CN105191109B - 功率模块 - Google Patents

Abstract

功率模块(1)具备包括N个开关元件对(31、32、33)的电力变换部(30)和控制电路(10)。控制电路(10)接受与N个开关元件对(31、32、33)分别对应的N个指令信号(Uin、Vin、Win)以及共同的使能信号(EN)。控制电路(10)在使能信号(EN)取反时，进行使构成电力变换部(30)的全部的开关元件断开的全断开控制，在使能信号(EN)断言时，针对各开关元件对，针对对应的指令信号的每1周期进行通常控制、死区时间附加控制、以及死区时间补偿控制。

Description

功率模块

技术领域

本发明涉及功率模块，是例如适用于具备直流-交流变换功能或者交流-直流变换功能的功率模块的技术。

背景技术

在逆变器以及转换器所使用的功率模块(IPM：Intelligent Power Module：智能功率模块)中，为了小型化而期望削减输入信号数。

在日本特开2001-327171号公报(专利文献1)记载的三相PWM(Pulse WidthModulation：脉冲宽度调制)逆变器中，输入U相、V相以及W相用的3个PWM信号和用于使全部功率元件断开的断开信号。内部的信号发生电路根据3个PWM信号，生成3个相位反转了的PWM反转信号。通过这些PWM信号以及PWM反转信号控制全部6个功率元件的开关。在该文献的逆变器中还设置有用于以使所输入的PWM信号的导通期间和与该PWM信号对应的PWM反转信号的导通期间不重叠的方式生成死区时间(Dead-time)的电路。

专利文献1：日本特开2001-327171号公报

专利文献2：日本特开平10-304675号公报

发明内容

PWM信号中设置有死区时间的情况下，由本来想要控制的输出电流波形产生偏移。以往已知用于补偿该死区时间所引起的输出电压波形的失真的死区时间补偿技术(例如参照日本特开平10-304675号公报(专利文献2))。但是，上述日本特开2001-327171号公报(专利文献1)中未公开具体如何将该死区时间补偿功能嵌入到功率模块。

本发明的主要的目的在于，提供一种能够削减输入信号数，并且补偿与死区时间的附加相伴的输出电压失真的功率模块。

一个实施方式的功率模块具备电力变换部和控制电路。电力变换部包括N个开关元件对以及多个二极管，该N个开关元件对分别由串联连接的第1及第2开关元件构成，该多个二极管与各第1及第2开关元件分别逆并联地连接。控制电路接受与N个开关元件对分别对应的N个指令信号以及共同的使能信号。控制电路在使能信号取反时，进行使各第1及第2开关元件全部断开的全断开控制，在使能信号断言时，针对各开关元件对，按照对应的指令信号的每1周期进行通常控制、死区时间附加控制以及死区时间补偿控制。控制电路在死区时间附加控制中，在规定的死区时间的期间，使第1及第2开关元件断开。控制电路在死区时间附加控制之后，进行根据对应的指令信号的逻辑值使第1及第2开关元件的一方导通、使另一方断开的通常控制。控制电路在对应的指令信号的逻辑值切换了时，根据逻辑值的变化的方向以及从第1及第2开关元件的连接节点输出的负载电流的极性，从通常控制转移到死区时间附加控制、或者转移到维持紧前面的通常控制的状态的死区时间补偿控制。控制电路在死区时间补偿控制之后，执行死区时间附加控制。

根据上述实施方式的功率模块，能够削减输入信号数并且能补偿死区时间的附加所引起的输出电压失真。

附图说明

图1是示出实施方式1的功率模块的结构的框图。

图2是示出图1的电力变换部的详细的结构的电路图。

图3是示出图1的逻辑电路部的详细的结构的一个例子的框图。

图4是示出在U相负载电流为正的情况下图3的U相控制部的动作的时序图。

图5是示出在U相负载电流为负的情况下图3的U相控制部的动作的时序图。

图6是示出在实施方式2的功率模块中逻辑电路部的结构的框图。

图7是在实施方式2的功率模块中，用表形式示出与对应的指令信号以及负载电流的方向对应的各控制部的输出操作的图。

图8是示出在实施方式2的功率模块中各控制部的动作的状态迁移图。

图9是示出在实施方式2的功率模块中负载电流和死区时间补偿量的关系的图。

图10是用于说明实施方式2的功率模块的问题的图。

图11是在实施方式3的功率模块中，用表形式示出与对应的指令信号以及负载电流的方向对应的各控制部的输出操作的图。

图12是示出在实施方式3的功率模块中各控制部的动作的状态迁移图。

图13是示出在实施方式3的功率模块中负载电流和死区时间补偿量的关系的图。

图14是在实施方式4的功率模块中，用表形式示出与对应的指令信号以及负载电流的方向对应的各控制部的输出操作的图。

图15是示出在实施方式4的功率模块中各控制部的动作的状态迁移图。

图16是示出在实施方式4的功率模块中负载电流和死区时间补偿量的关系的图。

图17是示出在实施方式5的功率模块中逻辑电路部的结构的框图。

图18是示出图17的输入使能器的动作的时序图(指令信号的上升沿比使能信号的上升沿晚的情况)。

图19是示出图17的输入使能器的动作的时序图(指令信号的上升沿比使能信号的上升沿早的情况)。

图20是示出图17的输入使能器的结构的一个例子的电路图。

图21是示出实施方式6的功率模块的结构的框图。

图22是示出实施方式7的功率模块的结构的框图。

图23是示出实施方式8的功率模块的结构的框图。

图24是用于说明图23的功率模块的使用方法的一个例子的图。

(符号说明)

1、2、3、4：功率模块；10：逻辑电路部；11：信号分配电路部；12：全断开电路部；13：死区时间补偿电路部；14：死区时间附加电路部；15U、15V、15W：控制部；20：绝缘电路部；21：驱动电路部；22：电流检测部；30：电力变换部；31、32、33：开关元件对；31P、31N、32P、32N、33P、33N：开关元件；34P、34N、35P、35N、36P、36N：二极管；41、41U、41V、41W：输入使能器；60：选择电路部；62：全断开电路；HV、LV：电源端子；IU、IV、IW：负载电流；SA、ST1、ST2、ST3：内部状态；UP、UN、VP、VN、WP、WN：控制信号；Uin、Vin、Win：指令信号；ALLOFF：全断开信号；EN：使能信号；INPUTSEL：模式信号。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明各实施方式。另外，对同一或者相当的部分附加同一参照符号，不反复其说明。

<实施方式1>

[功率模块的整体结构]

图1是示出实施方式1的功率模块的结构的框图。在图1中，作为功率模块的例子示出了三相逆变器的情况。

参照图1，功率模块1包括电力变换部30、逻辑电路部10(还称为控制电路部)、绝缘电路部20、驱动电路部21以及电流检测部22。

进而，功率模块1包括从外部分别输入U相指令信号Uin、V相指令信号Vin以及W相指令信号Win的端子(还称为Uin端子、Vin端子以及Win端子)、和从外部输入全断开信号ALLOFF(还称为使能信号EN)的端子(还称为EN端子)。功率模块1还包括高电位侧的电源端子HV、低电位侧的电源端子LV、以及用于分别输出U相负载电流IU、V相负载电流IV及W相负载电流IW的输出端子Uout、Vout、Wout。

图2是示出图1的电力变换部的详细的结构的电路图。电力变换部30将从电源端子HV、LV输入了的直流电压变换为三相的交流电压。

参照图2，电力变换部30包括相互并联连接的N个(N＝3)开关元件对31、32、33和与构成各开关元件对的开关元件逆并联地个别地连接的多个二极管。此处，逆并联是指以使二极管与对应的开关元件并联并且成为逆偏置方向的方式连接，即在高电位侧连接二极管的阴极，在低电位侧连接二极管的阳极。

具体而言，开关元件对31包括在电源端子HV、LV之间串联连接的第1开关元件(还称为高电位侧开关元件或者上分支侧开关元件)31P和第2开关元件(还称为低电位侧开关元件或者下分支侧开关元件)31N。从开关元件31P、31N的连接节点NU输出U相的负载电流IU。向开关元件31P、31N的控制电极分别输入控制信号UP、UN。开关元件31P、31N根据控制信号UP、UN的逻辑值切换为导通或者断开。进而，与开关元件31P、31N分别逆并联地连接有二极管34P、34N。在对应的开关元件断开时在二极管中流过环流电流。

同样地，开关元件对32包括在电源端子HV、LV之间串联连接的开关元件32P、32N。从开关元件32P、32N的连接节点NV输出V相的负载电流IV。向开关元件32P、32N的控制电极分别输入V相的控制信号VP、VN。与开关元件32P、32N分别逆并联地连接有二极管35P、35N。

同样地，开关元件对33包括在电源端子HV、LV之间串联连接的开关元件33P、33N。从开关元件33P、33N的连接节点NW输出W相的负载电流IW。向开关元件33P、33N的控制电极分别输入W相的控制信号WP、WN。与开关元件33P、33N分别逆并联地连接有二极管36P、36N。

各开关元件在对应的控制信号断言(assert)时导通，在控制信号取反(negate)时断开。在图2中，作为各开关元件示出了NPN型的双极性晶体管的例子，但也可以代替NPN型的双极性晶体管而为功率MOS(Metal Oxide Semiconductor：金属氧化物半导体)晶体管或者IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)等。

关于上述负载电流的极性，在该说明书中，将从电力变换部30流出的电流方向设为正，将流入到电力变换部30的电流方向设为负。

再次参照图1，逻辑电路部10根据各相的指令信号Uin、Vin、Win、使能信号EN以及负载电流IU、IV、IW的极性的信息，生成控制各开关元件的开关的控制信号UP、UN、VP、VN、WP、WN。后面参照图3～图5说明逻辑电路部10的详细的结构以及动作。

从逻辑电路部10输出了的控制信号UP、UN、VP、VN、WP、WN在通过了用于输入输出分离的绝缘电路部20之后，被驱动电路部21放大。放大后的控制信号UP、UN、VP、VN、WP、WN被分别输入到开关元件31P、31N、32P、32N、33P、33N的控制电极。

电流检测部22是为了检测包括各负载电流的极性的信息而设置的，包括检测U相负载电流IU的检测器22U、检测V相负载电流IV的检测器22V以及检测W相负载电流IW的检测器22W。根据基尔霍夫电流定律，3相的负载电流的合计为0，所以也可以对3相中的任意2相设置检测器，根据检测出的2相的负载电流计算剩余的1相的负载电流。

另外，也可以将电流检测部22设置于功率模块1的外部，功率模块1从设置于外部的电流检测部22取得与3相的负载电流IU、IV、IW(或者其中的任意2相的负载电流)有关的信息。

[逻辑电路部的结构]

图3是示出图1的逻辑电路部10的详细的结构的一个例子的框图。参照图3，逻辑电路部10A包括信号分配电路部11、全断开电路部12、死区时间(Td)补偿电路部13以及死区时间(Td)附加电路部14。

信号分配电路部11生成与N个(N＝3)指令信号Uin、Vin、Win分别同步了的(即与对应的指令信号相同相位的)N个(N＝3)高电位侧开关元件用的控制信号UP、VP、WP、以及使N个(N＝3)指令信号Uin、Vin、Win的相位分别反转了的低电位侧开关元件用的控制信号UN、VN、WN。另外，也可以与本实施方式的情况相反地，使控制信号UP、VP、VN为使指令信号Uin、Vin、Win反转了的信号，使控制信号UN、VN、WN为与指令信号Uin、Vin、Win同步了的信号。

全断开电路部12在全断开信号为断言时(即在使能信号EN取反时)，不论指令信号Uin、Vin、Win的逻辑值如何，都使由信号分配电路部11生成的全部控制信号UP、UN、VP、VN、WP、WN取反。由此，构成图1的电力变换部30的全部开关元件31P、31N、32P、32N、33P、33N成为断开状态。

死区时间附加电路部14针对由信号分配电路部11生成的控制信号UP、UN、VP、VN、WP、WN的每一个，使从取反向断言的切换延迟规定的死区时间Td。其结果，针对U相、V相以及W相的每一相，在逻辑值切换时产生高电位侧的开关元件和低电位侧的开关元件都为断开的死区时间期间。由此，能够可靠地防止由于信号延迟而产生的短路状态(高电位侧以及低电位侧的开关元件都为导通的状态)。

另外，死区时间Td的设定值既可以从功率模块的外部提供，也可以从设置在功率模块内部的寄存器提供。为了可靠地防止短路状态，将死区时间Td的值设定为例如1μ秒。

通过设置死区时间，各控制信号的断言期间相比于指令信号的断言期间被缩短，所以在电力变换部30的输出电压中产生失真。为了抑制该输出电压的失真而设置了死区时间补偿电路部13。

死区时间补偿电路部13在U相指令信号的逻辑值切换时，根据其变化的方向以及U相负载电流IU的极性，延长由信号分配电路部11生成的U相控制信号UP、UN的一方的断言期间，并延长另一方的取反期间。其结果，各控制信号UP、UN的切换的定时在U相指令信号的上升沿以及下降沿中的某一方延迟。

具体而言，死区时间补偿电路部13在U相负载电流IU是正的情况下，延长对高电位侧的开关元件31P供给的U相控制信号UP的断言期间，在U相负载电流IU是负的情况下，延长对低电位侧的开关元件31N供给的U相控制信号UN的断言期间。延长期间等于死区时间期间。另外，即使将延长期间设定得比死区时间期间稍短，也大体上能够得到死区时间补偿的效果。

V相、W相的情况也与U相的情况相同。即，死区时间补偿电路部13在V相负载电流IV是正的情况下，延长高电位侧的V相控制信号VP的断言期间，在V相负载电流IV是负的情况下，延长低电位侧的V相控制信号VN的断言期间。死区时间补偿电路部13在W相负载电流IW是正的情况下，延长高电位侧的W相控制信号WP的断言期间，在W相负载电流IW是负的情况下，延长低电位侧的W相控制信号WN的断言期间。后面参照图4以及图5，说明死区时间补偿电路部13的更详细的动作。

从图1的逻辑电路部10输出通过全断开电路部12、死区时间补偿电路部13以及死区时间附加电路部14之后的控制信号UP、UN、VP、VN、WP、WN。在图3中，死区时间补偿电路部13配置于死区时间附加电路部14的前段，但也可以使其顺序相反。在图3中，全断开电路部12配置于信号分配电路部11的后段，但全断开电路部12既可以配置于死区时间补偿电路部13的后段，也可以配置于死区时间附加电路部14的后段。

另外，U相、V相、W相的各相的信号处理相互独立，所以能够将逻辑电路部10A的结构视为包括U相控制部15U、V相控制部15V以及W相控制部15W的结构。在该情况下，U相控制部15U根据与U相指令信号Uin、使能信号EN以及U相负载电流IU的极性有关的信息，生成U相控制信号UP、UN。V相控制部15V根据与V相指令信号Vin、使能信号EN以及V相负载电流IV的极性有关的信息，生成V相控制信号VP、VN。W相控制部15W根据与W相指令信号Win、使能信号EN以及W相负载电流IW的极性有关的信息，生成W相控制信号WP、WN。

[逻辑电路部的动作]

接下来，参照图4、图5的时序图，具体地说明图3的逻辑电路部10A的动作，特别是死区时间补偿电路部13以及死区时间附加电路部14的动作。在图4、图5中，说明了U相的信号处理(图3的U相控制部15U的动作)，但V相以及W相的情况也相同。

(1)U相负载电流IU是正的情况

图4示出在U相负载电流是正的情况下图3的U相控制部的动作的时序图。在图4中，对比地示出了不进行死区时间补偿的情况的动作和进行死区时间补偿的情况的动作。

(1-1)不进行死区时间补偿的情况

在时刻t1之前，指令信号Uin是L电平。此时，对图2的高电位侧的开关元件31P供给的控制信号UP是L电平(取反)，对低电位侧的开关元件31N供给的控制信号UN是H电平(断言)。由此，开关元件31P为断开状态，开关元件31N为导通状态。

如果在时刻t1指令信号Uin从L电平切换为H电平，则控制信号UN立即变化为L电平(取反)，但控制信号UP在时刻t2之后变化为H电平(断言)。在时刻t1至t2的死区时间Td的期间，进行开关元件31P、31N都为断开状态的死区时间附加控制。

时刻t2至时刻t4，响应H电平的指令信号Uin，控制信号UP维持H电平(断言)，控制信号UN维持L电平(取反)。由此，进行高电位侧的开关元件31P为导通状态、低电位侧的开关元件31N为断开状态的通常控制。

如果在时刻t4指令信号Uin从H电平切换为L电平，则控制信号UP立即变化为L电平(取反)，但控制信号UN在时刻t5之后变化为H电平(断言)。在时刻t4至t5的死区时间Td的期间，进行开关元件31P、31N都为断开状态的死区时间附加控制。

时刻t5至时刻t7，响应L电平的指令信号Uin，控制信号UP维持L电平(取反)，控制信号UN维持H电平(断言)。由此，进行高电位侧的开关元件31P为断开状态、低电位侧的开关元件31N为导通状态的通常控制。

如果在时刻t7指令信号Uin再次从L电平切换为H电平，则控制信号UN立即变化为L电平(取反)，但控制信号UP在时刻t8之后变化为H电平(断言)。在时刻t7至t8的死区时间Td的期间，进行开关元件31P、31N都为断开状态的死区时间附加控制。

接下来，说明图2的电力变换部30的U相输出端子Uout的输出电压(即开关元件对31的连接节点NU的电位)的变化。此处，设为对图2的高电位侧的电源端子HV施加了Ed/2的电位，对低电位侧的电源端子LV施加了-Ed/2的电位。

时刻t2至t4以及在时刻t8以后，图2的高电位侧的开关元件31P为导通，低电位侧的开关元件31N为断开，所以U相输出电压等于Ed/2。在时刻t1以前以及时刻t5至t7，图2的高电位侧的开关元件31P为断开，低电位侧的开关元件31N为导通，所以U相输出电压等于-Ed/2。

另一方面，在死区时间期间中(时刻t1至t2、时刻t4至t5以及时刻t7至t8)，负载电流IU为正，所以图2的低电位侧的二极管34N导通。其结果，U相输出电压等于-Ed/2。因此，如果与U相指令信号Uin比较，在指令信号Uin的每1周期，U相输出电压成为高电平的时间减少死区时间量，成为低电平的时间增加死区时间量，在输出电压中产生失真。

(1-2)进行死区时间补偿的情况

死区时间补偿电路部13在负载电流IU是正的情况下，将图2的高电位侧的开关元件31P的导通时间延长死区时间量。具体而言，死区时间补偿电路部13在U相指令信号Uin下跳变时(时刻t4)，使高电位侧的控制信号UP的下降沿延迟至时刻t5(与其相伴地，低电位侧的控制信号UN的取反期间也延长)。即，在进行死区时间补偿控制的时刻t4至时刻t5，维持紧前面的通常控制(时刻t2至t4)中的控制信号UN、UP的逻辑值。维持该逻辑值的维持时间等于死区时间Td。在死区时间补偿控制结束之后(时刻t5)，转移到死区时间附加控制(时刻t5至t6)。其他时间带的控制与不进行死区时间补偿的情况相同，所以不反复说明。

(2)U相负载电流IU是负的情况

图5是示出在U相负载电流是负的情况下图3的U相控制部的动作的时序图。在图5中，对比地示出了不进行死区时间补偿的情况的动作和进行死区时间补偿的情况的动作。

(2-1)不进行死区时间补偿的情况

不进行死区时间补偿的情况的控制信号UP、UN的波形与在图4中说明的负载电流IU为正的情况相同，所以不反复说明。

另一方面，关于U相输出电压，死区时间期间中(时刻t1至t2、时刻t4至t5以及时刻t7至t8)的波形与图4的情况的波形不同。在图5的情况下，负载电流IU为负，所以在死区时间期间中，图2的高电位侧的二极管34P导通。其结果，U相输出电压等于Ed/2。因此，如果与U相指令信号Uin比较，则在每1周期，U相输出电压成为高电平的时间增加死区时间量，成为低电平的时间减少死区时间量，在输出电压中产生失真。

(2-2)进行死区时间补偿的情况

死区时间补偿电路部13在负载电流IU为负的情况下，将图2的低电位侧的开关元件31N的导通时间延长死区时间量。具体而言，死区时间补偿电路部13在U相指令信号Uin上跳变时(时刻t1、t7)，使低电位侧的控制信号UN的下降沿分别延迟至时刻t2、t8(与其相伴地，高电位侧的控制信号UP的取反期间也延长)。即，在进行死区时间补偿控制的时刻t1至时刻t2以及时刻t7至t8，维持紧前面的通常控制(在时刻t1以前、时刻t5至t7)的控制信号UN、UP的逻辑值。维持该逻辑值的维持时间等于死区时间Td。在死区时间补偿控制结束之后(时刻t2、t8)，转移到死区时间附加控制(时刻t2至t3、时刻t8至时刻t9)。其他时间带的控制与不进行死区时间补偿的情况相同。

[效果]

如以上所述，根据实施方式1的功率模块，能够削减输入信号数并且补偿死区时间的附加所引起的输出电压失真。

<实施方式2>

图6是示出在实施方式2的功率模块中逻辑电路部的结构的框图。参照图6，逻辑电路部10B包括与图2的N个(N＝3)开关元件对31、32、33分别对应的N个(N＝3)控制部(U相控制部15U、V相控制部15V以及W相控制部15W)。

在实施方式2中，这些控制部15U、15V、15W构成为状态机械。即，各控制部具有4个内部状态，根据对应的指令信号(Uin、Vin、Win)、共同的使能信号EN以及对应的负载电流(IU、IV、IW)的极性，在内部状态之间迁移，根据内部状态，向对应的开关元件对(31、32、33)输出控制信号。各控制部在4个内部状态下，分别进行在实施方式1中说明的通常控制、死区时间补偿控制、死区时间附加控制以及全断开控制。

图7是示出在实施方式2的功率模块中，用表形式示出与对应的指令信号以及负载电流的方向对应的各控制部的输出操作的图。

(1)使能信号为断言的(导通)情况

在对应的指令信号的上升沿边缘(↑)(即对应的指令信号从低电位(N)变化为高电位(P))并且对应的负载电流为正时，各控制部进行死区时间Td附加控制。

在对应的指令信号的上升沿边缘(↑)并且对应的负载电流为负时，各控制部进行延长低电位侧(N侧)的开关元件的导通状态的(同时也延长了高电位侧(P侧)的开关元件的断开状态的)死区时间补偿控制。在死区时间补偿控制之后，转移到死区时间附加控制。

在对应的指令信号的下降边缘(↓)(即对应的指令信号从高电位(P)变化为低电位(N))并且对应的负载电流为正时，各控制部进行延长高电位侧(P侧)的开关元件的导通状态的(同时也延长了低电位侧(N侧)的开关元件的断开状态的)死区时间补偿控制。在死区时间补偿控制之后，转移到死区时间附加控制。

在对应的指令信号的下降边缘(↓)并且负载电流为负时，各控制部进行死区时间附加控制。

各控制部在死区时间附加控制之后，根据对应的指令信号的逻辑值，进行使对应的高电位侧以及低电位侧的开关元件的一方导通，使另一方断开的通常控制。对应的负载电流的方向(极性)不影响各控制部的输出(在图7中用“*”表示)。

(2)使能信号为取反的(断开)情况

各控制部与对应的指令信号的逻辑值以及对应的负载电流的极性无关地(在图7中用“*”表示)，进行使对应的开关元件全部断开的全断开控制。

图8是示出在实施方式2的功率模块中各控制部的动作的状态迁移图。在图8中，“&”表示AND运算，“|”表示OR运算。

参照图8，各控制部具有4个内部状态ST1、ST2、ST3、SA。另外，在图8中，将内部状态ST1、ST2、ST3总称而记载为内部状态SB。各控制部在使能信号EN为取反时(EN＝0)，迁移到内部状态SA，进行使全部开关元件断开的全断开控制。各控制部在使能信号EN为断言时(EN＝1)，针对对应的指令信号的每1周期，在内部状态ST1、ST2、ST3中迁移(准确而言，有针对每半周期按照内部状态ST1、ST3、ST1的顺序迁移的情况、和按照内部状态ST1、ST2、ST3、ST1的顺序迁移的情况)。

在内部状态ST3下，各控制部进行使对应的高电位侧以及低电位侧这两方的开关元件断开的死区时间附加控制。如果经过规定的死区时间Td，则从内部状态ST3迁移到内部状态ST1。

在内部状态ST1下，各控制部根据对应的指令信号的逻辑值，进行使高电位侧以及低电位侧的开关元件的一方导通、使另一方断开的通常控制。

在对应的指令信号的逻辑值切换了时，根据其逻辑值的变化的方向以及对应的负载电流的极性，从进行通常控制的内部状态ST1迁移到进行死区时间附加控制的内部状态ST3、或者迁移到进行维持紧前面的通常控制的状态的死区时间补偿控制的内部状态ST2。

具体而言，各控制部在满足了以下的第1条件或者第2条件的情况下，从内部状态ST1转移到内部状态ST2，在第1及第2条件中的任意一个都不满足的情况下，从内部状态ST1转移到内部状态ST3。第1条件是在紧前面的通常控制(内部状态ST1)中高电位侧的开关元件为导通并且对应的负载电流为正的情况。换言之，第1条件是对应的指令信号的下降边缘(↓)并且对应的负载电流是正的情况。第2条件是在紧前面的通常控制中低电位侧的开关元件为导通并且对应的负载电流是负的情况。换言之，第2条件是对应的指令信号的上升沿边缘(↑)并且对应的负载电流是负的情况。

在内部状态ST2下，如果经过了维持紧前面的通常控制中的开关元件的状态的维持时间，则转移到内部状态ST3。在实施方式2的情况下，维持时间被设定为等于死区时间Td的期间。另外，即使将上述维持时间设定得比死区时间Td的期间稍短，也大体上能够得到发明的效果。

图9是示出在实施方式2的功率模块中负载电流和死区时间补偿量的关系的图。在图9中，横轴示出负载电流，纵轴示出死区时间补偿量。此处，死区时间补偿量意味着，进行死区时间补偿控制的期间的长短(上述维持时间或者延长时间)。其中，用正表示高电位侧的开关元件的导通状态的延长时间，用负表示低电位侧的开关元件的导通状态的延长时间。如图9所示，在高电位侧以及低电位侧的任意一个的开关元件的情况下，导通时间的延长时间都等于死区时间Td的期间。

如以上所述，根据实施方式2的功率模块，与实施方式1的情况同样地，能够削减输入信号数并且补偿向控制信号的死区时间的附加所引起的输出电压失真。进而，逻辑电路部10B由状态机械构成，所以能够比实施方式1的情况削减逻辑电路部的面积。

<实施方式3>

图10是用于说明实施方式2的功率模块的问题的图。在图10中，示意地示出在控制信号为PWM(Pulse Width Modulation)信号的情况下，来自电力变换部的输出电流波形(负载电流波形)的一个例子。如图10所示，在PWM控制的情况下，各开关元件以载波频率反复导通以及断开，所以在电流波形上重叠细的振动波形。在图10中，在电流I1以及电流I2的点，都是与指令信号Uin的变化同时地实际的输出电压也能够立即变化的模式，所以不需要死区时间补偿。在该情况下，产生如果实施不需要的死区时间补偿，则使输出电流波形失真这样的问题。

实施方式3的功率模块为了解决上述问题，各控制部在对应的负载电流的绝对值小于规定的阈值的情况(称为“不灵敏区”)下，不进行死区时间补偿控制。以下，参照图11～图13具体地说明。

图11是在实施方式3的功率模块中，用表形式示出与对应的指令信号以及负载电流的方向对应的各控制部的输出操作的图。与图7所示的表不同的点是设置了不灵敏区的点。在图11中，各控制部在对应的负载电流的绝对值小于阈值的情况(不灵敏区)下，不论对应的指令信号的逻辑值的变化方向以及负载电流的极性如何，都不执行死区时间补偿控制，进行死区时间附加控制。图11的其他点与图7的情况相同，所以不反复说明。

图12是示出在实施方式3的功率模块中各控制部的动作的状态迁移图。图12的状态迁移图相比于图8的状态迁移图，用于从内部状态ST1转移到内部状态ST2或者ST3的条件不同。

在图12中，各控制部在满足了以下的第1条件或者第2条件的情况下，从内部状态ST1转移到内部状态ST2，在第1及第2条件中的任意一个都不满足的情况下，从内部状态ST1转移到内部状态ST3。第1条件是在紧前面的通常控制中高电位侧的开关元件是导通(对应的指令信号的下降边缘(↓))、对应的负载电流为正并且为规定的阈值以上的情况。第2条件是在紧前面的通常控制中低电位侧的开关元件是导通(对应的指令信号的上升沿边缘(↑))、对应的负载电流为负并且为阈值以上的情况。图12的其他点与图8的情况相同，所以不反复说明。

图13是示出在实施方式3的功率模块中负载电流与死区时间补偿量的关系的图。参照图13，在实施方式3的功率模块中，在负载电流的绝对值小于阈值x的情况下，死区时间补偿量为0(不进行死区时间补偿控制)。由此，能够进一步降低电力变换部的输出电压的失真。

<实施方式4>

实施方式4的功率模块为了解决与实施方式3的情况同样的问题，使执行死区时间补偿控制的期间(上述的维持时间或者延长时间)可变。以下，参照图14～图16具体地说明。

图14是在实施方式4的功率模块中，用表形式示出与对应的指令信号以及负载电流的方向对应的各控制部的输出操作的图。与图7所示的表不同的点是设置了不灵敏区的点。

具体而言，在图14中，在为对应的指令信号的上升沿边缘(↑)、对应的负载电流为负并且其绝对值小于阈值(不灵敏区)的情况下，缩短在死区时间补偿控制中维持紧前面的通常控制的状态的维持时间(延长时间)。维持时间被设定成与对应的负载电流的绝对值成比例。在为对应的指令信号的上升沿边缘(↑)、对应的负载电流为负并且其绝对值为阈值以上的情况下，死区时间补偿控制中的维持时间被设定成等于死区时间Td的期间。

进而，在图14中，在为对应的指令信号的下降边缘(↓)、对应的负载电流为正并且其绝对值小于阈值(不灵敏区)的情况下，缩短在死区时间补偿控制中维持紧前面的通常控制的状态的维持时间(延长时间)。维持时间被设定成与对应的负载电流的绝对值成比例。在为对应的指令信号的下降边缘(↓)、对应的负载电流为正并且其绝对值是阈值以上的情况下，死区时间补偿控制中的维持时间被设定成等于死区时间Td的期间。图11的其他情况与图7所示的情况相同，所以不反复说明。

图15是示出在实施方式4的功率模块中各控制部的动作的状态迁移图。与图8的状态迁移图相比，用于从内部状态ST2转移到内部状态ST3的条件不同。在图15中，在对应的负载电流的绝对值为阈值以上的情况下，如果经过了被设定成等于死区时间Td的维持时间(延长时间)Te，则从内部状态ST2转移到内部状态ST3。在对应的负载电流的绝对值小于阈值的情况下，如果经过被设定成小于死区时间Td的维持时间Te，则从内部状态ST2转移到内部状态ST3。维持时间Te被设定成与对应的负载电流的绝对值成比例。图15的其他点与图8的情况相同，所以不反复说明。

图16是示出在实施方式4的功率模块中负载电流与死区时间补偿量的关系的图。参照图16，在实施方式4的功率模块中，在负载电流的绝对值小于阈值x的情况下，死区时间补偿量与负载电流成比例地变化。其结果，能够进一步降低电力变换部的输出电压的失真。

<实施方式5>

[逻辑电路部的结构]

图17是示出在实施方式5的功率模块中逻辑电路部的结构的框图。

参照图17，逻辑电路部10C包括与图2的N个(N＝3)开关元件对31、32、33分别对应的N个(N＝3)控制部15U、15V、15W，以及与开关元件对31、32、33分别对应的N个(N＝3)输入使能器(Input Enabler)(还称为延迟器)41U、41V、41W。

各输入使能器(41U、41V、41W)接受对应的指令信号(Uin、Vin、Win：总称为Gi)以及全断开信号ALLOFF(使能信号ENi)，直至对应的指令信号Gi的逻辑值切换的定时，使全断开信号ALLOFF取反(使能信号ENi断言)的定时延迟。另外，也可以在输入使能器41U、41V、41W的前段分别设置噪声滤波器42U、42V、42W。

各控制部(15U、15V、15W)也可以是在实施方式1～4中说明过的任意一个的结构，根据对应的指令信号G、通过对应的输入使能器(41U、41V、41W)延迟了的使能信号EN以及对应的负载电流的极性Idir[1：0]，生成向对应的开关元件对输出的高电位侧以及低电位侧的控制信号。

如图17所示，向各控制部(15U、15V、15W)还进一步输入对应的负载电流的方向Idir[1：0]、用于用作时钟的定时信号TS以及死区时间的设定值Td[5：0]。向各输入使能器(41U、41V、41W)也输入定时信号TS。针对U相、V相、W相的各相的每一个，由噪声滤波器、输入使能器以及控制部构成逻辑电路部(40U、40V、40W)。

[逻辑电路部的动作]

以下，说明图17的逻辑电路部10C的动作。各相的逻辑电路部(40U、40V、40W)的动作相同，所以以下不特别确定相而进行说明。

图18是示出图17的输入使能器的动作的时序图(指令信号的上升沿比使能信号的上升沿晚的情况)。在图18中，对比地示出了未设置输入使能器的情况和设置了输入使能器的情况。

参照图18，在时刻t1输入使能信号ENi断言，在时刻t1之后的时刻t2，对应的输入指令信号Gi的逻辑值切换。在未设置输入使能器的情况下，在时刻t1至时刻t2的期间中，低电位侧的控制信号为断言，所以未意图的不合适的控制信号被供给到对应的开关元件对。

另一方面，在设置了输入使能器的情况下，直至对应的指令信号的逻辑值切换的时刻t2，输出使能信号ENo断言的定时延迟。其结果，在使能信号ENo断言的定时与对应的指令信号Go的逻辑值切换的定时对齐了的状态下，输入到对应的控制部，所以不产生上述不问题。进而，还能够采用在指令信号Uin、Vin、Win的逻辑值都是“0”的状态下，预先使输入使能信号ENi断言，之后，在任意的定时将指令信号Uin、Vin、Win切换为期望的逻辑值的使用法。

图19是示出图17的输入使能器的动作的时序图(对应的指令信号的上升沿比使能信号的上升沿早的情况)。

参照图19，在时刻t1，对应的指令信号的逻辑值切换，在时刻t1之后的时刻t2，使能信号ENi断言。在未设置输入使能器的情况下，在时刻t1至时刻t2的期间中，导通时间比所期望的脉冲宽度减少(指令欠缺)。另一方面，在设置了输入使能器的情况下，直至对应的指令信号的逻辑值切换的时刻t3，输出使能信号ENo断言的定时延迟，所以不产生上述问题。

图20是示出图17的输入使能器的结构的一个例子的电路图。参照图20，输入使能器41包括D锁存电路51、52、选择器53、AND门54、55以及异或门(XOR门)56。

使能信号ENi被输入到选择器53和AND门54。对应的指令信号Gi被输入到D锁存电路51和XOR门56。XOR门56将对应的指令信号Gi与D锁存电路51的输出的异或结果输出到AND门54。AND门54将使能信号ENi与XOR门56的输出的AND运算结果输出到选择器53。选择器53在D锁存电路52的输出是“1”的情况下，选择使能信号ENi，在D锁存电路52的输出是“0”的情况下，选择AND门54的输出。选择器53将选择结果输出到D锁存电路52。将D锁存电路52的输出作为使能信号ENo而输出到后段的控制部，并且输出到AND门55。AND门55将锁存电路51的输出与锁存电路52的输出的AND运算结果作为指令信号Go输出到后段的控制部。

根据上述结构的输入使能器41，在输入使能信号ENi是“0”的期间，所输出的使能信号ENo以及指令信号Go都是“0”。如果输入使能信号ENi成为“1”，进而输入指令信号Gi成为“1”，则D锁存电路52的内部状态成为“1”，其结果，输出使能信号ENo成为“1”。由此，将输入指令信号Gi作为指令信号Go输出到后段的控制部。

<实施方式6>

实施方式6的功率模块2能够从功率模块2的外部直接输入分别控制构成图2的电力变换部30的2×N个(N＝3)开关元件31P、31N、32P、32N、33P、32N的导通以及断开的控制信号UP、UN、VP、VN、WP、WN。即，作为输入接口，能够对应于以往的2×N输入的情况(Legacy对应)、和削减了输入信号数的N+1输入这两方的情况。在以下的说明中，将从外部直接输入开关元件的控制信号UP、UN、VP、VN、WP、WN的模式称为第1动作模式，如在实施方式1～5中说明的那样，将输入指令信号Uin、Vin、Win和使能信号EN的模式称为第2动作模式。

图21是示出实施方式6的功率模块的结构的框图。参照图21，功率模块2包括逻辑电路部10、驱动电路部21、电力变换部30以及选择电路部60。进而，功率模块2包括：在第1动作模式时分别输入控制信号UP、UN、VP、VN、WP、WN的2×N个(N＝3)控制信号端子(还称为UPin端子、UNin端子、VPin端子、VNin端子、WPin端子、WNin端子)；接受全断开信号ALLOFF的端子(EN端子)；以及接受用于设定动作模式的模式信号INPUTSEL的模式信号端子。

逻辑电路部10的结构可以是在图3、图6、图17等中说明过的逻辑电路部10A、10B、10C中的任意一个结构。驱动电路部21的结构与图1中的说明相同，电力变换部30的结构与图2中的说明相同。虽然在图21中未图示，但也可以如图1所示地在功率模块2中设置绝缘电路部20以及电流检测部22。

选择电路部60根据模式信号INPUTSEL的逻辑电平(H或者L)，选择从UPin端子、UNin端子、VPin端子、VNin端子、WPin端子、WNin端子直接输入的控制信号和从逻辑电路部10输出的控制信号中的一方。将所选择的控制信号UP、UN、VP、VN、WP、WN经由驱动电路部21输入到电力变换部30。

在图21的情况下，在第2动作模式中，从UPin端子、VPin端子以及WPin端子分别输入指令信号Uin、Vin、Win。更一般而言，也可以将2×N个(N＝3)控制信号端子中的某N个端子设定为输入N个指令信号Uin、Vin、Win的端子。

<实施方式7>

图22是示出实施方式7的功率模块的结构的框图。图22的功率模块3在未设置输入全断开信号ALLOFF的EN端子的点上与图21的功率模块2不同。在图22的情况下，从WNin端子输入全断开信号ALLOFF。更一般而言，也可以将2×N个(N＝3)控制信号端子中的某N+1个端子设定为输入N个指令信号Uin、Vin、Win以及全断开信号ALLOFF的端子。

图22的其他点与图21相同，所以对同一或者相当的部分附加同一参照符号而不反复说明。

<实施方式8>

图23是示出实施方式8的功率模块的结构的框图。图23的功率模块4在还包括全断开电路62的点上与图21的功率模块2不同。

全断开电路62接受从外部输入的全断开信号ALLOFF信号(使能信号EN)。全断开电路62在第1动作模式时，在使能信号EN取反时，通过使从2×N个(N＝3)控制信号端子直接输入的控制信号UP、UN、VP、VN、WP、WN全部取反，而使构成电力变换部30的全部开关元件断开。

图24是用于说明图23的功率模块的使用方法的一个例子的图。在图24(A)中，为了比较，示出了从外部输入全部的三相电力变换部用的控制信号UP、UN、VP、VN、WP、WN的以往的功率模块67的例子。在图24(B)中，示出了在第1动作模式下使用实施方式8的功率模块4的情况的例子。

参照图24(A)，将从用户控制器65输出的控制信号UP、UN、VP、VN、WP、WN经由切断电路66分别输入到设置在功率模块67中的控制信号端子。在功率模块67中，设置有错误信号的输出端子63，将所输出的错误信号与异常停止信号等其他控制信号一起经由OR门64输入到切断电路66。切断电路66在OR门64的输出断言时，使对功率模块67输入的控制信号UP、UN、VP、VN、WP、WN全部取反。

参照图24(B)，在实施方式8的功率模块4的情况下，能够将OR门64的输出输入到设置在功率模块4中的全断开信号ALLOFF的输入端子(EN端子)。在OR门64的输出断言时，设置在功率模块4的内部中的图23的全断开电路62使全部控制信号UP、UN、VP、VN、WP、WN取反。因此，无需在功率模块的外部设置切断电路66，能够简化系统结构。

<变形例>

在上述各实施方式中，以三相逆变器为例子进行了说明，但在单相逆变器(N＝2)的情况、将交流变换为直流的转换器的情况下也能够应用上述技术。

本次公开的实施方式在所有的点上仅为例示而非限制性的。本发明的范围并非由权利要求书表示而不由上述说明表示，包括与权利要求的均等的意义以及范围内的所有变更。

Claims (12)

1.一种功率模块，其特征在于，具备：

电力变换部，包括N个开关元件对以及多个二极管，该N个开关元件对分别由串联连接的第1及第2开关元件构成，该多个二极管与各所述第1及第2开关元件分别逆并联地连接；以及

控制电路，接受与所述N个开关元件对分别对应的N个指令信号以及共同的使能信号，

所述控制电路构成为

在所述使能信号取反时，进行使各所述第1及第2开关元件全部断开的全断开控制，

在所述使能信号断言时，针对各所述开关元件对，针对对应的指令信号的每1周期进行通常控制、死区时间附加控制以及死区时间补偿控制，

在所述死区时间附加控制中，在规定的死区时间的期间使所述第1及第2开关元件断开，

在所述死区时间附加控制之后，进行根据对应的指令信号的逻辑值使所述第1及第2开关元件的一方导通、使另一方断开的所述通常控制，

在对应的指令信号的逻辑值切换了时，根据逻辑值的变化的方向以及从所述第1及第2开关元件的连接节点输出的负载电流的极性，从所述通常控制转移到所述死区时间附加控制、或者转移到维持紧前面的所述通常控制的状态的死区时间补偿控制，

在所述死区时间补偿控制之后执行所述死区时间附加控制，

所述控制电路包括与所述N个开关元件对分别对应的N个控制部，

各所述控制部作为内部状态而具有第1～第4状态，根据对应的指令信号、所述使能信号以及从对应的开关元件对输出的所述负载电流的极性，在各所述内部状态之间迁移，根据所述内部状态控制对应的所述第1及第2开关元件的导通以及断开，

各所述控制部在所述第1～第4状态下，分别执行所述通常控制、所述死区时间补偿控制、所述死区时间附加控制以及所述全断开控制。

2.一种功率模块，其特征在于，具备：

电力变换部，包括N个开关元件对以及多个二极管，该N个开关元件对分别由串联连接的第1及第2开关元件构成，该多个二极管与各所述第1及第2开关元件分别逆并联地连接；以及

控制电路，接受与所述N个开关元件对分别对应的N个指令信号以及共同的使能信号，

所述控制电路构成为

在所述使能信号取反时，进行使各所述第1及第2开关元件全部断开的全断开控制，

在所述使能信号断言时，针对各所述开关元件对，针对对应的指令信号的每1周期进行通常控制、死区时间附加控制以及死区时间补偿控制，

在所述死区时间附加控制中，在规定的死区时间的期间使所述第1及第2开关元件断开，

在所述死区时间附加控制之后，进行根据对应的指令信号的逻辑值使所述第1及第2开关元件的一方导通、使另一方断开的所述通常控制，

在对应的指令信号的逻辑值切换了时，根据逻辑值的变化的方向以及从所述第1及第2开关元件的连接节点输出的负载电流的极性，从所述通常控制转移到所述死区时间附加控制、或者转移到维持紧前面的所述通常控制的状态的死区时间补偿控制，

在所述死区时间补偿控制之后执行所述死区时间附加控制，

所述控制电路包括：

信号分配电路，生成N个第1控制信号以及N个第2控制信号，所述N个第1控制信号与所述N个指令信号分别同步，所述N个第2控制信号是使所述N个指令信号的相位分别反转而得到的信号；

死区时间补偿电路，根据对应的指令信号的逻辑值切换时的变化的方向以及所述负载电流的极性，在对应的指令信号的上升沿以及下降沿的一方的定时使各所述第1及第2控制信号的逻辑值的切换延迟，从而进行所述死区时间补偿控制；

死区时间附加电路，通过使所述N个第1控制信号及所述N个第2控制信号的各个从取反切换为断言的定时延迟所述死区时间的期间，进行所述死区时间附加控制；以及

全断开电路，在所述使能信号取反时，通过使各所述第1及第2控制信号全部取反来进行所述全断开控制，

在通过所述全断开电路、所述死区时间补偿电路以及所述死区时间附加电路之后，各所述第1控制信号被供给到对应的所述第1开关元件，各所述第2控制信号被供给到对应的所述第2开关元件。

3.一种功率模块，其特征在于，具备：

电力变换部，包括N个开关元件对以及多个二极管，该N个开关元件对分别由串联连接的第1及第2开关元件构成，该多个二极管与各所述第1及第2开关元件分别逆并联地连接；以及

控制电路，接受与所述N个开关元件对分别对应的N个指令信号以及共同的使能信号，

所述控制电路构成为

在所述使能信号取反时，进行使各所述第1及第2开关元件全部断开的全断开控制，

在所述使能信号断言时，针对各所述开关元件对，针对对应的指令信号的每1周期进行通常控制、死区时间附加控制以及死区时间补偿控制，

在所述死区时间附加控制中，在规定的死区时间的期间使所述第1及第2开关元件断开，

在所述死区时间附加控制之后，进行根据对应的指令信号的逻辑值使所述第1及第2开关元件的一方导通、使另一方断开的所述通常控制，

在对应的指令信号的逻辑值切换了时，根据逻辑值的变化的方向以及从所述第1及第2开关元件的连接节点输出的负载电流的极性，从所述通常控制转移到所述死区时间附加控制、或者转移到维持紧前面的所述通常控制的状态的死区时间补偿控制，

在所述死区时间补偿控制之后执行所述死区时间附加控制，

在对应的指令信号的逻辑值切换了时，所述控制电路

在满足了第1条件或者第2条件的情况下，从所述通常控制转移到所述死区时间补偿控制，

在所述第1及第2条件中的任意一个都不满足的情况下，从所述通常控制转移到所述死区时间附加控制，

所述第1条件是在紧前面的所述通常控制中所述第1及第2开关元件中的高电位侧的开关元件导通并且所述负载电流为正的情况，

所述第2条件是在紧前面的所述通常控制中低电位侧的开关元件导通并且所述负载电流为负的情况。

4.根据权利要求3所述的功率模块，其特征在于，

在所述死区时间补偿控制中维持紧前面的所述通常控制的状态的维持期间等于所述死区时间。

5.根据权利要求3所述的功率模块，其特征在于，

在对应的所述负载电流的绝对值是规定的阈值以上的情况下，在所述死区时间补偿控制中维持紧前面的所述通常控制的状态的维持期间等于所述死区时间，

在对应的所述负载电流的绝对值小于所述阈值的情况下，所述维持期间比所述死区时间短，与对应的所述负载电流的绝对值成比例地变化。

6.一种功率模块，其特征在于，具备：

电力变换部，包括N个开关元件对以及多个二极管，该N个开关元件对分别由串联连接的第1及第2开关元件构成，该多个二极管与各所述第1及第2开关元件分别逆并联地连接；以及

控制电路，接受与所述N个开关元件对分别对应的N个指令信号以及共同的使能信号，

所述控制电路构成为

在所述使能信号取反时，进行使各所述第1及第2开关元件全部断开的全断开控制，

在所述使能信号断言时，针对各所述开关元件对，针对对应的指令信号的每1周期进行通常控制、死区时间附加控制以及死区时间补偿控制，

在所述死区时间附加控制中，在规定的死区时间的期间使所述第1及第2开关元件断开，

在所述死区时间附加控制之后，进行根据对应的指令信号的逻辑值使所述第1及第2开关元件的一方导通、使另一方断开的所述通常控制，

在对应的指令信号的逻辑值切换了时，根据逻辑值的变化的方向以及从所述第1及第2开关元件的连接节点输出的负载电流的极性，从所述通常控制转移到所述死区时间附加控制、或者转移到维持紧前面的所述通常控制的状态的死区时间补偿控制，

在所述死区时间补偿控制之后执行所述死区时间附加控制，

在对应的指令信号的逻辑值切换了时，所述控制电路

在满足了第1条件或者第2条件的情况下，从所述通常控制转移到所述死区时间补偿控制，

在所述第1及第2条件中的任意一个都不满足的情况下，从所述通常控制转移到所述死区时间附加控制，

所述第1条件是在紧前面的所述通常控制中所述第1及第2开关元件中的高电位侧的开关元件导通、所述负载电流为正并且为规定的阈值以上的情况，

所述第2条件是在紧前面的所述通常控制中低电位侧的开关元件导通、所述负载电流为负并且为所述阈值以上的情况，

在所述死区时间补偿控制中维持紧前面的所述通常控制的状态的维持期间等于所述死区时间。

7.一种功率模块，其特征在于，具备：

电力变换部，包括N个开关元件对以及多个二极管，该N个开关元件对分别由串联连接的第1及第2开关元件构成，该多个二极管与各所述第1及第2开关元件分别逆并联地连接；以及

控制电路，接受与所述N个开关元件对分别对应的N个指令信号以及共同的使能信号，

所述控制电路构成为

在所述使能信号取反时，进行使各所述第1及第2开关元件全部断开的全断开控制，

在所述使能信号断言时，针对各所述开关元件对，针对对应的指令信号的每1周期进行通常控制、死区时间附加控制以及死区时间补偿控制，

在所述死区时间附加控制中，在规定的死区时间的期间使所述第1及第2开关元件断开，

在所述死区时间附加控制之后，进行根据对应的指令信号的逻辑值使所述第1及第2开关元件的一方导通、使另一方断开的所述通常控制，

在对应的指令信号的逻辑值切换了时，根据逻辑值的变化的方向以及从所述第1及第2开关元件的连接节点输出的负载电流的极性，从所述通常控制转移到所述死区时间附加控制、或者转移到维持紧前面的所述通常控制的状态的死区时间补偿控制，

在所述死区时间补偿控制之后执行所述死区时间附加控制，

所述控制电路包括：

与所述N个开关元件对分别对应的N个控制部；以及

与所述N个开关元件对分别对应的N个延迟器，

各所述延迟器接受对应的指令信号以及所述使能信号，直至对应的指令信号的逻辑值切换的定时，使所述使能信号断言的定时延迟，

各所述控制部根据对应的指令信号、通过对应的延迟器延迟了的所述使能信号以及对应的所述负载电流的极性来控制所述第1及第2开关元件的导通以及断开。

8.一种功率模块，其特征在于，具备：

电力变换部，包括N个开关元件对以及多个二极管，该N个开关元件对分别由串联连接的第1及第2开关元件构成，该多个二极管与各所述第1及第2开关元件分别逆并联地连接；以及

控制电路，接受与所述N个开关元件对分别对应的N个指令信号以及共同的使能信号，

所述控制电路构成为

在所述使能信号取反时，进行使各所述第1及第2开关元件全部断开的全断开控制，

在所述使能信号断言时，针对各所述开关元件对，针对对应的指令信号的每1周期进行通常控制、死区时间附加控制以及死区时间补偿控制，

在所述死区时间附加控制中，在规定的死区时间的期间使所述第1及第2开关元件断开，

在所述死区时间附加控制之后，进行根据对应的指令信号的逻辑值使所述第1及第2开关元件的一方导通、使另一方断开的所述通常控制，

在对应的指令信号的逻辑值切换了时，根据逻辑值的变化的方向以及从所述第1及第2开关元件的连接节点输出的负载电流的极性，从所述通常控制转移到所述死区时间附加控制、或者转移到维持紧前面的所述通常控制的状态的死区时间补偿控制，

在所述死区时间补偿控制之后执行所述死区时间附加控制，

构成各所述开关元件对的所述第1及第2开关元件针对每个所述开关元件对与个别的第1及第2控制信号分别对应地切换为导通或者断开，

所述功率模块作为动作模式而具有：

第1动作模式，从外部直接接受输入到所述电力变换部的N个所述第1控制信号以及N个所述第2控制信号；以及

第2动作模式，从外部接受所述N个指令信号以及所述使能信号，通过所述控制电路生成N个所述第1控制信号以及N个所述第2控制信号，

所述功率模块还具备：

2×N个控制信号端子，用于在所述第1动作模式时从外部接受N个所述第1控制信号以及N个所述第2控制信号；

使能信号端子，用于接受所述使能信号；

模式信号端子，接受用于所述动作模式设定的模式信号；以及

选择电路，根据所述模式信号选择从所述2×N个控制信号端子输入的信号和由所述控制电路生成的2×N个信号的一方，将所选择的信号输出到所述电力变换部，

在所述第2动作模式时，将所述N个指令信号经由所述2×N个控制信号端子中的规定的N个端子输入到所述控制电路。

9.根据权利要求8所述的功率模块，其特征在于，

还具备全断开电路，该全断开电路在所述第1动作模式时，在所述使能信号取反时，使从所述2×N个控制信号端子输入的信号全部取反，从而使构成所述电力变换部的全部的所述第1及第2开关元件断开。

10.一种功率模块，其特征在于，具备：

电力变换部，包括N个开关元件对以及多个二极管，该N个开关元件对分别由串联连接的第1及第2开关元件构成，该多个二极管与各所述第1及第2开关元件分别逆并联地连接；以及

控制电路，接受与所述N个开关元件对分别对应的N个指令信号以及共同的使能信号，

所述控制电路构成为

在所述使能信号取反时，进行使各所述第1及第2开关元件全部断开的全断开控制，

在所述使能信号断言时，针对各所述开关元件对，针对对应的指令信号的每1周期进行通常控制、死区时间附加控制以及死区时间补偿控制，

在所述死区时间附加控制中，在规定的死区时间的期间使所述第1及第2开关元件断开，

在所述死区时间附加控制之后，进行根据对应的指令信号的逻辑值使所述第1及第2开关元件的一方导通、使另一方断开的所述通常控制，

在对应的指令信号的逻辑值切换了时，根据逻辑值的变化的方向以及从所述第1及第2开关元件的连接节点输出的负载电流的极性，从所述通常控制转移到所述死区时间附加控制、或者转移到维持紧前面的所述通常控制的状态的死区时间补偿控制，

在所述死区时间补偿控制之后执行所述死区时间附加控制，

构成各所述开关元件对的所述第1及第2开关元件针对每个所述开关元件对与个别的第1及第2控制信号分别对应地切换为导通或者断开，

所述功率模块作为动作模式而具有：

第1动作模式，从外部直接接受输入到所述电力变换部的N个所述第1控制信号以及N个所述第2控制信号；以及

第2动作模式，从外部接受所述N个指令信号以及所述使能信号，通过所述控制电路生成N个所述第1控制信号以及N个所述第2控制信号，

所述功率模块还具备：

2×N个控制信号端子，用于在所述第1动作模式时从外部接受N个所述第1控制信号以及N个所述第2控制信号；

模式信号端子，接受用于所述动作模式设定的模式信号；以及

选择电路，根据所述模式信号选择从所述2×N个控制信号端子输入的信号和由所述控制电路生成的2×N个信号的一方，将所选择的信号输出到所述电力变换部，

在所述第2动作模式时，将所述N个指令信号以及所述使能信号经由所述2×N个控制信号端子中的规定的N+1个端子输入到所述控制电路。

11.一种功率模块，其特征在于，具备：

电力变换部，包括N个开关元件对以及多个二极管，该N个开关元件对分别由串联连接的第1及第2开关元件构成，该多个二极管与各所述第1及第2开关元件分别逆并联地连接；以及

控制电路，接受与所述N个开关元件对分别对应的N个指令信号以及共同的使能信号，

所述控制电路构成为

在所述使能信号取反时，进行使各所述第1及第2开关元件全部断开的全断开控制，

在所述使能信号断言时，针对各所述开关元件对，针对对应的指令信号的每1周期进行通常控制、死区时间附加控制以及死区时间补偿控制，

在所述死区时间附加控制中，在规定的死区时间的期间使所述第1及第2开关元件断开，

在所述死区时间附加控制之后，进行根据对应的指令信号的逻辑值使所述第1及第2开关元件的一方导通、使另一方断开的所述通常控制，

在对应的指令信号的逻辑值切换了时，根据逻辑值的变化的方向以及从所述第1及第2开关元件的连接节点输出的负载电流的极性，从所述通常控制转移到所述死区时间附加控制、或者转移到维持紧前面的所述通常控制的状态的死区时间补偿控制，

在所述死区时间补偿控制之后执行所述死区时间附加控制，

构成各所述开关元件对的所述第1及第2开关元件针对每个所述开关元件对与个别的第1及第2控制信号分别对应地切换为导通或者断开，

所述功率模块还具备用于从外部接受所述N个指令信号以及所述使能信号的N+1个信号输入端子，

所述控制电路根据所述N个指令信号以及所述使能信号生成N个所述第1控制信号以及N个所述第2控制信号。

12.根据权利要求1～11中的任意一项所述的功率模块，其特征在于，

还具备N个或者N-1个电流检测器，该N个或者N-1个电流检测器为了取得包括各所述负载电流的极性的信息，个别地检测从所述N个开关元件对输出的所述负载电流或者从除了任意1个以外的N-1个开关元件对输出的负载电流。