CN102428634A - 栅极驱动电路 - Google Patents

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Abstract

在对电压驱动型的开关元件(1)进行驱动的栅极驱动电路(10)中，设置电流限制电路(6)，该电流限制电路(6)以电流限制值IL为上限值来限制在接通时经由栅极电阻(3a)流向栅极端子的栅极电流ig。电流限制值IL被设定为高于开关元件(1)接通时产生密勒效应的期间的栅极电流值I2、且低于没有电流限制电路(6)的限制的情况下的接通时主电流开始流动的时刻的栅极电流值I1。而且，通过使在开关元件(1)接通时开关元件(1)的集电极电流的开始流动时的变化变得缓慢来降低高频噪声。

Description

栅极驱动电路
技术领域
本发明涉及一种对电压驱动型的电力用半导体开关元件进行驱动的栅极驱动电路。
背景技术
以往的栅极驱动电路利用将恢复电流小的SiC二极管并联连接的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)的开关电路减少接通时的元件损失、恢复时的二极管损失，同时为了降低因振铃(ringing)等引起的噪声，检测IGBT的栅极电压、集电极电压，并根据其检测值使栅极驱动电压以多个阶段可变(例如参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2008-92663号公报
发明内容
(发明要解决的问题)
在这种栅极驱动电路中，在接通时通过栅极电阻以恒定电压对由电容成分构成的IGBT的栅极-发射极间电容进行充电。因此，超过栅极阈值电压时的栅极电压的变化比之后的电压变化急剧，集电极电流的开始流动时的变化急剧。由此，以集电极电流的时间变化与寄生电感之积降低的集电极-发射极间的电压也急剧变化，由此产生的噪声大。这样，难以实现基于高速开关动作的开关动作的损失降低与低噪声化这两者。
本发明为了解决上述问题而完成的，提供一种能够实现基于电力用半导体开关元件的高速开关动作的开关动作的损失降低的同时能够实现接通时的低噪声化的栅极驱动电路。
(用于解决问题的方案)
本发明的栅极驱动电路是在对电压驱动型的电力用半导体开关元件进行驱动的栅极驱动电路中具备：栅极电阻，其一端与所述电力用半导体开关元件的栅极端子相连接；直流电压源，用于经由所述栅极电阻向所述栅极端子流入栅极电流；开关，连接在所述栅极电阻的另一端与所述直流电压源之间，并控制所述电力用半导体开关元件的接通；以及电流限制电路，限制所述栅极电流。而且，所述电流限制电路以规定的上限值限制所述电力用半导体开关元件接通时的所述栅极电流。
(发明的效果)
根据本发明，以规定的上限值限制电力用半导体开关元件接通时的栅极电流，因此集电极电流的开始流动时的变化变得缓慢，降低高频噪声。由此，在电力用半导体开关元件的高速、低损失的开关动作中，能够实现低噪声化。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的栅极驱动电路的结构和应用了栅极驱动电路的开关电路的结构的图。
图2是表示应用了本发明的栅极驱动电路的电力转换系统的电路图。
图3是表示本发明的实施方式1的电流限制电路的结构的图。
图4是将本发明的实施方式1的IGBT的接通开关波形与比较例一起示出的波形图。
图5是表示IGBT的传输特性的特性图。
图6是表示基于梯形波的电压波形与不包含高频成分的电压波形的图。
图7是表示本发明的实施方式2的栅极驱动电路的结构的图。
图8是表示本发明的实施方式2的电流限制电路的结构的图。
具体实施方式
实施方式1
下面，根据附图来说明本发明的实施方式1的栅极驱动电路。
图1的(a)是表示本发明的实施方式1的栅极驱动电路的结构的图，图1的(b)表示应用了栅极驱动电路的利用电力用半导体开关元件的开关电路的作为基本形式的半桥电路的结构。
在此，作为栅极驱动电路所驱动的电压驱动型的电力用半导体开关元件，使用由Si半导体形成的IGBT 1，但是并不限于IGBT 1，也可以是MOSFET等其它电压驱动型的电力用半导体开关元件。此外，在IGBT 1上反并联连接有二极管2。
图1的(b)所示的半桥电路11具备两组IGBT 1、二极管2和栅极驱动电路10的组合、以及直流电压源8，图示了存在于主电路内的寄生电感Ls。这种半桥电路11能够使用于各种电力转换器，在例如图2所示的电力转换系统中，构成将来自系统电源13的交流电力通过整流电路14进行整流之后转换为输出到马达负载15等的交流电力的3相逆变器电路12的1相。
如图1的(a)所示，栅极驱动电路10具备：栅极电阻3a、3b，其一端与IGBT1的栅极端子相连接；MOSFET 4a，其是控制IGBT 1的接通的开关；MOSFET 4b，其是控制IGBT 1的关断的开关；直流电压源5a，其对栅极端子施加正的栅极偏压；以及直流电压源5b，其对栅极端子施加负的栅极偏压。另外，具备：电流限制电路6，其限制IGBT1接通时的栅极电流ig；以及控制电路7，其根据输入到栅极驱动电路10的开关指令信号、例如PWM信号向MOSFET 4a、4b以及电流限制电路6输出控制信号。MOSFET 4a和电流限制电路6串联连接在栅极电阻3a与直流电压源5a之间，MOSFET 4b串联连接在栅极电阻3b与直流电压源5b之间。
此外，作为IGBT 1的第一主电极的发射极端子1a与栅极驱动电路10的基准电位端子9相连接。
当按照PWM信号接通IGBT 1时，将来自控制电路7的控制信号作为输入信号使MOSFET 4a导通，通过电流限制电路6限制的栅极电流ig从直流电压源5a经由栅极电阻3a流入IGBT 1的栅极端子，来对栅极端子进行充电，进一步从IGBT 1的发射极端子1a流向栅极驱动电路10的地。
另外，当使IGBT 1关断时，根据来自控制电路7的控制信号使MOSFET 4b导通，经由栅极电阻3b使IGBT 1的栅极端子放电。为了提高IGBT 1的噪声耐性，通过直流电压源5b对IGBT 1的栅极端子提供负的栅极偏压。
图3中示出电流限制电路6的一例的结构。
如图所示，电流限制电路6具备：第一PNP双极晶体管20；连接在第一PNP双极晶体管20的发射极·基极间的电阻16；将二极管18反并联连接的第二PNP双极晶体管17；以及电阻19。而且，第一PNP双极晶体管20的发射极与直流电压源5a相连接，第二PNP双极晶体管17的发射极、基极、集电极分别连接在第一PNP双极晶体管20的基极与电阻16之间的连接点、第一PNP双极晶体管20的集电极、栅极电阻3a(在这种情况下，经由MOSFET 4a)。而且，来自控制电路7的控制信号(电压信号)连接在第二PNP双极晶体管17的基极，电流限制电路6以规定的上限值限制接通时的栅极电流ig。在这种情况下，该电流限制电路6的规定的上限值是将第一PNP双极晶体管20的基极-发射极间电压除以电阻16而得到的值。
在IGBT 1接通时，当从控制电路7向电流限制电路6输入作为低电压信号的控制信号时，经由电阻19流动第二PNP双极晶体管17的基极电流。由此，第二PNP双极晶体管17处于导通状态，流向IGBT 1的栅极端子的栅极电流ig通过电阻16、第二PNP双极晶体管17流动。
当栅极电流ig增加而电阻16的电压降超过第一PNP双极晶体管20的基极-发射极间电压时，第一PNP双极晶体管20导通。由此，第二PNP双极晶体管17的基极-发射极间短路而第二PNP双极晶体管17被截断。重复这种动作，以将第一PNP双极晶体管20的基极-发射极间电压除以电阻16而得到的值为上限值来限制流过电流限制电路6的栅极电流ig。
图4示出使用了本实施方式的栅极驱动电路10的IGBT 1的接通开关波形。图4的(a)示出作为栅极-发射极间电压的栅极电压VGE，图4的(b)示出栅极电流ig，图4的(c)示出作为主电流的集电极电流ic，图4的(d)示出集电极-发射极间电压VCE。此外，作为比较例，以30a～30d的虚线示出不具备电流限制电路6而不限制栅极电流ig的情况(以下，称为比较例30)下的各波形。在该比较例30中，设除电流限制电路6以外的结构与本实施方式相同。
下面，首先根据图4内的栅极电压30a、栅极电流30b、集电极电流30c、集电极-发射极间电压30d的各波形，说明不限制栅极电流的比较例30中的开关动作。
在比较例30中，在从直流电压源5a经由栅极电阻3a对IGBT 1的栅极端子进行充电的接通动作时，最初流过大的栅极电流而栅极电压急剧上升。在时刻t1，当栅极电压达到栅极阈值电压Vth时，集电极电流开始流动，集电极-发射极间电压开始下降。之后，与栅极电压的上升一起，栅极电流逐渐下降，栅极电压的上升也变得缓慢。接着，由于密勒效应(Miller effect)而在规定期间内栅极电压恒定。
在时刻t1，集电极电流的开始流动时的变化急剧，以集电极电流的时间变化与寄生电感Ls之积降低的集电极-发射极间电压也急剧变化。将该时刻的栅极电流值设为第一栅极电流值I1。接着，在时刻t2，IGBT 1变得无法保持集电极-发射极间电压的瞬间与反并联连接在IGBT 1上的二极管2的恢复电流的峰值重叠，集电极电流的电流值也成为峰值。
接着，说明使用了本实施方式的栅极驱动电路10的开关动作。在这种情况下，通过电流限制电路6以作为规定的上限值的电流限制值IL来限制栅极电流ig。
在从直流电压源5a经由栅极电阻3a对IGBT 1的栅极端子进行充电的接通动作时，栅极电流ig在开始流动时起以电流限制值IL被限制，作为电流限制值IL的恒定电流的栅极电流ig在规定期间内流动。栅极电压VGE与时间成比例地上升，在时刻T1栅极电压VGE达到栅极阈值电压Vth时，集电极电流ic开始流动，集电极-发射极间电压VCE开始下降。
流过IGBT 1的集电极电流ic是由栅极电压VGE和图5所示的传输特性(栅极电压-集电极电流特性)决定的。在这种情况下，时刻T1附近、即栅极阈值电压Vth附近的栅极电压VGE的变化与比较例30相比变得缓慢，因此集电极电流ic开始流动的部分的变化也变得缓慢。
接着，在时刻T2，IGBT 1变得无法保持集电极-发射极间电压VCE的瞬间与反并联连接在IGBT 1上的二极管2的恢复电流的峰值重叠，集电极电流ic的电流值也成为峰值。另外，栅极电流ig逐渐降低，接着，由于密勒效应而在规定期间(密勒期间22、23)内栅极电压VGE恒定，栅极电流ig也以第二栅极电流值I2变得恒定。之后，如图所示，各部分的电压、电流发生变化，IGBT 1成为导通状态。
在本实施方式中，在时刻T1附近，集电极电流ic开始流动的部分的变化变得缓慢，因此以集电极电流ic的时间变化与寄生电感Ls之积降低的集电极-发射极间电压VCE也缓慢变化。
接着，说明集电极-发射极间电压的电压波形与噪声的关系。
图6是表示基于梯形波的电压波形(实线)和不包含高频成分的电压波形(虚线)的图。在此，示出通过IGBT的开关动作而集电极-发射极间电压大约以100ns上升的基于梯形波的电压波形和仅由该梯形波的小于10MHz的成分构成的电压波形。在电压波形上升的中途，例如电压为300V附近的波形几乎不变，但是开始上升和结束上升的差异显著。这样，成为噪声的高频成分大多包含在如开始上升和结束上升那样的波形急剧变化的部分。另外，在梯形波和由小于10MHz的成分构成的波形中，开关损失大体上不变。可知，如果这样能够使上升、下降的部分缓和，则尽管开关损失大体上不变，但能够降低高频噪声。
此外，在这种情况下，示出了电压上升的情况，几十MHz以上的噪声成分集中于电压开始上升·开始下降的瞬间等波形的时间变化大的部分。
如上所述，在本实施方式中，通过在接通时限制栅极电流ig，使集电极电流ic开始流动的部分的电流变化变得缓慢来使集电极-发射极间电压VCE缓慢变化，因此能够降低在该部分集中产生的高频噪声成分。在其它部分，由于产生与比较例30的情况同等的噪声成分，因此作为整体能够降低噪声，不会增大开关损失而实现接通时的低噪声化。这样，能够降低由于在电线中传导或者从设备放射等而对其它设备产生坏影响的噪声，因此使用了IGBT的电力转换设备的可靠性提高。
另外，不需要监视集电极电压、栅极电压来切换栅极电压、栅极电流，栅极驱动电路6能够通过简单的电路结构达到上述效果。因此，能够进行更高速的开关动作。
另外，即使在将栅极电流设为一定的恒定电流来对IGBT 1进行驱动的第二比较例中，也能够通过使集电极电流的开始流动的部分(时刻t1、T1)的电流变化变得缓慢来使集电极-发射极间电压缓慢变化。然而，在该第二比较例中，集电极电流的峰值附近(时刻t2、T2)的栅极-发射极间电压的变化与比较例30和上述实施方式1相比大，因此集电极电流的变化变得急剧，该部分的噪声成分反而增大，不会如上述实施方式1那样得到作为整体的噪声降低效果。
此外，电流限制电路6中的电流限制值IL被设定为高于在接通时产生密勒效应的密勒期间23的栅极电流值(第二栅极电流值I2)、且低于没有电流限制电路6的限制的比较例30中的、集电极电流开始流动的时刻的栅极电流值(第一栅极电流值I1)。如下确定密勒期间23中的第二栅极电流值I2。如果决定了IGBT 1的集电极电流，则根据图5所示的传输特性，密勒期间22、23中的栅极电压被决定。栅极驱动电路6的直流电压源5a与密勒期间中的栅极电压的差电压被施加到栅极电阻3a，密勒期间22、23中的栅极电流(第二栅极电流值I2)被确定。
如果假定电流限制值IL高于第一栅极电流值I1，则达到栅极阈值电压Vth时的栅极电压的变化与比较例30的情况相同，从而无法得到噪声降低效果。另外，如果假定电流限制值IL低于第二栅极电流值I2，则开关时间增大而开关损失变大。密勒期间22、23中的第二栅极电流值I2根据集电极电流而发生变化，设定想要降低高频噪声的集电极电流值下的第二栅极电流值I2。
另外，也可以如下确定密勒期间23中的第二栅极电流值I2。当将由使用了IGBT 1的装置的规格决定的、流过IGBT 1的集电极电流的最大值设为Imax，将此时根据栅极电压-集电极电流特性(参照图5)确定的栅极电压设为Vgem，将直流电压源5a的电压值设为Vcc，将电阻3a的电阻值设为Rg时，密勒期间23中的栅极电流(第二栅极电流值I2)成为(Vcc-Vgem)÷Rg。在这种情况下，将电流限制电路6中的电流限制值IL设定为高于(Vcc-Vgem)÷Rg、且低于上述第一栅极电流值I1。
实施方式2
接着，根据图7说明本发明的实施方式2的栅极驱动电路10a。
在上述实施方式1中，电流限制电路6串联连接在栅极电阻3a与直流电压源5a之间，但是在本实施方式2中，如图7所示，将电流限制电路6a串联连接在IGBT 1的发射极端子1a与栅极驱动电路10a的基准电位端子9之间。在这种情况下，来自控制电路7的控制信号在NOT电路24中翻转并输入到电流限制电路6a。此外，除电流限制电路6a和NOT电路24以外的部分与上述实施方式1相同。
在本实施方式中，当通过栅极驱动电路10a使IGBT 1接通时，栅极电流ig从直流电压源5a按顺序通过MOSFET 4a、栅极电阻3a、IGBT 1的栅极端子、IGBT 1的发射极端子1a、电流限制电路6a而流向栅极驱动电路10a的地。
图8示出电流限制电路6a的一例的结构。
如图所示，电流限制电路6a具备：第一NPN双极晶体管20a；连接在第一NPN双极晶体管20a的发射极·基极间的电阻16a；反并联连接二极管18a的第二NPN双极晶体管17a；以及电阻19a。而且，第一NPN双极晶体管20a的发射极与栅极驱动电路10a的基准电位端子9相连接，第二NPN双极晶体管17a的发射极、基极、集电极分别连接在第一NPN双极晶体管20a的基极与电阻16a之间的连接点、第一NPN双极晶体管20a的集电极、IGBT 1的发射极端子1a。
而且，来自控制电路7的控制信号(电压信号)在NOT电路24中翻转并连接到第二NPN双极晶体管17a的基极，电流限制电路6a以作为规定的上限值的电流限制值IL限制接通时的栅极电流ig。在这种情况下，电流限制值IL是将第一NPN双极晶体管20a的基极-发射极间电压除以电阻16a而得到的值。
在本实施方式中，电流限制电路6a中的电流限制值IL也被设定为高于接通时产生密勒效应的密勒期间23的栅极电流值(第二栅极电流值I2)、且低于没有电流限制电路6a的限制的比较例30中的、集电极电流开始流动的时刻的栅极电流值(第一栅极电流值I1)。
由此，得到与上述实施方式1同样的开关动作，即，通过使集电极电流ic的开始流动的部分的电流变化变得缓慢来使集电极-发射极间电压VCE缓慢变化，因此能够降低在该部分集中产生的高频噪声成分，能够得到与上述实施方式1同样的效果。
此外，在上述各实施方式中，示出了由Si半导体形成的电力用半导体开关元件的栅极驱动电路，但是电力用半导体开关元件也可以由带隙大于Si半导体的非Si半导体材料形成。作为非Si半导体材料的宽带隙半导体，例如有碳化硅、氮化镓系材料、或者金刚石。
由宽带隙半导体形成的电力用半导体开关元件能够使用在通过Si半导体难以进行单极(unipolar)动作的高电压区域中，能够大幅降低进行开关时产生的开关损失，能够大幅降低电力损失。另外，电力损失小，耐热性也高，因此在具备冷却部来构成功率模块的情况下，能够实现吸热设备的散热片的小型化、水冷部的空气冷却化，因此能够实现半导体模块的进一步小型化。另外，由宽带隙半导体形成的电力用半导体开关元件适于高频开关动作，当应用于高频化的要求高的DC/DC转换器时，通过DC/DC转换器动作的载频的高频化，还能够使连接到DC/DC转换器的电抗器、电容器等小型化。

Claims (6)

1.一种栅极驱动电路，对电压驱动型的电力用半导体开关元件进行驱动，该栅极驱动电路的特征在于，具备：
栅极电阻，其一端与所述电力用半导体开关元件的栅极端子相连接；
直流电压源，用于经由所述栅极电阻向所述栅极端子流入栅极电流；
开关，连接在所述栅极电阻的另一端与所述直流电压源之间，并控制所述电力用半导体开关元件的接通；以及
电流限制电路，限制所述栅极电流，
其中，所述电流限制电路以规定的上限值限制所述电力用半导体开关元件接通时的所述栅极电流。
2.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，
所述电流限制电路中的所述规定的上限值被设定为高于所述电力用半导体开关元件接通时产生密勒效应的期间的栅极电流值、且低于没有该电流限制电路的限制的情况下接通时主电流开始流动的时刻的栅极电流值。
3.根据权利要求1或2所述的栅极驱动电路，其特征在于，
所述电流限制电路串联连接在所述直流电压源与所述栅极电阻之间，并具备：
第一PNP双极晶体管，其发射极与所述直流电压源相连接；
电阻，连接在该第一PNP双极晶体管的所述发射极与基极之间；以及
第二PNP双极晶体管，其发射极连接在所述第一PNP双极晶体管的所述基极与所述电阻之间的连接点，其基极与所述第一PNP双极晶体管的集电极相连接，其集电极与所述栅极电阻相连接，并且基于向所述开关的控制信号的电压信号连接到该基极。
4.根据权利要求1或2所述的栅极驱动电路，其特征在于，
所述电流限制电路串联连接在所述电力用半导体开关元件的第一主电极与该栅极驱动电路的基准电位端子之间，并具备：
第一NPN双极晶体管，其发射极与所述基准电位端子相连接；
电阻，连接在该第一NPN双极晶体管的所述发射极与基极之间；以及
第二NPN双极晶体管，其发射极连接在所述第一NPN双极晶体管的所述基极与所述电阻之间的连接点，其基极与所述第一NPN双极晶体管的集电极相连接，其集电极与所述电力用半导体开关元件的所述第一主电极相连接，并且基于向所述开关的控制信号的电压信号连接到该基极。
5.根据权利要求1或2所述的栅极驱动电路，其特征在于，
所述电力用半导体开关元件由带隙大于硅的非Si半导体材料构成。
6.根据权利要求5所述的栅极驱动电路，其特征在于，
所述非Si半导体材料是碳化硅、氮化镓系材料、和金刚石中的任一个。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104617752A (zh) * 2015-02-10 2015-05-13 广州金升阳科技有限公司 氮化镓晶体管的驱动方法、电路及应用其电路的反激变换器
CN105048776A (zh) * 2014-04-28 2015-11-11 三菱电机株式会社 栅极驱动电路
CN105324923A (zh) * 2013-06-24 2016-02-10 三菱电机株式会社 功率半导体元件的驱动电路
CN107395039A (zh) * 2016-05-11 2017-11-24 福特全球技术公司 用于降低开关损耗的双模式igbt栅极驱动
CN108028646A (zh) * 2016-05-19 2018-05-11 富士电机株式会社 绝缘栅型半导体装置以及绝缘栅型半导体装置的制造方法
CN109417386A (zh) * 2016-07-04 2019-03-01 三菱电机株式会社 驱动电路以及使用该驱动电路的功率模块
CN109525101A (zh) * 2017-09-20 2019-03-26 株式会社东芝 半导体元件的驱动电路以及半导体元件的驱动方法
CN110214359A (zh) * 2017-01-25 2019-09-06 伊顿智能动力有限公司 低电压保护装置
CN115021529A (zh) * 2022-05-26 2022-09-06 西安电子科技大学 一种抑制SiC MOSFET米勒平台电压骤降的驱动电路

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112010003761T5 (de) * 2009-09-15 2012-10-04 Mitsubishi Electric Corporation Gate-Ansteuerschaltung
JP5724397B2 (ja) * 2011-01-14 2015-05-27 株式会社デンソー スイッチング素子の駆動回路
JP5561197B2 (ja) * 2011-02-09 2014-07-30 株式会社デンソー 電子装置
JP2012222932A (ja) * 2011-04-07 2012-11-12 Mitsubishi Electric Corp スイッチング装置、スイッチングモジュール
CA2851376C (en) * 2011-12-07 2021-02-16 Tm4 Inc. Turn-off overvoltage limiting for igbt
JP2014171354A (ja) * 2013-03-05 2014-09-18 Mitsubishi Electric Corp 半導体スイッチング素子のゲート駆動回路
WO2014136252A1 (ja) * 2013-03-08 2014-09-12 三菱電機株式会社 半導体装置
CN105453434A (zh) * 2013-04-17 2016-03-30 奥的斯电梯公司 采用氮化镓开关的驱动单元
JP6198828B2 (ja) * 2013-07-24 2017-09-20 三菱電機株式会社 半導体スイッチ回路
RU2632916C1 (ru) * 2013-09-25 2017-10-11 Мицубиси Электрик Корпорейшн Переключающее устройство, устройство преобразования мощности, устройство возбуждения двигателя, нагнетатель воздуха, компрессор, кондиционер воздуха, холодильник и морозильный аппарат
US9882465B2 (en) * 2013-11-14 2018-01-30 Tm4 Inc. Commutation cell, power converter and compensation circuit having dynamically controlled voltage gains
JP5916908B1 (ja) * 2015-01-29 2016-05-11 三菱電機株式会社 ゲート駆動回路
US9490798B1 (en) 2015-10-21 2016-11-08 Agileswitch, Llc Gate drive control system for SiC and IGBT power devices
US10530353B2 (en) 2015-10-21 2020-01-07 Microchip Technology Incorporated Gate drive control system for SiC and IGBT power devices to control desaturation or short circuit faults
JP6963556B2 (ja) 2015-10-21 2021-11-10 マイクロチップ テクノロジー インコーポレイテッドMicrochip Technology Incorporated 非飽和又は短絡障害を制御するためのＳｉＣ及びＩＧＢＴパワーデバイス用のゲート駆動制御システム
JP6223494B2 (ja) * 2016-03-31 2017-11-01 三菱電機株式会社 半導体装置
US10833598B2 (en) * 2016-10-13 2020-11-10 Mitsubishi Electric Corporation Power conversion device, motor drive control device, blower, compressor, and air conditioner
CN106374143B (zh) * 2016-11-10 2018-10-09 浙江万克新能源科技有限公司 一种圆柱形动力电池入骨架机
DE102018107474B4 (de) 2018-03-28 2022-05-12 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Steuereinrichtung für einen Leistungshalbleiterschalter
US11342911B2 (en) * 2019-10-18 2022-05-24 Texas Instruments Incorporated Gate driver bootstrap circuits and related methods
US11165422B2 (en) * 2020-04-01 2021-11-02 Delta Electronics, Inc. Gate driver circuit with reduced power semiconductor conduction loss

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5402020A (en) * 1990-11-16 1995-03-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Low voltage detecting circuit
US20080122497A1 (en) * 2006-10-02 2008-05-29 Hitachi, Ltd. Gate Drive Circuit
WO2009044602A1 (ja) * 2007-10-02 2009-04-09 Mitsubishi Electric Corporation ゲート駆動回路

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4808853A (en) * 1987-11-25 1989-02-28 Triquint Semiconductor, Inc. Tristate output circuit with selectable output impedance
JPH1155936A (ja) * 1997-07-29 1999-02-26 Mitsubishi Electric Corp 絶縁ゲートトランジスタの駆動回路
JP2005045590A (ja) 2003-07-23 2005-02-17 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
US8144441B2 (en) * 2006-08-30 2012-03-27 Triquint Semiconductor, Inc. Electrostatic discharge protection circuit for compound semiconductor devices and circuits
JP5138287B2 (ja) 2007-06-27 2013-02-06 三菱電機株式会社 ゲート駆動装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5402020A (en) * 1990-11-16 1995-03-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Low voltage detecting circuit
US20080122497A1 (en) * 2006-10-02 2008-05-29 Hitachi, Ltd. Gate Drive Circuit
WO2009044602A1 (ja) * 2007-10-02 2009-04-09 Mitsubishi Electric Corporation ゲート駆動回路

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RALPH MCARTHUR: "making use of gate charge information in mosfet and igbt data sheets", 《ADVANCED POWER TECHNOLOGY》 *

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105324923A (zh) * 2013-06-24 2016-02-10 三菱电机株式会社 功率半导体元件的驱动电路
CN105324923B (zh) * 2013-06-24 2018-04-17 三菱电机株式会社 功率半导体元件的驱动电路
CN105048776B (zh) * 2014-04-28 2018-05-18 三菱电机株式会社 栅极驱动电路
CN105048776A (zh) * 2014-04-28 2015-11-11 三菱电机株式会社 栅极驱动电路
CN104617752A (zh) * 2015-02-10 2015-05-13 广州金升阳科技有限公司 氮化镓晶体管的驱动方法、电路及应用其电路的反激变换器
CN107395039A (zh) * 2016-05-11 2017-11-24 福特全球技术公司 用于降低开关损耗的双模式igbt栅极驱动
CN107395039B (zh) * 2016-05-11 2021-09-21 福特全球技术公司 用于降低开关损耗的双模式igbt栅极驱动
CN108028646A (zh) * 2016-05-19 2018-05-11 富士电机株式会社 绝缘栅型半导体装置以及绝缘栅型半导体装置的制造方法
CN108028646B (zh) * 2016-05-19 2021-05-11 富士电机株式会社 绝缘栅型半导体装置以及绝缘栅型半导体装置的制造方法
CN109417386A (zh) * 2016-07-04 2019-03-01 三菱电机株式会社 驱动电路以及使用该驱动电路的功率模块
CN109417386B (zh) * 2016-07-04 2022-10-04 三菱电机株式会社 驱动电路以及使用该驱动电路的功率模块
CN110214359A (zh) * 2017-01-25 2019-09-06 伊顿智能动力有限公司 低电压保护装置
CN109525101A (zh) * 2017-09-20 2019-03-26 株式会社东芝 半导体元件的驱动电路以及半导体元件的驱动方法
CN115021529A (zh) * 2022-05-26 2022-09-06 西安电子科技大学 一种抑制SiC MOSFET米勒平台电压骤降的驱动电路
CN115021529B (zh) * 2022-05-26 2024-04-16 西安电子科技大学 一种抑制SiC MOSFET米勒平台电压骤降的驱动电路

Also Published As

Publication number Publication date
US8598920B2 (en) 2013-12-03
EP2434627A1 (en) 2012-03-28
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