｈ－ＲＯＮ３及び第３の上オフ抵抗器Ｈ－ＲＯＦＦ３を含む。下抵抗器群１０８は、第１の下スイッチ抵抗器、第２の下スイッチ抵抗器及び第３の下スイッチ抵抗器を含む。第１の下スイッチ抵抗器は、第１の下オン抵抗器Ｌ－ＲＯＮ１及び第１の下オフ抵抗器Ｌ－ＲＯＦＦ１を含む。第２の下スイッチ抵抗器は、第２の下オン抵抗器Ｌ－ＲＯＮ２及び第２の下オフ抵抗器Ｌ－ＲＯＦＦ２を含む。第３の下スイッチ抵抗器は、第３の下オン抵抗器Ｌ－ＲＯＮ３及び第３の下オフ抵抗器Ｌ－ＲＯＦＦ３を含む。
第１の駆動回路１０５は、ＵＨ駆動回路１０１、ＶＨ駆動回路１０２及びＷＨ駆動回路１０３を含む。第２の駆動回路１０６は、ＵＬ／ＶＬ／ＷＬ駆動回路１０４を含む。制御入力端子ＳＳは、いずれもＵＨ駆動回路１０１、ＶＨ駆動回路１０２、ＷＨ駆動回路１０３、及びＵＬ／ＶＬ／ＷＬ駆動回路１０４に接続されている。本実施形態では、ＵＨ駆動回路１０１、ＶＨ駆動回路１０２、ＷＨ駆動回路１０３、及びＵＬ／ＶＬ／ＷＬ駆動回路１０４は、電気機器１０００内の駆動回路であってもよく、例えば、エアコンのコンプレッサーの三相の駆動回路であってもよく、ここで、ＵＨ駆動回路１０１がＵＬ駆動回路１０４に接続され、ＶＨ駆動回路１０２がＶＬ駆動回路１０４に接続され、ＷＨ駆動回路１０３がＷＬ駆動回路１０４に接続されている。
ＵＨ駆動回路１０１は、第１の上スイッチ抵抗器を介して第１の上アームスイッチ素子１２１に接続されてそれを駆動し、ここで、第１の上スイッチ抵抗器における第１の上オン抵抗器Ｈ－ＲＯＮ１と第１の上オフ抵抗器Ｈ－ＲＯＦＦ１が並列に接続されている。ＶＨ駆動回路１０２は、第２の上スイッチ抵抗器を介して第２の上アームスイッチ素子１２２に接続されてそれを駆動し、ここで、第２の上スイッチ抵抗器における第２の上オン抵抗器Ｈ－ＲＯＮ２と第２の上オフ抵抗器Ｈ－ＲＯＦＦ２が並列に接続されている。ＷＨ駆動回路１０３は、第３の上スイッチ抵抗器を介して第３の上アームスイッチ素子１２３に接続されてそれを駆動し、ここで、第３の上スイッチ抵抗器における第３の上オン抵抗器Ｈ－ＲＯＮ３と第３の上オフ抵抗器Ｈ－ＲＯＦＦ３が並列に接続されている。
ＵＬ／ＶＬ／ＷＬ駆動回路１０４は、第１の下スイッチ抵抗器を介して第１の下アームスイッチ素子１２４に接続されてそれを駆動し、ここで、第１の下スイッチ抵抗器における第１の下オン抵抗器Ｌ－ＲＯＮ１と第１の下オフ抵抗器Ｌ－ＲＯＦＦ１が並列に接続されている。ＵＬ／ＶＬ／ＷＬ駆動回路１０４は、第２の下スイッチ抵抗器を介して第２の下アームスイッチ素子１２５に接続されてそれを駆動し、ここで、第２の下スイッチ抵抗器における第２の下オン抵抗器Ｌ－ＲＯＮ２と第２の下オフ抵抗器Ｌ－ＲＯＦＦ２が並列に接続されている。ＵＬ／ＶＬ／ＷＬ駆動回路１０４は、第３の下スイッチ抵抗器を介して第３の下アームスイッチ素子１２６に接続されてそれを駆動し、ここで、第３の下スイッチ抵抗器における第３の下オン抵抗器Ｌ－ＲＯＮ３と第３の下オフ抵抗器Ｌ－ＲＯＦＦ３が並列に接続されている。
ＵＨ駆動回路１０１、ＶＨ駆動回路１０２、ＷＨ駆動回路１０３及びＵＬ／ＶＬ／ＷＬ駆動回路１０４はＨＶＩＣチューブ１１１の内部に集積されており、ＨＶＩＣチューブ１１１のＶＣＣ端子はパワーデバイス１００の低電圧領域の供給電源の正端子ＶＤＤとして使用され、ＶＤＤ端子の供給電圧は１５Ｖである。ＨＶＩＣチューブ１１１の制御入力端子ＳＳはパワーデバイス１００のＳＳＳ端子として使用される。ＨＶＩＣチューブ１１１の内部において、ＶＣＣ端子は、ＵＨ駆動回路１０１、ＶＨ駆動回路１０２、ＷＨ駆動回路１０３及びＵＬ／ＶＬ／ＷＬ駆動回路１０４の供給電源の正端子に接続されている。
ＨＶＩＣチューブ１１１のＨＩＮ１端子は、パワーデバイス１００のＵ相上アームの入力端子ＵＨＩＮとして使用され、ＨＶＩＣチューブ１１１の内部においてＵＨ駆動回路１０１の入力端子に接続されている。ＨＶＩＣチューブ１１１のＨＩＮ２端子は、パワーデバイス１００のＶ相上アームの入力端子ＶＨＩＮとして使用され、ＨＶＩＣチューブ１１１の内部においてＶＨ駆動回路１０２の入力端子に接続されている。ＨＶＩＣチューブ１１１のＨＩＮ３端子は、パワーデバイス１００のＷ相上アームの入力端子ＷＨＩＮとして使用され、ＨＶＩＣチューブ１１１の内部においてＷＨ駆動回路１０３の入力端子に接続されている。ＨＶＩＣチューブ１１１のＬＩＮ１端子は、パワーデバイス１００のＵ相下アームの入力端子ＵＬＩＮとして使用され、ＨＶＩＣチューブ１１１の内部においてＵＬ／ＶＬ／ＷＬ駆動回路１０４の第１の入力端子に接続されている。ＨＶＩＣチューブ１１１のＬＩＮ２端子は、パワーデバイス１００のＶ相下アームの入力端子ＶＬＩＮとして使用され、ＨＶＩＣチューブ１１１の内部においてＵＬ／ＶＬ／ＷＬ駆動回路１０４の第２の入力端子に接続されている。ＨＶＩＣチューブ１１１のＬＩＮ３端子は、パワーデバイス１００のＷ相下アームの入力端子ＷＬＩＮとして使用され、ＨＶＩＣチューブ１１１の内部においてＵＬ／ＶＬ／ＷＬ駆動回路１０４の第３の入力端子に接続されている。
パワーデバイス１００のＵ、Ｖ、Ｗ三相の６つの入力端子は、０Ｖ又は５Ｖの入力信号を受信する。ＨＶＩＣチューブ１１１のＧＮＤ端子は、パワーデバイス１００の低電圧領域の供給電源の負端子ＣＯＭとして使用され、ＵＨ駆動回路１０１、ＶＨ駆動回路１０２、ＷＨ駆動回路１０３、及びＵＬ／ＶＬ／ＷＬ駆動回路１０４の供給電源の負端子にそれぞれ接続されている。
ＨＶＩＣチューブ１１１のＶＢ１端子は、ＨＶＩＣチューブ１１１の内部においてＵＨ駆動回路１０１の高電圧領域の供給電源の正端子に接続されており、ＨＶＩＣチューブ１１１の外部にコンデンサ１３１の一端に接続され、パワーデバイス１００のＵ相高電圧領域の供給電源の正端子ＵＶＢとして使用される。
ＨＶＩＣチューブ１１１のＰ－ＨＯ１端子とＮ－ＨＯ１端子は、ＨＶＩＣチューブ１１１の内部においてＵＨ駆動回路１０１の出力端子に接続され、Ｐ－ＨＯ１端子及びＮ－ＨＯ１端子は、それぞれＨＶＩＣチューブ１１１の外部に第１の上オン抵抗器Ｈ－ＲＯＮ１及び第１の上オフ抵抗器Ｈ－ＲＯＦＦ１に接続され、第１の上オン抵抗器Ｈ－ＲＯＮ１と第１の上オフ抵抗器Ｈ－ＲＯＦＦ１はいずれも他端に合流して、Ｕ相上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１）の制御電極に接続されている。
ＨＶＩＣチューブ１１１のＶＳ１端子は、ＨＶＩＣチューブ１１１の内部においてＵＨ駆動回路１０１の高電圧領域の供給電源の負端子に接続されており、ＨＶＩＣチューブ１１１の外部にＵ相上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１）の出力負極、Ｕ相下アームスイッチ素子（第１の下アームスイッチ素子１２４）の出力正極、及びコンデンサ１３１の他端に接続され、パワーデバイス１００のＵ相高電圧領域の供給電源の負端子ＵＶＳとして使用される。
ＨＶＩＣチューブ１１１のＶＢ２端子は、ＨＶＩＣチューブ１１１の内部においてＶＨ駆動回路１０２の高電圧領域の供給電源の正端子に接続されており、ＨＶＩＣチューブ１１１の外部にコンデンサ１３２の一端に接続され、パワーデバイス１００のＵ相高電圧領域の供給電源の正端子ＶＶＢとして使用される。
ＨＶＩＣチューブ１１１のＰ－ＨＯ２端子とＮ－ＨＯ２端子は、ＨＶＩＣチューブ１１１の内部においてＶＨ駆動回路１０２の出力端子に接続され、Ｐ－ＨＯ２端子及びＮ－ＨＯ２端子は、それぞれＨＶＩＣチューブ１１１の外部に第２の上オン抵抗器Ｈ－ＲＯＮ２及び第２の上オフ抵抗器Ｈ－ＲＯＦＦ２に接続され、第２の上オン抵抗器Ｈ－ＲＯＮ２と第２の上オフ抵抗器Ｈ－ＲＯＦＦ２はいずれも他端に合流して、Ｖ相上アームスイッチ素子（第２の上アームスイッチ素子１２２）の制御電極に接続されている。
ＨＶＩＣチューブ１１１のＶＳ２端子は、ＨＶＩＣチューブ１１１の内部においてＶＨ駆動回路１０２の高電圧領域の供給電源の負端子に接続されており、ＨＶＩＣチューブ１１１の外部にＶ相上アームスイッチ素子（第２の上アームスイッチ素子１２２）の出力負極、Ｖ相下アームスイッチ素子（第２の下アームスイッチ素子１２５）の出力正極、及びコンデンサ１３２の他端に接続され、パワーデバイス１００のＶ相高電圧領域の供給電源の負端子ＶＶＳとして使用される。
ＨＶＩＣチューブ１１１のＶＢ３端子は、ＨＶＩＣチューブ１１１の内部においてＷＨ駆動回路１０３の高電圧領域の供給電源の正端子に接続されており、ＨＶＩＣチューブ１１１の外部にコンデンサ１３３の一端に接続され、パワーデバイス１００のＷ相高電圧領域の供給電源の正端子ＷＶＢとして使用される。
ＨＶＩＣチューブ１１１のＰ－ＨＯ３端子及びＮ－ＨＯ３端子は、ＨＶＩＣチューブ１１１の内部においてＷＨ駆動回路１０３の出力端子に接続され、Ｐ－ＨＯ３端子及びＮ－ＨＯ３端子は、それぞれＨＶＩＣチューブ１１１の外部に第３の上オン抵抗器Ｈ－ＲＯＮ３及び第３の上オフ抵抗器Ｈ－ＲＯＦＦ３に接続され、第３の上オン抵抗器Ｈ－ＲＯＮ３と第３の上オフ抵抗器Ｈ－ＲＯＦＦ３はいずれも他端に合流して、Ｗ相上アームスイッチ素子（第３の上アームスイッチ素子１２３）の制御電極に接続されている。
ＨＶＩＣチューブ１１１のＶＳ３端子は、ＨＶＩＣチューブ１１１の内部においてＷＨ駆動回路１０３の高電圧領域の供給電源の負端子に接続されており、ＨＶＩＣチューブ１１１の外部にＷ相上アームスイッチ素子（第３の上アームスイッチ素子１２３）の出力負極、Ｗ相下アームスイッチ素子（第３の下アームスイッチ素子１２６）の出力正極、及びコンデンサ１３３の他端に接続され、パワーデバイス１００のＷ相高電圧領域の供給電源の負端子ＷＶＳとして使用される。
ＨＶＩＣチューブ１１１のＰ－ＬＯ１端子及びＮ－ＬＯ１端子は、それぞれ第１の下オン抵抗器Ｌ－ＲＯＮ１及び第１の下オフ抵抗器Ｌ－ＲＯＦＦ１に接続されており、第１の下オン抵抗器Ｌ－ＲＯＮ１と第１の下オフ抵抗器Ｌ－ＲＯＦＦ１はいずれも他端に合流して、Ｕ相下アームスイッチ素子（第１の下アームスイッチ素子１２４）の制御電極に接続されている。
ＨＶＩＣチューブ１１１のＰ－ＬＯ２端子及びＮ－ＬＯ２端子は、それぞれ第２の下オン抵抗器Ｌ－ＲＯＮ２及び第２の下オフ抵抗器Ｌ－ＲＯＦＦ２に接続されており、第２の下オン抵抗器Ｌ－ＲＯＮ２と第２の下オフ抵抗器Ｌ－ＲＯＦＦ２はいずれも他端に合流して、Ｖ相下アームスイッチ素子（第２の下アームスイッチ素子１２５）の制御電極に接続されている。
ＨＶＩＣチューブ１１１のＰ－ＬＯ３端子及びＮ－ＬＯ３端子は、それぞれ第３の下オン抵抗器Ｌ－ＲＯＮ３及び第３の下オフ抵抗器Ｌ－ＲＯＦＦ３に接続されており、第３の下オン抵抗器Ｌ－ＲＯＮ３と第３の下オフ抵抗器Ｌ－ＲＯＦＦ３はいずれも他端に合流して、Ｗ相下アームスイッチ素子（第３の下アームスイッチ素子１２６）の制御電極に接続されている。
Ｕ相下アームスイッチ素子（第１の下アームスイッチ素子１２４）の出力負極は、パワーデバイス１００のＵ相低電圧の基準端子ＵＮとして使用される。Ｖ相下アームスイッチ素子（第２の下アームスイッチ素子１２５）の出力負極は、パワーデバイス１００のＶ相低電圧の基準端子ＶＮとして使用される。Ｗ相下アームスイッチ素子（第３の下アームスイッチ素子１２６）の出力負極は、パワーデバイス１００のＷ相低電圧の基準端子ＷＮとして使用される。
Ｕ相上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１）の出力正極、Ｖ相上アームスイッチ素子（第２の上アームスイッチ素子１２２）の出力正極、及びＷ相上アームスイッチ素子（第３の上アームスイッチ素子１２３）の出力正極が接続され、パワーデバイス１００の高電圧入力端子Ｐとして使用され、Ｐ端子は一般に３００Ｖに接続されている。
本出願の実施例では、上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１、第２の上アームスイッチ素子１２２及び第３の上アームスイッチ素子１２３）と下アームスイッチ素子（第１の下アームスイッチ素子１２４、第２の下アームスイッチ素子１２５及び第３の下アームスイッチ素子１２６）は、ＩＧＢＴチューブ（Ｓｉデバイス）とＦＲＤチューブが並列に接続された組み合わせであってもよいし、ＩＧＢＴチューブとショットキーダイオード（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ Ｂａｒｒｉｅｒ Ｄｉｏｄｅ、ＧａＮ ＳＢＤ）の組み合わせであってもよいし、金属－酸化物－半導体（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、ＧａＮ ＭＯＳ）（ＧａＮデバイス）であってもよいし、ＧａＮ ＭＯＳチューブと高速回復ダイオード（Ｆａｓｔ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ｄｉｏｄｅ、ＦＲＤ）の組み合わせであってもよいし、ＧａＮ ＭＯＳチューブとＧａＮ ＳＢＤチューブの組み合わせであってもよく、具体的には、必要に応じて選択可能であり、ここでは具体的に制限されない。
制御入力端子ＳＳがハイレベルの場合、Ｐ－ＨＯ１、Ｎ－ＨＯ１、Ｐ－ＨＯ２、Ｎ－ＨＯ２、Ｐ－ＨＯ３、Ｎ－ＨＯ３、Ｐ－ＬＯ１、Ｎ－ＬＯ１、Ｐ－ＬＯ２、Ｎ－ＬＯ２、Ｐ－ＬＯ３及びＮ－ＬＯ３は０－３Ｖのハイレベル／ロウレベル信号を出力し、すなわち、制御入力端子ＳＳがハイレベルの場合、ＵＨ駆動回路１０１、ＶＨ駆動回路１０２、ＷＨ駆動回路１０３及びＵＬ／ＶＬ／ＷＬ駆動回路１０４は第１の電圧範囲のハイレベル／ロウレベル信号を出力し、ここで、第１の電圧範囲は０Ｖ－３Ｖである。
制御入力端子ＳＳがロウレベルの場合、Ｐ－ＨＯ１、Ｎ－ＨＯ１、Ｐ－ＨＯ２、Ｎ－ＨＯ２、Ｐ－ＨＯ３、Ｎ－ＨＯ３、Ｐ－ＬＯ１、Ｎ－ＬＯ１、Ｐ－ＬＯ２、Ｎ－ＬＯ２、Ｐ－ＬＯ３及びＮ－ＬＯ３は０－１５Ｖのハイレベル／ロウレベル信号を出力し、すなわち、制御入力端子ＳＳがロウレベルの場合、ＵＨ駆動回路１０１、ＶＨ駆動回路１０２、ＷＨ駆動回路１０３及びＵＬ／ＶＬ／ＷＬ駆動回路１０４は第２の電圧範囲のハイレベル／ロウレベル信号を出力し、ここで、第２の電圧範囲は０Ｖ－１５Ｖである。
本出願の一実施例によれば、上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１、第２の上アームスイッチ素子１２２及び第３の上アームスイッチ素子１２３）と下アームスイッチ素子（第１の下アームスイッチ素子１２４、第２の下アームスイッチ素子１２５及び第３の下アームスイッチ素子１２６）がいずれもＧａＮデバイスを含む場合、即ち上アームスイッチ素子と下アームスイッチ素子がいずれも図２のＧａＮ ＭＯＳ形態、又は図３のＧａＮ ＭＯＳとＳｉ ＦＲＤの組み合わせ形態、又は図４のＧａＮ ＭＯＳとＧａＮ ＳＢＤの組み合わせ形態である場合、制御入力端子ＳＳがハイレベルに設定される。上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１、第２の上アームスイッチ素子１２２及び第３の上アームスイッチ素子１２３）と下アームスイッチ素子（第１の下アームスイッチ素子１２４、第２の下アームスイッチ素子１２５及び第３の下アームスイッチ素子１２６）がいずれもＳｉデバイスを含む場合、即ち上アームスイッチ素子と下アームスイッチ素子がいずれも図５のＳｉ ＩＧＢＴとＳｉ ＦＲＤの組み合わせ形態、又は図６のＳｉ ＩＧＢＴとＧａＮ ＳＢＤの組み合わせ形態である場合、制御入力端子ＳＳがロウレベルに設定される。
ここで、図１と図７を組み合わせて参照し、パワーデバイス１００はコントローラ１３０をさらに含み、制御入力端子ＳＳがハイレベルに設定されている場合、コントローラ１３０を介して制御入力端子ＳＳをハイレベルに接続してもよく、同様に、制御入力端子ＳＳがロウレベルに設定されている場合、コントローラ１３０を介して制御入力端子ＳＳをロウレベルに接続してもよい。なお、コントローラ１３０は、ハイレベルとロウレベルを出力するためのデジタル回路を含んでいてもよいし、フリップフロップなどを含んでもよく、これに限定されないことが理解される。コントローラ１３０は、ＨＶＩＣチューブ１１１の内部において、例えば制御入力端子ＳＳとＳＳＳ端子との間又は他の場所に取り付けられてもよい。コントローラ１３０は、ＨＶＩＣチューブ１１１の外部に、例えば制御入力端子ＳＳに近い場所又は他の場所に取り付けられてもよい。または、コントローラ１３０は、電気機器１０００（図１６を参照）のマイクロプロセッサに取り付けられている。
他の例では、図８～図１１を組み合わせて参照し、パワーデバイス１００は、第１の接続部１１６及び第２の接続部１１７をさらに含み、第１の接続部１１６は、ＶＣＣ端子とＶＤＤ端子を接続するために使用され、第２の接続部１１７は、ＧＮＤ端子とＣＯＭ端子を接続するために使用される。制御入力端子ＳＳがハイレベルに設定されている場合、ボンディングワイヤを介して制御入力端子ＳＳとＶＣＣ端子を接続してもよい（図８及び図９に示す）。同様に、制御入力端子ＳＳがロウレベルに設定されている場合、ボンディングワイヤ（bｏｎｄｉｎｇ ｗｉｒｅ）を介して制御入力端子ＳＳとＧＮＤ端子を接続してもよい（図１０及び図１１に示す）。
本出願の実施形態に係るパワーデバイス１００は、ＨＶＩＣチューブ１１１の制御入力端子ＳＳがハイレベル又はロウレベルに接続されるように制御し、制御入力端子ＳＳがハイレベルに接続される場合、第１の駆動回路１０５及び第２の駆動回路１０６が第１の電圧範囲（０Ｖ－３Ｖ）でハイレベル／ロウレベル信号を出力することで、ＧａＮデバイスを完全にオン状態にする。制御入力端子ＳＳがロウレベルに接続される場合、第１の駆動回路１０５及び第２の駆動回路１０６が第２の電圧範囲（０Ｖ－１５Ｖ）でハイレベル／ロウレベル信号を出力することで、Ｓｉデバイスを完全にオン状態にし、ゲートが破壊されない。これによって、窒化ガリウムのインテリジェントパワーモジュールとシリコンのインテリジェントパワーモジュールの適合性を向上させ、窒化ガリウムのインテリジェントパワーモジュールとシリコンのインテリジェントパワーモジュールの性能を発揮させることができ、且つパワーデバイス１００の供給電圧は１５Ｖで変化しないままであり、周辺回路を変更する必要がなく、ＨＶＩＣチューブ１１１の消費電力が実質的に増加することはない。ＧａＮデバイスとＳｉデバイスが同一のＨＶＩＣチューブ１１１によって駆動されるため、生産過程においてＨＶＩＣチューブ１１１の混合リスクがなく、材料の整理が容易になり、材料コストが低減される。なお、本出願は、オン抵抗器（第１の上オン抵抗器Ｈ－ＲＯＮ１、第２の上オン抵抗器Ｈ－ＲＯＮ２、第３の上オン抵抗器Ｈ－ＲＯＮ３、第１の下オン抵抗器Ｌ－ＲＯＮ１、第２の下オン抵抗器Ｌ－ＲＯＮ２及び第３の下オン抵抗器Ｌ－ＲＯＮ３）とオフ抵抗器（第１の上オフ抵抗器Ｈ－ＲＯＦＦ１、第２の上オフ抵抗器Ｈ－ＲＯＦＦ２、第３の上オフ抵抗器Ｈ－ＲＯＦＦ３、第１の下オフ抵抗器Ｌ－ＲＯＦＦ１、第２の下オフ抵抗器Ｌ－ＲＯＦＦ２及び第３の下オフ抵抗器Ｌ－ＲＯＦＦ３）を採用することにより、駆動回路（ＵＨ駆動回路１０１、ＶＨ駆動回路１０２、ＷＨ駆動回路１０３及びＵＬ／ＶＬ／ＷＬ駆動回路１０４）の出力が、アームスイッチ素子（上アームスイッチ素子１２７と下アームスイッチ素子１２８）のオンとオフを個別にすることができ、ＧａＮデバイスとＳｉデバイスを確実にオンとオフにすることが保証され、これは閾値電圧の低いＧａＮデバイスに特に重要である。
本出願の実施形態では、上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１、第２の上アームスイッチ素子１２２及び第３の上アームスイッチ素子１２３）と下アームスイッチ素子（第１の下アームスイッチ素子１２４、第２の下アームスイッチ素子１２５及び第３の下アームスイッチ素子１２６）は構造が同じであるため、Ｕ相上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１）を例として説明し、Ｕ相上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１）の構造は、以下の５つの形態であってもよい。
図２を参照し、Ｕ相上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１）はＧａＮ ＭＯＳ形態であってもよい。ここで、ＧａＮ ＭＯＳチューブ１２１１のドレインは、Ｕ相上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１）の出力正極として使用される。ＧａＮ ＭＯＳチューブ１２１１のソースは、Ｕ相上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１）の出力負極として使用される。ＧａＮ ＭＯＳチューブ１２１１のゲートは、Ｕ相上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１）の制御電極として使用される。
図３を参照し、Ｕ相上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１）は、ＧａＮ ＭＯＳとＳｉ ＦＲＤの組み合わせ形態であってもよい。ここで、ＧａＮ ＭＯＳチューブ１２１１のドレインは、Ｓｉ ＦＲＤチューブ１２１２の陰極に接続されており、Ｕ相上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１）の出力正極として使用される。ＧａＮ ＭＯＳチューブ１２１１のソースは、Ｓｉ ＦＲＤチューブ１２１２の陽極に接続されており、Ｕ相上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１）の出力負極として使用される。ＧａＮ ＭＯＳチューブ１２１１のゲートは、Ｕ相上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１）の制御電極として使用される。
図４を参照し、Ｕ相上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１）は、ＧａＮ ＭＯＳとＧａＮ ＳＢＤの組み合わせ形態であってもよい。ここで、ＧａＮ ＭＯＳチューブ１２１１のドレインは、ＧａＮ ＳＢＤチューブ１２１２の陰極に接続されており、Ｕ相上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１）の出力正極として使用される。ＧａＮ ＭＯＳチューブ１２１１のソースは、ＧａＮ ＳＢＤチューブ１２１２の陽極に接続されており、Ｕ相上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１）の出力負極として使用される。Ｓｉ ＩＧＢＴチューブ１２１１のゲートは、Ｕ相上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１）の制御電極として使用される。
図５を参照し、Ｕ相上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１）は、Ｓｉ ＩＧＢＴとＳｉ ＦＲＤの組み合わせ形態であってもよい。ここでは、Ｓｉ ＩＧＢＴチューブ１２１１のコレクタは、Ｓｉ ＦＲＤチューブ１２１２の陰極に接続されており、Ｕ相上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１）の出力正極として使用される。Ｓｉ ＩＧＢＴチューブ１２１１のエミッタは、Ｓｉ ＦＲＤチューブ１２１２の陽極に接続されており、Ｕ相上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１）の出力負極として使用される。Ｓｉ ＩＧＢＴチューブ１２１１のゲートは、Ｕ相上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１）の制御電極として使用される。
図６を参照し、Ｕ相上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１）は、Ｓｉ ＩＧＢＴとＧａＮ ＳＢＤの組み合わせ形態であってもよい。ここでは、Ｓｉ ＩＧＢＴチューブ１２１１のコレクタは、ＧａＮ ＳＢＤチューブ１２１２の陰極に接続されており、Ｕ相上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１）の出力正極として使用される。Ｓｉ ＩＧＢＴチューブ１２１１のエミッタは、ＧａＮ ＳＢＤチューブ１２１２の陽極に接続されており、Ｕ相上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１）の出力負極として使用される。Ｓｉ ＩＧＢＴチューブ１２１１のゲートは、Ｕ相上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１）の制御電極として使用される。
なお、第２の上アームスイッチ素子１２２、第３の上アームスイッチ素子１２３、第１の下アームスイッチ素子１２４、第２の下アームスイッチ素子１２５及び第３の下アームスイッチ素子１２６の構造は、第１の上アームスイッチ素子１２１の構造を参照して、ＧａＮ ＭＯＳの形態、ＧａＮ ＭＯＳとＳｉ ＦＲＤの組み合わせ形態、ＧａＮ ＭＯＳとＧａＮ ＳＢＤの組み合わせ形態、Ｓｉ ＩＧＢＴとＳｉ ＦＲＤの組み合わせ形態、及びＳｉ ＩＧＢＴとＧａＮ ＳＢＤの組み合わせ形態の５つの形態のいずれかであってもよいことが理解され、具体的な構造は、第１の上アームスイッチ素子１２１の構造と同じであり、ここでは説明を省略する。
本実施形態では、ＵＨ駆動回路１０１、ＶＨ駆動回路１０２及びＷＨ駆動回路１０３の構造は完全に同じであるため、ＵＨ駆動回路１０１を例として説明する。
図１２を参照し、ＵＨ駆動回路１０１の内部において、ＵＨ駆動回路１０１は、第１の入力サブ回路１０１１、第１のスイッチ素子１０１２、第２のスイッチ素子１０１３、第３のスイッチ素子１０１４及び第１の電圧出力サブ回路１０１９を含む。第１の入力サブ回路１０１１は、第１の出力端子、第２の出力端子及び第３の出力端子を含み、第１の出力端子が第１のスイッチ素子１０１２に接続され、第２の出力端子が第２のスイッチ素子１０１３に接続され、第３の出力端子が第３のスイッチ素子１０１４に接続されている。
第１の電圧出力サブ回路１０１９は、ラッチ及び降圧モジュール１０１６、第１の切替モジュール１０１８、ラッチモジュール１０１５及び第１の出力サブ回路１０１７を含む。ラッチ及び降圧モジュール１０１６は、第１のスイッチ素子１０１２及び第２のスイッチ素子１０１３に接続されている。第１の切替モジュール１０１８は、ラッチ及び降圧モジュール１０１６及び電源にそれぞれ接続され、ラッチモジュール１０１５は、第３のスイッチ素子１０１４に接続されている。
ラッチ及び降圧モジュール１０１６の第１の入力端子は、第１のスイッチ素子１０１２のドレインに接続され、ラッチ及び降圧モジュール１０１６の第２の入力端子は、第２のスイッチ素子１０１３のドレインに接続され、ラッチ及び降圧モジュール１０１６の第１の出力端子は、第１の切替モジュール（例えばアナログスイッチ）１０１８の１選択端子に接続され、ラッチ及び降圧モジュール１０１６の第２の出力端子は、第１の出力サブ回路１０１７の入力端子に接続されている。
ラッチモジュール１０１５の入力端子は、第３のスイッチ素子１０１４のドレインに接続され、ラッチモジュール１０１５の出力端子は、第１の切替モジュール１０１８の制御端子に接続されている。ラッチモジュール１０１５の入力端子の信号がロウレベルで現れる場合、ラッチモジュール１０１５の出力端子はハイレベルを出力し、それ以外の場合、ラッチモジュール１０１５の出力端子はロウレベルを出力する。第１の切替モジュール１０１８の固定端は、第１の出力サブ回路１０１７の供給電源の正端子に接続されている。
制御入力端子ＳＳがハイレベルの場合、第１の入力サブ回路１０１１の第１の出力端子、第２の出力端子及び第３の出力端子がトリガパルスを出力し、第１のスイッチ素子１０１２、第２のスイッチ素子１０１３及び第３のスイッチ素子１０１４がそれぞれオンにされ、第１の電圧出力サブ回路１０１９が第１の電圧範囲（０Ｖ－３Ｖ）でハイレベル／ロウレベル信号を出力し、すなわち、ラッチモジュール１０１５は、第１の切替モジュール１０１８の動作を制御して、ラッチ及び降圧モジュール１０１６の出力電圧を第１の電圧出力サブ回路１０１９の出力電圧とすることができる。
制御入力端子ＳＳは、第１の入力サブ回路１０１１に接続されている。ここで、制御入力端子ＳＳがロウレベルの場合、第１の入力サブ回路１０１１の第１の出力端子と第２の出力端子がトリガパルスを出力し、第１のスイッチ素子１０１２と第２のスイッチ素子１０１３がオンにされ、第３のスイッチ素子１０１４がオンにされておらず、第１の電圧出力サブ回路１０１９が第２の電圧範囲（０Ｖ－１５Ｖ）でハイレベル／ロウレベル信号を出力し、すなわち、ラッチモジュール１０１５は、第１の切替モジュール１０１８の動作を制御して、電源を第１の電圧出力サブ回路１０１９の出力電圧とすることができる。
ＶＣＣ端子は、第１の入力サブ回路１０１１の供給電源の正端子に接続されており、ＨＩＮ１端子は、第１の入力サブ回路１０１１の入力端子に接続されており、制御入力端子ＳＳは、第１の入力サブ回路１０１１の制御端子に接続されており、第１の入力サブ回路１０１１の第１の出力端子は、第１のスイッチ素子（例えば高電圧ＤＭＯＳチューブ）１０１２のゲートに接続されており、第１の入力サブ回路１０１１の第２の出力端子は、第２のスイッチ素子（例えば高電圧ＤＭＯＳチューブ）１０１３のゲートに接続されており、第１の入力サブ回路１０１１の第３の出力端子は、第３のスイッチ素子（例えば高電圧ＤＭＯＳチューブ）１０１４のゲートに接続されている。
ＧＮＤ端子は、いずれも第１の入力サブ回路１０１１の供給電源の負端子、第１のスイッチ素子１０１２の基板とソース、第２のスイッチ素子１０１３の基板とソース、及び第３のスイッチ素子１０１４の基板とソースに接続されている。
ＶＢ１は、ラッチモジュール１０１５の供給電源の正端子、ラッチ及び降圧回路１０１６の供給電源の正端子、及び第１の切替モジュール１０１８の０選択端子に接続されている。ＶＳ１端子は、いずれもラッチモジュール１０１５の供給電源の負端子、ラッチ及び降圧回路１０１６の供給電源の負端子、及び第１の出力サブ回路１０１７の供給電源の負端子に接続されており、Ｐ－ＨＯ１及びＮ－ＨＯ１は、第１の出力サブ回路１０１７の出力端子に接続されている。
第１の入力サブ回路１０１１は、以下の役割を有する。第１の入力サブ回路１０１１の入力端子の信号の立ち上がりエッジで、第１の入力サブ回路１０１１の第１の出力端子は、パルス幅が３００ｎｓ程度のパルス信号を出力する。第１の入力サブ回路１０１１の入力端子の信号の立ち下がりエッジで、第１の入力サブ回路１０１１の第２の出力端子は、パルス幅が３００ｎｓ程度のパルス信号を出力する。第１の入力サブ回路１０１１の制御入力端子ＳＳがハイレベルの場合、第１の入力サブ回路１０１１の第３の出力端子は、パルス幅が３００ｎｓ程度のパルス信号を出力する。
ラッチ回路１０１５は、以下の役割を有する。ラッチ回路１０１５の入力端子の信号がロウレベルで現れる場合、ラッチ回路１０１５の出力端子はハイレベルを出力し、それ以外の場合、ラッチ回路１０１５の出力端子はロウレベルを出力する。
ラッチ及び降圧モジュール１０１６は、以下の役割を有する。ラッチ及び降圧モジュール１０１６の第１の入力端子にロウレベルが現れる場合、ラッチ及び降圧モジュール１０１６の第２の出力端子は連続的にハイレベルを出力する。ラッチ及び降圧モジュール１０１６の第２の入力端子にロウレベルが現れる場合、ラッチ及び降圧モジュール１０１６の第２の出力端子は連続的にロウレベルを出力する。つまり、第１の入力サブ回路１０１１の２つの出力端子でＨＩＮ１の信号によって分解された２つのパルス信号を完全な信号に再統合し、ラッチ及び降圧モジュール１０１６の内部に降圧回路を有し、ラッチ及び降圧モジュール１０１６の第２の出力端子は、ＶＳ１に対して３Ｖの電圧を出力する。
第１の出力サブ回路１０１７は、以下の役割を有する。第１の出力サブ回路１０１７は、ハイレベルときの電圧値がその供給電源の正端子と一致する信号を出力することができ、又は第１の出力サブ回路１０１７は、ロウレベルときの電圧値がその供給電源の負端子と一致し、且つ位相がＨＩＮ１端子と一致する信号を出力することができる。
このように、３００ｎｓの狭いパルス信号を使用して、第１のスイッチ素子１０１２、第２のスイッチ素子１０１３及び第３のスイッチ素子１０１４を制御することにより、第１のスイッチ素子１０１２、第２のスイッチ素子１０１３及び第３のスイッチ素子１０１４のオン時間を短縮して、電力消費を低減することができる。
ＨＩＮ１端子の信号が第１の入力サブ回路１０１１を通過した後、信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジで、第１の入力サブ回路１０１１の第１の出力端子と第２の出力端子から３００ｎｓの狭いパルスを出力し、この狭いパルスがそれぞれ第１のスイッチ素子１０１２と第２のスイッチ素子１０１３を３００ｎｓオンにするように制御することで、ラッチ及び降圧モジュール１０１６の第１の入力端子と第２の入力端子がそれぞれ３００ｎｓのロウレベルを生成し、ラッチ及び降圧モジュール１０１６の内部にＲＳフリップフロップなどの装置を有するため、２つのロウレベル信号がＨＩＮ１と同相である完全な信号に再統合される。上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１、第２の上アームスイッチ素子１２２及び第３の上アームスイッチ素子１２３）と下アームスイッチ素子（第１の下アームスイッチ素子１２４、第２の下アームスイッチ素子１２５及び第３の下アームスイッチ素子１２６）にＧａＮ ＭＯＳチューブがあり、即ち上アームスイッチ素子と下アームスイッチ素子がいずれも図２のＧａＮ ＭＯＳの形態、又は図３のＧａＮ ＭＯＳとＳｉ ＦＲＤの組み合わせ形態、又は図４のＧａＮ ＭＯＳとＧａＮ ＳＢＤの組み合わせ形態であり、かつ制御入力端子ＳＳがハイレベルである場合、第１の入力サブ回路１０１１の第３の出力端子にはハイレベルパルスが現れ、第３のスイッチ素子１０１４が３００ｎｓのオンになり、ラッチモジュール１０１５の入力端子には３００ｎｓのロウレベルが現れ、ラッチモジュール１０１５の出力端子がハイレベルを出力し、第１の出力サブ回路１０１７の供給電源の正端子が、第１の切替モジュール１０１８の１選択端子に接続され、即ちラッチ及び降圧モジュール１０１６の第１の出力端子に接続されるように切り替えられる場合、第１の出力サブ回路１０１７のＰ－ＨＯ１端子及びＮ－ＨＯ１端子は、それぞれ０Ｖ及び３Ｖのハイレベル／ロウレベル信号を出力する。
上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１、第２の上アームスイッチ素子１２２及び第３の上アームスイッチ素子１２３）と下アームスイッチ素子（第１の下アームスイッチ素子１２４、第２の下アームスイッチ素子１２５及び第３の下アームスイッチ素子１２６）にＧａＮ ＭＯＳチューブがなく、即ち上アームスイッチ素子と下アームスイッチ素子がいずれも図５のＳｉ ＩＧＢＴとＳｉ ＦＲＤの組み合わせ形態、又は図６のＳｉ ＩＧＢＴとＧａＮ ＳＢＤの組み合わせ形態であり、かつ制御入力端子ＳＳがロウレベルの場合、第１の入力サブ回路１０１１の第３の出力端子にはハイレベルパルスが現れず、第３のスイッチ素子１０１４がオンにならず、ラッチモジュール１０１５の入力端子にはロウレベルが現れず、ラッチモジュール１０１５の出力端子がロウレベルを保持し、第１の出力サブ回路１０１７の供給電源の正端子が第１の切替モジュール１０１８の０選択端子に接続されたままであり、ＶＢ１に接続されたままである場合、第１の出力サブ回路１０１７が０Ｖ－１５Ｖのハイレベル／ロウレベル信号を出力する。
図１３及び図１４を参照し、ＶＨ駆動回路１０２及びＷＨ駆動回路１０３の構造は、ＵＨ駆動回路１０１の構造と同じであり、ここでは説明を省略する。
図１５を参照し、ＵＬ／ＶＬ／ＷＬ駆動回路１０４の内部において、ＵＬ／ＶＬ／ＷＬ駆動回路１０４は、第２の入力サブ回路１０４１、第２の電圧出力サブ回路１０４９及び降圧サブ回路１０４８を含む。
第２の電圧出力サブ回路１０４９は、第２の入力サブ回路１０４１及び降圧サブ回路１０４８に接続されている。第２の入力サブ回路１０４１は、第１の出力端子、第２の出力端子、第３の出力端子及び第４の出力端子を含む。第２の入力サブ回路１０４１は、以下の役割を有する。第２の入力サブ回路１０４１の第１の出力端子が第２の入力サブ回路１０４１の第１の入力端子と同相の信号を出力し、第２の入力サブ回路１０４１の第２の出力端子が第２の入力サブ回路１０４１の第２の入力端子と同相の信号を出力し、第２の入力サブ回路１０４１の第３の出力端子が第２の入力サブ回路１０４１の第３の入力端子と同相の信号を出力する。第２の入力サブ回路１０４１のＳＳ端がハイレベルの場合、第２の入力サブ回路１０４１の第４の出力端子がハイレベルを出力し、第２の入力サブ回路１０４１のＳＳ端がロウレベルの場合、第２の入力サブ回路１０４１の第４の出力端子がロウレベルを出力する。
第２の電圧出力サブ回路１０４９は、ＵＬ出力モジュール１０４２、ＶＬ出力モジュール１０４３、ＷＬ出力モジュール１０４４、第２の切替モジュール１０４５、第３の切替モジュール１０４６及び第４の切替モジュール１０４７を含む。ＵＬ出力モジュール１０４２は、第２の切替モジュール１０４５及び第２の入力サブ回路１０４１の第１の出力端子に接続されている。ＶＬ出力モジュール１０４３は、第３の切替モジュール１０４６及び第２の入力サブ回路１０４１の第２の出力端子に接続されている。ＷＬ出力モジュール１０４４は、第４の切替モジュール１０４７及び第２の入力サブ回路１０４１の第３の出力端子に接続されている。第２の切替モジュール１０４５の制御端子、第３の切替モジュール１０４６の制御端子、及び第４の切替モジュール１０４７の制御端子はいずれも第２の入力サブ回路１０４１の第４の出力端子に接続されている。
降圧サブ回路１０４８の出力端子は、それぞれ、第２の切替モジュール１０４５の１選択端子、第３の切替モジュール１０４６の１選択端子、及び第４の切替モジュール１０４７の１選択端子に接続され、Ｐ－ＬＯ１及びＮ－ＬＯ１は、それぞれＵＬ出力モジュール１０４２のＰＭＯＳ及びＮＭＯＳのエミッタに接続されており、Ｐ－ＬＯ２及びＮ－ＬＯ２は、それぞれＶＬ出力モジュール１０４３のＰＭＯＳ及びＮＭＯＳのエミッタに接続されており、Ｐ－ＬＯ３及びＮ－ＬＯ３は、それぞれＷＬ出力モジュール１０４３のＰＭＯＳ及びＮＭＯＳのエミッタに接続されている。
降圧サブ回路１０４８は、電源電圧（１５Ｖ）を第１の電圧範囲（０Ｖ－３Ｖ）に降圧することができ、すなわち、第２の切替モジュール１０４５、第３の切替モジュール１０４６及び第４の切替モジュール１０４７は、第２の入力サブ回路１０４１の第４の出力端子に基づいて、電源電圧又は降圧サブ回路１０４８の出力電圧を第２の電圧出力サブ回路の出力電圧として選択する。降圧サブ回路１０４８は、降圧サブ回路１０４８の出力端子でＧＮＤに対して３Ｖの電圧を出力することができる。ＵＬ出力モジュール１０４２は、ハイレベルときの電圧値がその供給電源の正端子と一致し、ロウレベルときの電圧値がその供給電源の負端子と一致し、位相がＬＩＮ１と一致する信号を出力することができる。ＶＬ出力モジュール１０４３は、ハイレベルときの電圧値が供給電源の正端子と一致し、ロウレベルときの電圧値がその供給電源の負端子と一致し、位相がＬＩＮ２と一致する信号を出力することができる。ＷＬ出力モジュール１０４４は、ハイレベルときの電圧値がその供給電源の正端子と一致し、ロウレベルときの電圧値がその供給電源の負端子と一致し、位相がＬＩＮ３と一致する信号を出力することができる。
ここで、ＶＣＣ端子は、第２の入力サブ回路１０４１の供給電源の正端子、降圧サブ回路１０４８の供給電源の正端子、第２の切替スイッチ（例えばアナログスイッチ）１０４５の０選択端子、第３の切替スイッチ（例えばアナログスイッチ）１０４６の０選択端子、及び第４の切替スイッチ（例えばアナログスイッチ）１０４７の０選択端子に接続されており、ＬＩＮ１端子は、第２の入力サブ回路１０４１の第１の入力端子に接続されており、ＬＩＮ２端子は、第２の入力サブ回路１０４１の第２の入力端子に接続されており、ＬＩＮ３端子は、第２の入力サブ回路１０４１の第３の入力端子に接続されており、制御入力端子ＳＳは、第２の入力サブ回路１０４１の制御端子に接続されている。第２の入力サブ回路１０４１の第１の出力端子は、ＵＬ出力モジュール１０４２の入力端子に接続されており、第２の入力サブ回路１０４１の第２の出力端子は、ＶＬ出力モジュール１０４３の入力端子に接続されており、第２の入力サブ回路１０４１の第３の出力端子は、ＶＬ出力モジュール１０４３の入力端子に接続されている。
ＧＮＤは、第２の入力サブ回路１０４１の供給電源の負端子、降圧サブ回路１０４８の供給電源の負端子、ＵＬ出力モジュール１０４２の供給電源の負端子、ＶＬ出力モジュール１０４３の供給電源の負端子、及びＷＬ出力モジュール１０４４の供給電源の負端子に接続されている。
ＵＬ／ＶＬ／ＷＬ駆動回路１０４の動作原理は以下の通りである。ＬＩＮ１端子、ＬＩＮ２端子、ＬＩＮ３端子の信号が第２の入力サブ回路１０４１を通過した後、第２の入力サブ回路１０４１の第１の出力端子、第２の出力端子、第３の出力端子から、ＬＩＮ１端子、ＬＩＮ２端子、及びＬＩＮ３端子と位相が同じであり、信号が整形された方形波を出力する。
制御入力端子ＳＳがハイレベルの場合、第２の入力サブ回路１０４１の第１の出力端子、第２の出力端子、第３の出力端子及び第４の出力端子がトリガパルスを出力する場合、いずれもハイレベルを出力し、第２の電圧出力サブ回路１０４９は、第１の電圧範囲（０Ｖ－３Ｖ）でハイレベル／ロウレベル信号を出力する。制御入力端子ＳＳがロウレベルの場合、第２の入力サブ回路１０４１の第１の出力端子、第２の出力端子及び第３の出力端子がトリガパルスを出力する場合、いずれもハイレベルを出力し、第２の入力サブ回路１０４１の第４の端子がロウレベルを出力し、第２の電圧出力サブ回路１０４９は、第２の電圧範囲（０Ｖ－１５Ｖ）でハイレベル／ロウレベル信号を出力する。
具体的には、上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１、第２の上アームスイッチ素子１２２及び第３の上アームスイッチ素子１２３）と下アームスイッチ素子（第１の下アームスイッチ素子１２４、第２の下アームスイッチ素子１２５及び第３の下アームスイッチ素子１２６）のいずれにもＧａＮ ＭＯＳチューブがあり、即ち上アームスイッチ素子と下アームスイッチ素子がいずれも図２のＧａＮ ＭＯＳの形態、又は図３のＧａＮ ＭＯＳとＳｉ ＦＲＤの組み合わせ形態、又は図４のＧａＮ ＭＯＳとＧａＮ ＳＢＤの組み合わせ形態であり、かつ制御入力端子ＳＳがハイレベルである場合、第２の入力サブ回路１０４１の第４の出力端子がハイレベルを出力し、第２の切替モジュール１０４５の固定端が第２の切替モジュール１０４５の１選択端子に接続され、第３の切替モジュール１０４６の固定端が第３の切替モジュール１０４６の１選択端子に接続され、第４の切替モジュール１０４７の固定端が第４の切替モジュール１０４７の１選択端子に接続されることにより、Ｐ－ＬＯ１及びＮ－ＬＯ１が、ＵＬ出力モジュール１０４２の入力端子と同相である０Ｖ及び３Ｖの信号を出力し、Ｐ－ＬＯ２及びＮ－ＬＯ２が、ＶＬ出力モジュール１０４３の入力端子と同相である０Ｖ及び３Ｖの信号を出力し、Ｐ－ＬＯ３及びＮ－ＬＯ３が、ＷＬ出力モジュール１０４４の入力端子と同相である０Ｖ及び３Ｖの信号を出力する。
一方、上アームスイッチ素子（第１の上アームスイッチ素子１２１、第２の上アームスイッチ素子１２２及び第３の上アームスイッチ素子１２３）と下アームスイッチ素子（第１の下アームスイッチ素子１２４、第２の下アームスイッチ素子１２５及び第３の下アームスイッチ素子１２６）のいずれにもＧａＮ ＭＯＳチューブがなく、即ち上アームスイッチ素子と下アームスイッチ素子がいずれも図５のＳｉ ＩＧＢＴとＳｉ ＦＲＤの組み合わせ形態、又は図６のＳｉ ＩＧＢＴとＧａＮ ＳＢＤの組み合わせ形態であり、かつ制御入力端子ＳＳがロウレベルである場合、第２の入力サブ回路１０４１の第４の出力端子がロウレベルを出力し、第２の切替モジュール１０４５の固定端が第２の切替モジュール１０４５の０選択端子に接続され、第３の切替モジュール１０４６の固定端が第３の切替モジュール１０４６の０選択端子に接続され、第４の切替モジュール１０４７の固定端が第４の切替モジュール１０４７の０選択端子に接続されることにより、Ｐ－ＬＯ１及びＮ－ＬＯ１が、ＵＬ出力モジュール１０４２の入力端子と同相である０Ｖ及び１５Ｖの信号を出力し、Ｐ－ＬＯ２及びＮ－ＬＯ２が、ＶＬ出力モジュール１０４３の入力端子と同相である０Ｖ及び１５Ｖの信号を出力し、Ｐ－ＬＯ３及びＮ－ＬＯ３が、ＷＬ出力モジュール１０４４の入力端子と同相である０Ｖ及び１５Ｖの信号を出力する。
図１及び図１６を参照し、本出願の実施形態は、上記のパワーデバイス１００とプロセッサ２００とを含む電気機器１０００をさらに提供する。プロセッサ２００は、パワーデバイス１００に接続されている。電気機器１０００は、エアコン（家庭用エアコン、業務用エアコンを含む）、洗濯機、冷蔵庫又は電磁調理器などであってもよく、ここで、パワーデバイス１００は上記した機能を実現することができる。
本出願の実施形態に係る電気機器１０００は、ＨＶＩＣチューブ１１１の制御入力端子ＳＳがハイレベル又はロウレベルに接続されるように制御し、制御入力端子ＳＳがハイレベルに接続される場合、第１の駆動回路１０５及び第２の駆動回路１０６が第１の電圧範囲のハイレベル／ロウレベル信号を出力することで、ＧａＮデバイスを完全にオン状態にし、ゲートが破壊されない。制御入力端子ＳＳがロウレベルに接続される場合、第１の駆動回路１０５及び第２の駆動回路１０６が、第１の電圧範囲と異なる第２の電圧範囲のハイレベル／ロウレベル信号を出力することで、Ｓｉデバイスを完全にオン状態にする。これによって、窒化ガリウムのインテリジェントパワーモジュールとシリコンのインテリジェントパワーモジュールの適合性を向上させ、窒化ガリウムのインテリジェントパワーモジュールとシリコンのインテリジェントパワーモジュールの性能を発揮させることができる。また、パワーデバイス１００の供給電圧は１５Ｖで変化しないままであり、周辺回路を変更する必要がなく、ＨＶＩＣチューブ１１１の消費電力が実質的に増加することはない。ＧａＮデバイスとＳｉデバイスが、同一のＨＶＩＣチューブ１１１によって駆動されるため、生産過程においてＨＶＩＣチューブ１１１の混合リスクがなく、材料の整理が容易になり、材料コストが低減される。
本出願の好ましい実施例を説明したが、当業者は、いったん基本的な進歩性のある概念を習得すると、これらの実施例を変更したり、修正したりすることが可能である。従って、次の特許請求の範囲は、好ましい実施例及び本出願の範囲に入るすべての変更及び修正が含まれると解釈される。
当業者によって本出願の精神及び範囲を逸脱することなく様々な修正及び変形が加えられうることは明白である。これによって、このような修正及び変形が本出願の特許請求の範囲及びその同等の技術範囲に含まれる場合、本出願にもこれらの修正及び変形が含まれることが意図されている。

Claims (12)

  1. 制御入力端子と、
    上アームスイッチ素子及び下アームスイッチ素子と、
    上抵抗器群及び下抵抗器群と、
    前記制御入力端子に接続され、且つ前記上抵抗器群を介して前記上アームスイッチ素子に接続される第１の駆動回路と、
    前記制御入力端子に接続され、且つ前記下抵抗器群を介して前記下アームスイッチ素子に接続される第２の駆動回路と、
    ＧＮＤ端子及びＶＣＣ端子とを含み、
    前記制御入力端子は、ハイレベル又はロウレベルに接続可能であり、前記制御入力端子が前記ハイレベルに接続されている場合、前記第１の駆動回路及び前記第２の駆動回路は第１の電圧範囲のハイレベル／ロウレベル信号を出力し、前記制御入力端子が前記ロウレベルに接続されている場合、前記第１の駆動回路及び前記第２の駆動回路は第２の電圧範囲のハイレベル／ロウレベル信号を出力し、前記第１の電圧範囲は前記第２の電圧範囲と異なっており、
    前記制御入力端子がボンディングワイヤを介して前記ＧＮＤ端子に接続されている場合、前記制御入力端子がロウレベルに接続され、前記制御入力端子がボンディングワイヤを介して前記ＶＣＣ端子に接続されている場合、前記制御入力端子がハイレベルに接続される、
    ことを特徴とするパワーデバイス。
  2. 制御入力端子と、
    上アームスイッチ素子及び下アームスイッチ素子と、
    上抵抗器群及び下抵抗器群と、
    前記制御入力端子に接続され、且つ前記上抵抗器群を介して前記上アームスイッチ素子に接続される第１の駆動回路と、
    前記制御入力端子に接続され、且つ前記下抵抗器群を介して前記下アームスイッチ素子に接続される第２の駆動回路と、
    コントローラとを含み、前記制御入力端子が前記コントローラに接続され、前記制御入力端子は、ハイレベル又はロウレベルに接続可能であり、前記コントローラは、前記制御入力端子がハイレベル又はロウレベルに接続されるように制御し、前記制御入力端子が前記ハイレベルに接続されている場合、前記第１の駆動回路及び前記第２の駆動回路は第１の電圧範囲のハイレベル／ロウレベル信号を出力し、前記制御入力端子が前記ロウレベルに接続されている場合、前記第１の駆動回路及び前記第２の駆動回路は第２の電圧範囲のハイレベル／ロウレベル信号を出力し、前記第１の電圧範囲は前記第２の電圧範囲と異なっている、
    ことを特徴とするパワーデバイス。
  3. 制御入力端子と、
    上アームスイッチ素子及び下アームスイッチ素子と、
    上抵抗器群及び下抵抗器群と、
    前記制御入力端子に接続され、且つ前記上抵抗器群を介して前記上アームスイッチ素子に接続される第１の駆動回路と、
    前記制御入力端子に接続され、且つ前記下抵抗器群を介して前記下アームスイッチ素子に接続される第２の駆動回路とを含み、
    前記制御入力端子は、ハイレベル又はロウレベルに接続可能であり、前記制御入力端子が前記ハイレベルに接続されている場合、前記第１の駆動回路及び前記第２の駆動回路は第１の電圧範囲のハイレベル／ロウレベル信号を出力し、前記制御入力端子が前記ロウレベルに接続されている場合、前記第１の駆動回路及び前記第２の駆動回路は第２の電圧範囲のハイレベル／ロウレベル信号を出力し、前記第１の電圧範囲は前記第２の電圧範囲と異なっており、
    前記第１の電圧範囲は０Ｖ－３Ｖであり、前記第２の電圧範囲は０Ｖ－１５Ｖである、
    ことを特徴とするパワーデバイス。
  4. 制御入力端子と、
    上アームスイッチ素子及び下アームスイッチ素子と、
    上抵抗器群及び下抵抗器群と、
    前記制御入力端子に接続され、且つ前記上抵抗器群を介して前記上アームスイッチ素子に接続される第１の駆動回路と、
    前記制御入力端子に接続され、且つ前記下抵抗器群を介して前記下アームスイッチ素子に接続される第２の駆動回路とを含み、
    前記制御入力端子は、ハイレベル又はロウレベルに接続可能であり、前記制御入力端子が前記ハイレベルに接続されている場合、前記第１の駆動回路及び前記第２の駆動回路は第１の電圧範囲のハイレベル／ロウレベル信号を出力し、前記制御入力端子が前記ロウレベルに接続されている場合、前記第１の駆動回路及び前記第２の駆動回路は第２の電圧範囲のハイレベル／ロウレベル信号を出力し、前記第１の電圧範囲は前記第２の電圧範囲と異なっており、
    前記第１の駆動回路は、ＵＨ駆動回路、ＶＨ駆動回路及びＷＨ駆動回路を含み、前記第２の駆動回路は、ＵＬ／ＶＬ／ＷＬ駆動回路を含み、前記上アームスイッチ素子は、第１の上アームスイッチ素子、第２の上アームスイッチ素子及び第３の上アームスイッチ素子を含み、前記下アームスイッチ素子は、第１の下アームスイッチ素子、第２の下アームスイッチ素子及び第３の下アームスイッチ素子を含み、前記上抵抗器群は、第１の上スイッチ抵抗器、第２の上スイッチ抵抗器及び第３の上スイッチ抵抗器を含み、前記下抵抗器群は、第１の下スイッチ抵抗器、第２の下スイッチ抵抗器及び第３の下スイッチ抵抗器を含み、
    前記制御入力端子は、いずれも前記ＵＨ駆動回路、前記ＶＨ駆動回路及び前記ＷＨ駆動回路に接続され、前記ＵＨ駆動回路が前記第１の上スイッチ抵抗器を介して前記第１の上アームスイッチ素子に接続されかつそれを駆動し、前記ＶＨ駆動回路が前記第２の上スイッチ抵抗器を介して前記第２の上アームスイッチ素子に接続されかつそれを駆動し、前記ＷＨ駆動回路は、前記第３の上スイッチ抵抗器を介して前記第３の上アームスイッチ素子に接続されかつそれを駆動し、
    前記制御入力端子は、前記ＵＬ／ＶＬ／ＷＬ駆動回路に接続され、前記ＵＬ／ＶＬ／ＷＬ駆動回路が前記第１の下スイッチ抵抗器を介して前記第１の下アームスイッチ素子に接続されかつそれを駆動し、前記ＵＬ／ＶＬ／ＷＬ駆動回路が前記第２の下スイッチ抵抗器を介して前記第２の下アームスイッチ素子に接続されかつそれを駆動し、前記ＵＬ／ＶＬ／ＷＬ駆動回路が前記第３の下スイッチ抵抗器を介して前記第３の下アームスイッチ素子に接続されかつそれを駆動する、
    ことを特徴とするパワーデバイス。
  5. 前記第１の駆動回路は、ＵＨ駆動回路、ＶＨ駆動回路及びＷＨ駆動回路を含み、前記第２の駆動回路は、ＵＬ／ＶＬ／ＷＬ駆動回路を含み、前記上アームスイッチ素子は、第１の上アームスイッチ素子、第２の上アームスイッチ素子及び第３の上アームスイッチ素子を含み、前記下アームスイッチ素子は、第１の下アームスイッチ素子、第２の下アームスイッチ素子及び第３の下アームスイッチ素子を含み、前記上抵抗器群は、第１の上スイッチ抵抗器、第２の上スイッチ抵抗器及び第３の上スイッチ抵抗器を含み、前記下抵抗器群は、第１の下スイッチ抵抗器、第２の下スイッチ抵抗器及び第３の下スイッチ抵抗器を含み、
    前記制御入力端子は、いずれも前記ＵＨ駆動回路、前記ＶＨ駆動回路及び前記ＷＨ駆動回路に接続され、前記ＵＨ駆動回路が前記第１の上スイッチ抵抗器を介して前記第１の上アームスイッチ素子に接続されかつそれを駆動し、前記ＶＨ駆動回路が前記第２の上スイッチ抵抗器を介して前記第２の上アームスイッチ素子に接続されかつそれを駆動し、前記ＷＨ駆動回路は、前記第３の上スイッチ抵抗器を介して前記第３の上アームスイッチ素子に接続されかつそれを駆動し、
    前記制御入力端子は、前記ＵＬ／ＶＬ／ＷＬ駆動回路に接続され、前記ＵＬ／ＶＬ／ＷＬ駆動回路が前記第１の下スイッチ抵抗器を介して前記第１の下アームスイッチ素子に接続されかつそれを駆動し、前記ＵＬ／ＶＬ／ＷＬ駆動回路が前記第２の下スイッチ抵抗器を介して前記第２の下アームスイッチ素子に接続されかつそれを駆動し、前記ＵＬ／ＶＬ／ＷＬ駆動回路が前記第３の下スイッチ抵抗器を介して前記第３の下アームスイッチ素子に接続されかつそれを駆動する、
    ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のパワーデバイス。
  6. 前記第１の上アームスイッチ素子、前記第２の上アームスイッチ素子、前記第３の上アームスイッチ素子、前記第１の下アームスイッチ素子、前記第２の下アームスイッチ素子及び前記第３の下アームスイッチ素子がいずれもＧａＮデバイスを含む場合、前記制御入力端子に入力される信号のレベルはハイレベルであり、前記第１の上アームスイッチ素子、前記第２の上アームスイッチ素子、前記第３の上アームスイッチ素子、前記第１の下アームスイッチ素子、前記第２の下アームスイッチ素子及び前記第３の下アームスイッチ素子がいずれもＳｉデバイスを含む場合、前記制御入力端子に入力される信号のレベルはロウレベルである、
    ことを特徴とする請求項４または５に記載のパワーデバイス。
  7. 前記ＵＨ駆動回路、前記ＶＨ駆動回路又は前記ＷＨ駆動回路は、
    前記制御入力端子に接続される第１の入力サブ回路であって、第１の出力端子、第２の出力端子及び第３の出力端子を含み、前記制御入力端子がロウレベルの場合、前記第１の出力端子及び前記第２の出力端子がトリガパルスを出力し、前記制御入力端子がハイレベルの場合、前記第１の出力端子、前記第２の出力端子及び前記第３の出力端子がトリガパルスを出力する第１の入力サブ回路と、
    前記第１の出力端子に接続され、前記第１の出力端子がトリガパルスを出力する場合にオンになる第１のスイッチ素子、前記第２の出力端子に接続され、前記第２の出力端子がトリガパルスを出力する場合にオンになる第２のスイッチ素子、及び前記第３の出力端子に接続され、前記第３の出力端子がトリガパルスを出力する場合にオンになる第３のスイッチ素子と、
    前記第１のスイッチ素子、前記第２のスイッチ素子及び前記第３のスイッチ素子にそれぞれ接続され、前記第３のスイッチ素子がオンになっていない場合、前記第２の電圧範囲のハイレベル／ロウレベル信号を出力し、第３のスイッチ素子がオンになっている場合、前記第１の電圧範囲のハイレベル／ロウレベル信号を出力する第１の電圧出力サブ回路と、を含む、
    ことを特徴とする請求項６に記載のパワーデバイス。
  8. 前記第１の電圧出力サブ回路は、
    前記第１のスイッチ素子及び前記第２のスイッチ素子に接続されているラッチ及び降圧回路と、
    前記ラッチ及び降圧回路及び電源にそれぞれ接続されている第１の切替モジュールと、
    前記第３のスイッチ素子に接続されるラッチ回路であって、前記第３のスイッチ素子がオンになっていない場合、前記電源の電圧を前記第１の電圧出力サブ回路の出力電圧とするように前記第１の切替モジュールの動作を制御し、前記第３のスイッチ素子がオンになっている場合、前記ラッチ及び降圧回路の出力電圧を前記第１の電圧出力サブ回路の出力電圧とするように、前記第１の切替モジュールの動作を制御するラッチ回路と、を含む、
    ことを特徴とする請求項７に記載のパワーデバイス。
  9. 前記ＵＬ／ＶＬ／ＷＬ駆動回路は、
    第１の出力端子、第２の出力端子、第３の出力端子及び第４の出力端子を含み、前記制御入力端子がハイレベルの場合、前記第１の出力端子、前記第２の出力端子、前記第３の出力端子及び前記第４の出力端子がトリガパルスを出力し、前記制御入力端子がロウレベルの場合、前記第１の出力端子、前記第２の出力端子及び前記第３の出力端子がトリガパルスを出力する第２の入力サブ回路と、
    電源電圧を前記第１の電圧範囲に降圧する降圧サブ回路と、
    前記第２の入力サブ回路及び前記降圧サブ回路に接続されている第２の電圧出力サブ回路であって、前記第１の出力端子、前記第２の出力端子、前記第３の出力端子及び前記第４の出力端子がトリガパルスを出力する場合、前記第１の電圧範囲のハイレベル／ロウレベル信号を出力し、前記第１の出力端子、前記第２の出力端子及び前記第３の出力端子がトリガパルスを出力する場合、前記第２の電圧範囲のハイレベル／ロウレベル信号を出力する第２の電圧出力サブ回路と、を含む、
    ことを特徴とする請求項６に記載のパワーデバイス。
  10. 前記第２の電圧出力サブ回路は
    前記第２の入力サブ回路の前記第１の出力端子、前記第２の出力端子及び前記第３の出力端子にそれぞれ接続されているＵＬ出力モジュール、ＶＬ出力モジュール及びＷＬ出力モジュールと、
    前記ＵＬ出力モジュール、前記ＶＬ出力モジュール及び前記ＷＬ出力モジュールにそれぞれ接続されている第２の切替モジュール、第３の切替モジュール及び第４の切替モジュールであって、前記第２の入力サブ回路の前記第４の出力端子に基づいて、前記電源電圧又は前記降圧サブ回路の出力電圧を前記第２の電圧出力サブ回路の出力電圧として選択する第２の切替モジュール、第３の切替モジュール及び第４の切替モジュールと、を含む、
    ことを特徴とする請求項９に記載のパワーデバイス。
  11. 請求項１～１０のいずれか一項に記載のパワーデバイスと、前記パワーデバイスに接続されているプロセッサとを含む、
    ことを特徴とする電気機器。
  12. 前記電気機器は、エアコンを含む、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の電気機器。
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