CN104704744B - 半导体驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种半导体驱动装置，具备：第一控制单元，其在流通于开关元件的第一主电极与第二主电极之间的过电流被检测出时，使所述开关元件的栅极与预定的基准电位之间导通以使被施加于所述栅极与所述第一主电极之间的控制电压降低，从而使所述开关元件断开；检测单元，其对随着所述栅极与所述第二主电极之间的反馈电容的充电或放电而产生的电流进行检测；及第二控制单元，其在所述过电流以及随着所述反馈电容的充电或放电而产生的电流被检测出时，降低所述栅极与所述基准电位之间的电阻值。

Description

半导体驱动装置
技术领域
本发明涉及一种半导体驱动装置，其在流通于IGBT(Insulated GateBipolar Transistor：绝缘栅双极性晶体管)等开关元件中的过电流被检测出时，使该开关元件断开。
背景技术
在专利文献1中，公开了一种半导体保护电路，所述半导体保护电路具有在流通于IGBT中的过电流通过过电流检测电阻而被检测出时，使该IGBT断开的高速保护电路。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-353795号公报
发明内容
发明所要解决的课题
例如在上述的现有技术中，当发生IGBT的集电极电压的变化较大的短路时(例如，在IGBT导通的状态下集电极短路为电源电压的情况)，经由了IGBT的栅极与集电极之间的反馈电容的电流将流入至栅极中，从而使栅极电压上升。然而，由于上述的高速保护电路为仅基于过电流检测电阻而使栅极电压降低的电路，因此可能无法迅速地使开关元件断开。
本发明的目的在于，提供一种即使由反馈电容产生的电流流通于栅极，也能够快速地切断流通于开关元件中的过电流的半导体驱动装置。
用于解决课题的方法
为了达成上述目的，本发明提供一种半导体驱动装置，具备：第一控制单元，其在流通于开关元件的第一主电极与第二主电极之间的过电流被检测出时，使所述开关元件的栅极与预定的基准电位之间导通以使被施加于所述栅极与所述第一主电极之间的控制电压降低，从而使所述开关元件断开；检测单元，其对随着所述栅极与所述第二主电极之间的反馈电容的充电或放电而产生的电流进行检测；及第二控制单元，其在所述过电流以及随着所述反馈电容的充电或放电而产生的电流被检测出时，降低所述栅极与所述基准电位之间的电阻值。
此外，为了达成上述目的，本发明提供一种半导体驱动装置，具备：第一控制单元，其在流通于开关元件的第一主电极与第二主电极之间的过电流被检测出时，使被施加于所述开关元件的栅极与所述第一主电极之间的控制电压降低，从而使所述开关元件断开；检测单元，其对随着所述栅极与所述第二主电极之间的反馈电容的充电或放电而产生的电流进行检测；及第二控制单元，其在所述过电流以及随着所述反馈电容的充电或放电而产生的电流被检测出时，加快所述控制电压的减少速度。
发明效果
根据本发明，即使由反馈电容产生的电流流通于栅极，也能够迅速地切断流通于开关元件中的过电流。
附图说明
图1为半导体驱动装置的一个示例。
图2为表示短路时与非短路时的波形的一个示例的图。
图3为表示短路时与非短路时的波形的一个示例的图。
图4为半导体驱动装置的一个示例。
图5为半导体驱动装置的一个示例。
图6为半导体驱动装置的一个示例。
具体实施方式
以下，根据附图，对本发明的实施方式进行说明。
(关于半导体驱动装置10)
图1为表示作为本发明的一个实施方式的半导体驱动装置10的结构的框图。半导体驱动装置10为对开关元件20进行驱动的电路，并具备栅极驱动电路30、短路检测电路40、软断电电路50、电阻R1和栅极电位变更电路60。半导体驱动装置10既可以通过集成电路而构成，也可以通过分立部件而构成。
开关元件20为进行导通或断开动作的半导体元件，例如，为由IGBT、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)等绝缘栅所实现的电压控制型功率元件。在图1中图示了作为开关元件20的一个示例的IGBT。
开关元件20的栅极(G)为被连接于连接点a的控制电极，并且经由电阻R1而与软断电电路50连接，其中，在连接点a上连接有栅极驱动电路30、电阻R1和栅极电位变更电路60。开关元件20的发射极(E)为，经由电流路径71而与预定的基准电位(在图1的情况下为接地电位(GND))连接的第一主电极。开关元件20的集电极(C)为，经由电流路径70上的未图示的其他的半导体开关元件或负载而与电源电压连接的第二主电极。
开关元件20也可以为N沟道型的MOSFET。在该情况下，N沟道型的MOSFET的栅极(G)为与连接点a连接的控制电极，并且经由电阻R1而与软断电电路50连接。N沟道型的MOSFET的源极(S)为，经由电流路径71而与预定的基准电位(在图1的情况下为接地电位(GND))连接的第一主电极。N沟道型的MOSFET的漏极(D)为，经由电流路径70上的未图示的其他的半导体开关元件或负载而与电源电压连接的第二主电极。
栅极驱动电路30为，将能够对开关元件20的导通或断开进行切换的栅极驱动信号向开关元件20的栅极输出的电路。例如,如图1所示，栅极驱动电路30只需被连接在开关元件20的栅极与电阻R1之间即可。此外，栅极驱动电路30也可以被连接于软断电电路50与电阻R1之间，还可以为以包含软断电电路50本身的方式而构成的电路。
短路检测电路40为，对流通于开关元件20的发射极与集电极之间的过电流OC进行检测的过电流检测单元。通过过电流OC的检测，例如，能够检测出与开关元件20的集电极连接的电流路径70上的短路故障(例如，半导体元件或配线的短路故障)的发生。
软断电电路50为，在过电流OC通过短路检测电路40而被检测出时，使开关元件20的栅极与接地电位之间导通以使控制电压Vge降低，从而使开关元件20断开的第一控制单元。通过使被施加在开关元件20的栅极与发射极之间的控制电压Vge低于开关元件20的栅极阈值电压，从而能够使开关元件20断开。控制电压Vge为，开关元件20的栅极与第一主电极(在图1的情况下为发射极)之间的电位差，也被称为栅极电压。
软断电电路50为，例如，通过输出能够对开关元件20的栅极的电荷进行拉拢(进行放电)的低电平的信号，从而使控制电压Vge降低的控制部。例如，软断电电路50通过使开关元件20的栅极的电位向使开关元件20断开的一侧下降变化，从而能够使控制电压Vge降低。
软断电电路50只需为，例如经由被串联地插入于开关元件20的栅极与接地电位之间的电阻R1，而使开关元件20的栅极与接地电位之间的总电阻值R降低，从而使控制电压Vge降低的控制部即可。
电阻R1为，对在产生过电流OC时流通于反馈电容Cres中的电流Ires进行检测的检测单元(电流检测部)，其中，反馈电容Cres存在于开关元件20的栅极与集电极之间。电流Ires为，随着反馈电容Cres的充电或放电而产生的电流。由于电流Ires的流通而在电阻R1的两端产生电位差ΔVR，因此能够根据电位差ΔVR的大小来检测电流Ires的产生。
如图1所示，电阻R1为与开关元件20的栅极串联连接的元件，并且优选为，被串联地插入在开关元件20的栅极与软断电电路50之间。
栅极电位变更电路60为，在过电流OC通过短路检测电路40而被检测出且电流Ires通过电阻R1而被检测出时，降低开关元件20的栅极与预定的基准电位(在图1的情况下为接地电位)之间的总电阻值R的第二控制单元。栅极电位变更电路60也可以为，在过电流OC通过短路检测电路40而被检测出且电流Ires通过电阻R1而被检测出时，加快控制电压Vge的减少速度的第二控制单元。
栅极电位变更电路60例如可以通过使开关元件20的栅极的电位向使开关元件20断开的一侧下降变化，从而降低总电阻值R，或者加快控制电压Vge的减少速度。
优选为，栅极电位变更电路60将总电阻值R降低为，与软断电电路50降低总电阻值R的情况相比较低的值。在图1的情况下，软断电电路50经由电阻R1而与开关元件20的栅极连接，与此相对，栅极电位变更电路60未经由电阻R1，而是与开关元件20的栅极直接连接。因此，栅极电位变更电路60能够以与软断电电路50降低总电阻值R的情况相比较低的阻抗，使开关元件20的栅极的电位发生变化。
图2及图3为表示短路时与非短路时的波形的一个示例的图。短路具有多个模式，在这些模式之中，存在图2所示的SCtype1这一模式和图3所示的SCtype2这一模式。
另外，在图2及图3中，Vce表示开关元件20的集电极与发射极之间的电压(集电极电压)，Ires表示流通于开关元件20的栅极与集电极之间的反馈电容Cres中的电流，Ice表示流通于开关元件20的集电极与发射极之间的电流(集电极电流)，Vge表示开关元件20的栅极与发射极之间的电压(栅极电压)，t表示时间。
SCtype1为集电极电压Vce的变化比较小的短路模式，并且为，例如在开关元件20接通的中途开关元件20的集电极短路为电源电压的情况。如图2所示，在SCtype1的情况下，集电极电压Vce的变化速度(dVce/dt)在开关元件20的接通的开始前后比较小，在该状态下，集电极电流Ice增加(即，过电流流通)。此时，几乎不存在电流Ires从开关元件20的集电极向栅极的流入。在图2中，瞬间变换为负值的Ires并不是表示由短路引起的电流，而是表示在开关元件20的接通时流通于反馈电容Cres中的充电电流。
另一方面，SCtype2为集电极电压Vce的变化较大的短路模式，并且为，例如在开关元件20导通的状态下，开关元件20的集电极短路为电源电压的情况。如图3所示，在SCtype2的情况下，集电极电压Vce的变化速度(dVce/dt)在短路刚开始之后急剧地加速，并且集电极电流Ice增加(即，过电流流通)。此时，由于从开关元件20的集电极经由反馈电容Cres而向栅极流入的电流Ires，而使电压Vge上升。存在如下的情况，即，电流Ires流通的时刻与过电流被检测出的时刻相比略早。
由于上述的图1的半导体驱动装置10实施对电流Ires的检测，因此能够自动识别出短路模式为SCtype1和SCtype2中的哪一个模式。因此，无论短路模式为SCtype1和SCtype2中的哪一个模式，均能够迅速地从过电流中保护开关元件20。
例如，在短路模式为SCtype1的情况下，过电流OC通过短路检测电路40而被检测出。因此，由于通过软断电电路50而使开关元件20迅速地被断开，因此能够迅速地切断过电流OC，从而能够缩短过电流OC的流通时间。此外，在该情况下，由于电位差ΔVR小于预定的阈值，因此电流Ires未被检测出。因此，在短路模式为SCtype1的情况下，栅极电位变更电路60不发挥功能。即，不降低开关元件20的栅极与接地电位之间的总电阻值R(不加快控制电压Vge的减少速度)。
另一方面，由于在短路模式为SCtype2的情况下，过电流OC通过短路检测电路40而被检测出，因此，软断电电路50实施通过使控制电压Vge降低从而使开关元件20断开的动作。而且，在该情况下，在过电流OC通过短路检测电路40而被检测出的同时，由于电流Ires的流通从而通过电阻R1而被检测出的电位差ΔVR达到预定的阈值以上。因此，栅极电位变更电路60实施使开关元件20的栅极与接地电位之间的总电阻值R降低(或者，加快控制电压Vge的减少速度)的动作。由此，由于开关元件20迅速地被断开，因此能够迅速地切断过电流OC，从而能够缩短过电流OC的流通时间。
此外，在短路模式为SCtype1的情况下，栅极电位变更电路60不发挥功能。因此，使开关元件20断开的速度能够维持通过软断电电路50而被抑制的状态，从而能够抑制开关元件20的断开电涌的上升。
(关于半导体驱动装置11)
图4为表示作为图1的半导体驱动装置10的一个具体示例的半导体驱动装置11的结构的电路图。省略或简化了关于与图1的结构相同的结构的说明。
半导体驱动装置11为对IGBT21进行驱动的电路，并且具备栅极驱动电路30、短路检测电路40、软断电电路50、电阻R1和栅极电位变更电路60。
短路检测电路40为，对流通于IGBT21的发射极与集电极之间的过电流OC进行检测的过电流检测单元。短路检测电路40通过对在被串联地插入于IGBT的检测发射极(电流检测端子)与接地电位之间的电阻R5中流通的电流进行检测，从而对过电流OC进行检测。
短路检测电路40具有电阻R5和NPN双极型晶体管41，其中，NPN双极型晶体管41具有被连接于IGBT21的检测发射极与电阻R5之间的基极。NPN双极型晶体管41的发射极连接于接地电位，并且NPN双极型晶体管41被连接于栅极电位变更电路60的P沟道型的MOSFET62的栅极。
软断电电路50为，在过电流OC通过短路检测电路40的电阻R5而被检测出时，使IGBT21的栅极与接地电位之间导通以使控制电压Vge降低，从而使IGBT21断开的控制单元。软断电电路50具有控制电路51、N沟道型的MOSFET52和电阻R4。
控制电路51为，在过电流OC通过电阻R5而被检测出时，使MOSFET52导通的控制部。通过MOSFET52的导通，IGBT21的栅极经由电阻R1及电阻R4而与接地电位连接。由此，控制电压Vge降低，从而能够使IGBT21断开。
电阻R1为，对在产生过电流OC时流通于反馈电容Cres中的电流Ires进行检测的检测单元(电流检测部)，其中，反馈电容Cres存在于IGBT21的栅极与集电极之间。
栅极电位变更电路60为，通过使接地电位与IGBT21的栅极之间的总电阻值R降低，从而使开关元件20的栅极的电位下降变化的控制部。栅极电位变更电路60例如具有PNP双极型晶体管61、P沟道型的MOSFET62、电阻R2和电阻R3。
晶体管61为，通过被施加电位差ΔVR而降低总电阻值R的第一半导体元件，且为通过降低总电阻值R而使IGBT21的栅极电位发生变化的元件，其中，电位差ΔVR通过电流Ires流通于电阻R1中而产生。晶体管61通过以使IGBT21的栅极的电位与作为发射极侧的基准电位的接地电位之差接近零的方式而导通，从而能够使IGBT21的栅极的电荷向接地电位放电。
MOSFET62为，根据过电流OC的检测而允许晶体管61降低总电阻值R的第二半导体元件，且为对电位差ΔVR被施加在晶体管61的基极与发射极之间的动作进行控制的元件。MOSFET62根据由短路检测电路40检测出过电流OC的情况而导通，从而能够使晶体管61导通，由此能够使晶体管61降低总电阻值R。
晶体管61为被连接于电阻R1的两端a、b的元件，MOSFET62为被插入于电阻R1的一端侧的连接点b与晶体管61的基极之间的元件。晶体管61的作为控制电极的基极与MOSFET62的源极连接，晶体管61的作为第一主电极的发射极被连接于IGBT21的栅极与电阻R1之间的连接点a，晶体管61的作为第二主电极的集电极与接地电位连接。MOSFET62的作为控制电极的栅极与短路检测电路40的晶体管41的集电极连接，MOSFET62的作为第一主电极的源极与晶体管61的基极连接，MOSFET62的作为第二主电极的漏极与连接点b连接。连接点b为软断电电路50的电阻R4与电阻R1之间的点。
电阻R1的电阻值只需被设定为如下的值即可，即，在SCtype1时电阻R1的两端a、b之间的电位差ΔVR小于晶体管61的基极与发射极之间的二极管正向电压，且在SCtype2时电位差ΔVR达到该二极管正向电压以上的值。由此，由于在SCtype1时能够防止晶体管61错误地导通的情况，因此，能够防止栅极电位变更电路60错误地降低总电阻值R的情况。
电阻R2为防止晶体管61错误地导通的元件。如果没有电阻R2，则由于在晶体管41及MOSFET62断开的情况下，晶体管61的基极与发射极之间的阻抗较高，因此晶体管61的基极与发射极之间的电压成为不确定。此时，当晶体管61的发射极(IGBT21的栅极)的电位上升时，由于在晶体管61的基极与发射极之间产生二极管的正向电压Vf量的电位差，因此晶体管61可能误导通。通过追加电阻R2，从而能够降低晶体管61的基极与发射极之间的阻抗，因此，能够防止晶体管61的误导通。
电阻R3为防止MOSFET62错误地导通的元件。当由于没有电阻R3而使MOSFET62的栅极与源极之间的阻抗较高时，在MOSFET62的栅极与源极之间将产生电位差，从而MOSFET62可能误导通。通过追加电阻R3，从而能够降低MOSFET62的栅极与源极之间的阻抗，由此能够防止MOSFET62误导通的情况。
另外，只需将电阻R3设定为与电阻R2相比较大的电阻值，以使只有晶体管41导通，而晶体管61不导通即可。
此外，PNP双极型晶体管61也可以被置换为P沟道型的MOSFET。在该情况下，P沟道型的MOSFET具有与MOSFET62的源极连接的栅极、与IGBT21的栅极连接的作为第一主电极的源极、与接地电位连接的作为第二主电极的漏极。
此外，在晶体管61为PNP双极型晶体管或P沟道型MOSFET的情况下，MOSFET62的源极与漏极之间的寄生二极管的阴极侧位于晶体管61的基极或栅极侧。这是由于，在该寄生二极管为逆向的情况下，当软断电电路50以SCtype1来实施软断电时，电流将经由该逆向的寄生二极管而流通，从而晶体管61可能错误地导通。因此，只要使寄生二极管的正向与图示的方向一致，并使短路检测电路40的输出信号反转，则MOSFET62也可以为N沟道型的MOSFET。
(半导体驱动装置11的动作)
表1为表示半导体驱动装置11的各个元件的状态的图。S1表示晶体管41的导通或断开的状态，S2表示MOSFET62的导通或断开的状态，S3表示晶体管61的导通或断开的状态，S4表示MOSFET52的导通或断开的状态。
表1
S1 S2 S3 S4
通常 断开 断开 断开 断开
SCtype1 导通 导通 断开 导通
SCtype2 导通 导通 导通 导通
通常时(即，非短路时)，不发挥为了过电流保护而使IGBT21强制性地断开的功能。
在SCtype1时，通过使晶体管52导通而实施软断电。在SCtype2时，除了通过使晶体管52导通而实施软断电之外，还通过使晶体管61导通而以低阻抗来拉拢IGBT21的栅极的电荷。
即，如果在短路时电阻R5的两端电压SE上升，则晶体管41将导通，因此MOSFET62也导通。当在MOSFET62的导通状态下，电流Ires从IGBT21的集电极向栅极流入时，晶体管61将导通，因此，能够以低阻抗而使IGBT21的栅极的电荷放电。即，晶体管61在SCtype1时不导通，而仅在SCtype2时导通。
电阻R3被设定为与电阻R2相比较大的电阻值，以使只有晶体管41导通，而晶体管61不导通。由于在SCTtpe1时，在MOSFET62导通之际，在晶体管61的基极上将施加有由电阻R2与电阻R3分压后的电压，因此晶体管61不会误导通。另一方面，在SCtype2时，当MOSFET62导通时，由于在电阻R1的两端所产生的电位差ΔVR，从而晶体管61导通。
(关于半导体驱动装置12)
图5为，表示作为图1的半导体驱动装置10的一个改变例的半导体驱动装置12的结构的电路图。半导体驱动装置12为将图4的半导体驱动装置11的电阻R1置换为二极管D1的装置。省略或简化了关于与图1、图4的结构相同的结构的说明。
二极管D1为，对在产生过电流OC时流通于反馈电容Cres中的电流Ires进行检测的检测单元(电流检测部)，其中，反馈电容Cres存在于IGBT21的栅极与集电极之间。电流Ires为随着反馈电容Cres的充电或放电而产生的电流。由于电流Ires的流通，从而在二极管D1的两端产生相当于二极管D1的正向电压的电位差ΔVR，因此能够根据电位差ΔVR的大小而检测出电流Ires的产生。
如图5所示，二极管D1为具有被串联连接于开关元件的栅极的阳极和被连接于软断电电路50的电阻R4的阴极的元件。二极管D1只需为具有如下的正向电压的元件即可，即，在SCtype1时使晶体管61不导通，而在SCtype2时使晶体管61导通的正向电压。
另外，PNP双极型晶体管61也可以与图4的半导体驱动装置11相同地，被置换为P沟道型的MOSFET。此外，关于半导体驱动装置12的动作的说明，由于与图4的半导体驱动装置11相同，因而省略。
(关于半导体驱动装置13)
图6为表示作为图1的半导体驱动装置10的一个具体示例的半导体驱动装置13的结构的框图。图1的半导体驱动装置10为对IGBT或N沟道型的MOSFET进行驱动及保护的电路，与此相对，图6的半导体驱动装置13为对P沟道型的MOSFET22进行驱动及保护的电路。省略或简化了关于与图1、图4、图5的结构相同的结构的说明。
MOSFET22的栅极(G)为被连接于连接点a的控制电极，并且经由电阻R1而与软断电电路50连接，其中，在连接点a上连接有栅极驱动电路30、电阻R1与栅极电位变更电路60。MOSFET22的源极(S)为，经由电流路径73而与预定的基准电位(在图6的情况下为电源电压(VB))连接的第一主电极。MOSFET22的漏极(D)为，经由电流路径72上的未图示的其他的半导体开关元件或负载而与接地电位连接的第二主电极。
短路检测电路40为，对流通于MOSFET22的源极与漏极之间的过电流OC进行检测的过电流检测单元。通过过电流OC的检测，从而能够检测出与MOSFET22的漏极连接的电流路径72上的短路故障(例如，半导体元件或配线的短路故障)的发生。
短路检测电路40例如只需通过对流通于被串联地插入于MOSFET22的源极与电源电压VB之间的未图示的电阻中的电流进行检测，从而检测过电流OC即可。作为短路检测电路40的具体示例，例如可列举出相对于图4所示的结构而使极性反转的电路。
软断电电路50为，在过电流OC通过短路检测电路40而被检测出时，使MOSFET22的栅极与电源电压VB之间导通以使控制电压Vgs降低，从而使MOSFET22断开的第一控制单元。通过使被施加在MOSFET22的栅极与源极之间的控制电压Vgs低于MOSFET22的栅极阈值电压，从而能够使MOSFET22断开。控制电压Vgs为，MOSFET22的栅极与第一主电极(在图6的情况下为源极)之间的电位差，也被称为栅极电压。
软断电电路50为，例如，通过输出能够对MOSFET22的栅极的电荷进行注入(进行充电)的高电平的信号，从而使控制电压Vgs降低的控制部。例如，软断电电路50通过使MOSFET22的栅极的电位向使MOSFET22断开的一侧上升变化，从而能够使控制电压Vgs降低。
软断电电路50只需为，例如经由被串联地插入于MOSFET22的栅极与电源电压VB之间的电阻R1，而使MOSFET22的栅极与电源电压VB之间的总电阻值R降低，从而使控制电压Vgs降低的控制部即可。
作为软断电电路50的具体示例，例如可列举出相对于图4所示的结构而使极性反转的电路。
电阻R1为，对在产生过电流OC时流通于反馈电容Cres中的电流Ires进行检测的检测单元(电流检测部)，其中，反馈电容Cres存在于MOSFET22的栅极与漏极之间。电流Ires为，随着反馈电容Cres的充电或放电而产生的电流。由于电流Ires从栅极向漏极的流通而在电阻R1的两端产生电位差ΔVR，因此能够根据电位差ΔVR的大小来检测电流Ires的产生。与上述相同地，该电阻R1也可以被置换为二极管。
栅极电位变更电路60为，在过电流OC通过短路检测电路40而被检测出且电流Ires通过电阻R1而被检测出时，降低MOSFET22的栅极与预定的基准电位(在图6的情况下为电源电压VB)之间的总电阻值R的第二控制单元。栅极电位变更电路60也可以为，在过电流OC通过短路检测电路40而被检测出且电流Ires通过电阻R1而被检测出时，加快控制电压Vgs的减少速度的第二控制单元。
栅极电位变更电路60例如可以通过使MOSFET22的栅极的电位向使MOSFET22断开的一侧上升变化，从而降低总电阻值R，或者加快控制电压Vgs的减少速度。
栅极电位变更电路60为，通过使电源电压VB与MOSFET22的栅极之间的总电阻值R降低从而使MOSFET22的栅极的电位上升变化的控制部。栅极电位变更电路60具有NPN双极型晶体管66和P沟道型的MOSFET67。也可以与图4相同地，设置电阻R2、电阻R3。
晶体管66为，通过被施加由电流Ires所产生的电位差ΔVR而降低总电阻值R的第一半导体元件，并且为通过降低总电阻值R而使MOSFET22的栅极电位发生变化的元件。晶体管66通过以使MOSFET22的栅极的电位与作为源极侧的基准电位的电源电压VB之差接近零的方式而导通，从而能够以从电源电压VB被供给的电荷对MOSFET22的栅极进行充电。
MOSFET67为，根据过电流OC的检测而允许晶体管66降低总电阻值R的第二半导体元件，并且为对电位差ΔVR被施加在晶体管66的动作进行控制的元件。MOSFET67根据由短路检测电路40检测出过电流OC的情况而导通，从而能够使晶体管66导通，由此能够使晶体管66降低总电阻值R。
晶体管66为被连接于电阻R1的两端a、b的元件，MOSFET67为被插入于电阻R1的一端侧的连接点b与晶体管66的基极之间的元件。晶体管66的作为控制电极的基极与MOSFET67的漏极连接，晶体管66的作为第一主电极的发射极被连接于MOSFET22的栅极与电阻R1之间的连接点a，晶体管66的作为第二主电极的集电极与电源电压VB连接。MOSFET67的作为控制电极的栅极与短路检测电路40连接，MOSFET67的作为第二主电极的漏极与晶体管66的基极连接，MOSFET67的作为第一主电极的源极与连接点b连接。连接点b为软断电电路50与电阻R1之间的点。
另外，NPN双极型晶体管66也可以被置换为N沟道型的MOSFET。在该情况下，N沟道型的MOSFET具有与MOSFET67的漏极连接的栅极、与MOSFET22的栅极连接的作为第一主电极的源极、与电源电压VB连接的作为第二主电极的漏极。
此外，在晶体管66为NPN双极型晶体管或N沟道型MOSFET的情况下，MOSFET67的源极与漏极之间的寄生二极管的阳极侧位于晶体管66的基极或栅极侧。这是由于，在该寄生二极管为逆向的情况下，当软断电电路50以SCtype1来实施软断电时，电流将经由该逆向的寄生二极管而流通，从而晶体管66可能错误地导通。因此，只需使寄生二极管的正向与图示的方向一致，并使短路检测电路40的输出信号反转，则MOSFET67也可以为N沟道型的MOSFET。
此外，关于半导体驱动装置13的动作的说明，由于与图4的半导体驱动装置11相同，因而省略。
以上，虽然通过实施方式例而对半导体驱动装置进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式例。与其他的实施方式例的一部分或全部进行组合或置换等各种各样的改变及改良也可在本发明的范围内。
例如，虽然示出了通过过电流检测电阻来检测过电流的示例(例如，图4的电阻R5)，但过电流也可以通过二极管而被检测，还可以通过其他的过电流检测单元而被检测。
此外，在图1中，栅极电位变更电路60也可以为，在过电流OC及电流Ires被检测出时使软断电电路50降低控制电压的速度本身加快的元件。
此外，通过本发明所涉及的半导体驱动装置而被驱动及保护的开关元件可以为构成推挽电路的上臂元件或下臂元件。
本国际申请要求在2012年9月24日申请的日本专利申请第2012-209985的优先权，本国际申请引用日本专利申请第2012-209985的全部内容。
符号说明
10、11、12、13 半导体驱动装置；
20 开关元件；
21 IGBT；
22 MOSFET；
30 栅极驱动电路；
40 短路检测电路；
50 软断电电路；
60 栅极电位变更电路；
70、71、72、73 电流路径；
Ires 随着反馈电容的充电或放电而产生的电流；
Cres 反馈电容。

Claims (11)

1.一种半导体驱动装置，具备：
过电流检测单元，其对流通于开关元件的第一主电极与第二主电极之间的过电流进行检测；
第一控制单元，其在所述过电流通过所述过电流检测单元而被检测出时，使所述开关元件的栅极与预定的基准电位之间导通以使被施加于所述栅极与所述第一主电极之间的控制电压降低，从而使所述开关元件断开；
检测单元，其对随着所述栅极与所述第二主电极之间的反馈电容的充电或放电而产生的电流进行检测；及
第二控制单元，其在所述过电流通过所述过电流检测单元而被检测出且随着所述反馈电容的充电或放电而产生的电流通过所述检测单元而被检测出时，降低所述栅极与所述基准电位之间的电阻值。
2.如权利要求1所述的半导体驱动装置，其中，
所述第二控制单元使所述电阻值降低为与所述第一控制单元使所述电阻值降低的情况相比较低的值。
3.如权利要求1或2所述的半导体驱动装置，其中，
所述第二控制单元具有：
第一半导体元件，其根据随着所述反馈电容的充电或放电而产生的电流的检测而降低所述电阻值；及
第二半导体元件，其根据所述过电流的检测而允许所述第一半导体元件降低所述电阻值。
4.如权利要求3所述的半导体驱动装置，其中，
所述第一半导体元件为通过被施加由如下的电流所产生的电位差而降低所述电阻值的元件，所述电流为随着所述反馈电容的充电或放电而产生的电流，
所述第二半导体元件为对所述电位差被施加在所述第一半导体元件的动作进行控制的元件。
5.如权利要求4所述的半导体驱动装置，其中，
所述电位差为通过被连接于所述栅极的元件而产生的电压。
6.如权利要求5所述的半导体驱动装置，其中，
所述第一半导体元件为，被连接于所述元件的两端的元件，
所述第二半导体元件为，被插入于所述元件的一端与所述第一半导体元件之间的元件。
7.如权利要求1所述的半导体驱动装置，其中，
所述第二控制单元在所述过电流通过所述过电流检测单元而被检测出且随着所述反馈电容的充电或放电而产生的电流通过所述检测单元而被检测出时，通过由如下电流所产生的电位差而降低所述电阻值，所述电流为随着所述反馈电容的充电或放电而产生的电流。
8.如权利要求7所述的半导体驱动装置，其中，
所述第二控制单元具有所述电位差被施加在基极与发射极之间的晶体管，通过所述晶体管的导通而降低所述电阻值。
9.一种半导体驱动装置，具备：
过电流检测单元，其对流通于开关元件的第一主电极与第二主电极之间的过电流进行检测；
第一控制单元，其在所述过电流通过所述过电流检测单元而被检测出时，使被施加于所述开关元件的栅极与所述第一主电极之间的控制电压降低，从而使所述开关元件断开；
检测单元，其对随着所述栅极与所述第二主电极之间的反馈电容的充电或放电而产生的电流进行检测；及
第二控制单元，其在所述过电流通过所述过电流检测单元而被检测出且随着所述反馈电容的充电或放电而产生的电流通过所述检测单元而被检测出时，加快所述控制电压的减少速度。
10.如权利要求9所述的半导体驱动装置，其中，
所述第二单元在所述过电流通过所述过电流检测单元而被检测出且随着所述反馈电容的充电或放电而产生的电流通过所述检测单元而被检测出时，通过由如下电流所产生的电位差而加快所述控制电压的减少速度，所述电流为随着所述反馈电容的充电或放电而产生的电流。
11.如权利要求10所述的半导体驱动装置，其中，
所述第二控制单元具有所述电位差被施加在基极与发射极之间的晶体管，通过所述晶体管的导通而加快所述控制电压的减少速度。
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