CN109119973A - 半导体装置、电力变换装置、驱动装置、车辆及升降机 - Google Patents

半导体装置、电力变换装置、驱动装置、车辆及升降机 Download PDF

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Abstract

本发明的实施方式涉及半导体装置、电力变换装置、驱动装置、车辆以及升降机。提供能够进行浪涌电压的检测的半导体装置。实施方式的半导体装置具备：第1二极管，具有第1阳极和第1阴极，第1阳极电连接于具有第1、第2电极以及第1栅极电极的第1晶体管的第1以及第2电极中的任意一方；第1电阻，具有第1一端以及另一端，第1一端电连接于第1阴极，第1另一端电连接于直流电源的正极；第1电容器，具有第2一端以及另一端，第2另一端电连接于第1阴极；第2电容器，具有第3一端以及另一端，第3一端电连接于直流电源的负极，第3另一端电连接于第1电容器的第2一端；以及第2开关元件，在第2电容器的第3一端与第3另一端之间，与第2电容器并联地电连接。

Description

半导体装置、电力变换装置、驱动装置、车辆及升降机
关联申请的引用
本申请以日本专利申请2017-124199(申请日：2017年6月26日)为基础，从本申请享受优先的利益。本申请通过参照本申请，包含该申请的全部内容。
技术领域
本发明的实施方式涉及半导体装置、电力变换装置、驱动装置、车辆以及升降机。
背景技术
在以高速进行开关动作的功率晶体管中，例如，有时在关断时产生寄生电感所引起的浪涌电压。当产生浪涌电压时发生栅极绝缘膜的损坏或者发生电路的振荡，所以成为问题。浪涌电压为高电压且在短时间内产生，所以难以检测。
发明内容
本发明要解决的课题在于提供能够进行浪涌电压的检测的半导体装置。
本发明的一个方案提供一种半导体装置，具备：第1二极管，具有第1阳极和第1阴极，所述第1阳极电连接于具有第1电极、第2电极以及第1栅极电极的第1晶体管的所述第1电极以及所述第2电极中的任意一方；第1电阻或者第1开关元件，具有第1一端和第1另一端，所述第1一端电连接于所述第1阴极，所述第1另一端电连接于具有正极和负极的直流电源的所述正极；第1电容器，具有第2一端和第2另一端，所述第2另一端电连接于所述第1阴极；第2电容器，具有第3一端和第3另一端，所述第3一端电连接于所述负极，所述第3另一端电连接于所述第1电容器的所述第2一端；以及第2开关元件，在所述第2电容器的所述第3一端与所述第3另一端之间，与所述第2电容器并联地电连接。
根据上述结构，提供能够进行浪涌电压的检测的半导体装置。
附图说明
图1是第1实施方式的半导体装置的电路图。
图2是第1实施方式的电力变换装置的电路图。
图3是示出浪涌电压的波形的一个例子的图。
图4是示出第1实施方式的半导体装置的浪涌电压的检测特性的图
图5是第1实施方式的半导体装置的变形例的电路图。
图6是第2实施方式的电力变换装置的电路图。
图7是第2实施方式的半导体装置的电路图。
图8是第3实施方式的半导体装置的电路图。
图9是第4实施方式的半导体装置的电路图。
图10是第5实施方式的半导体装置的电路图。
图11是第6实施方式的驱动装置的示意图。
图12是第7实施方式的车辆的示意图。
图13是第8实施方式的车辆的示意图。
图14是第9实施方式的升降机的示意图。
附图标记说明
10：低端侧晶体管(第1晶体管)；10a：发射极电极(第1电极)；10b：集电极电极(第2电极)；10c：栅极电极(第1栅极电极)；20：高端侧晶体管；30：直流电源；30a：正极；30b：负极；60：可变电阻；110：浪涌电压检测电路(半导体装置)；111：二极管(第1二极管)；111a：阳极(第1阳极)；111b：阴极(第1阴极)；112：电阻(第1电阻)；112a：端部(第1一端)；112b：端部(第1另一端)；113：电容器(第1电容器)；113a：端部(第2一端)；113b：端部(第2另一端)；114：电容器(第2电容器)；114a：端部(第3一端)；114b：端部(第3另一端)；115：开关元件(第2开关元件，第2晶体管)；115a：源极电极(第3电极)；115b：漏极电极(第4电极)；115c：栅极电极(第2栅极电极)；116：采样保持电路；118：MOSFET(第1开关元件)；118a：源极电极(第1一端)；118b：漏极电极(第1另一端)；118c：栅极电极；120：浪涌电压检测电路(半导体装置)；122：微型计算机(控制部)；130：浪涌电压检测电路(半导体装置)；131：电容器(第3电容器)；131a：端部(第4一端)；131b：端部(第4另一端)；132：电阻(第2电阻)；132a：端部(第5一端)；132b：端部(第5另一端)；133：电阻(第3电阻)；133a：端部(第6一端)；133b：端部(第6另一端)；140：浪涌电压检测电路(半导体装置)；141：电容器(第5电容器)；150：浪涌电压检测电路(半导体装置)；151：二极管(第2二极管)；151a：阳极(第2阳极)；151b：阴极(第2阴极)；190：浪涌电压检测电路(半导体装置)；210：逆变器电路(电力变换装置)；220：逆变器电路(电力变换装置)；1000：驱动装置；1100：车辆；1200：车辆；1300：升降机。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的实施方式。此外，在以下说明中，对相同的部件或者类似的部件等附加相同的附图标记，关于说明过一次的部件等适当地省略其说明。
另外，本说明书中，半导体装置是指包含多个元件被单芯片化的IC(IntegratedCircuit，集成电路)、配置有多个电子构件的电子电路基板或者分立式半导体等多个元件被组合而成的功率模块的概念。
(第1实施方式)
本实施方式的半导体装置具备：第1二极管，具有第1阳极和第1阴极，第1阳极电连接于具有第1电极、第2电极以及第1栅极电极的第1晶体管的第1电极以及第2电极中的任意一方；第1电阻或者第1开关元件，具有第1一端和第1另一端，第1一端电连接于第1阴极，第1另一端电连接于具有正极和负极的直流电源的正极；第1电容器，具有第2一端和第2另一端，第2另一端电连接于第1阴极；第2电容器，具有第3一端和第3另一端，第3一端电连接于负极，第3另一端电连接于第1电容器的第2一端；以及第2开关元件，在第2电容器的第3一端与第3另一端之间，与第2电容器并联地电连接。
另外，本实施方式的电力变换装置具备：第1晶体管，具有第1电极、第2电极以及第1栅极电极；第1二极管，具有第1阳极和第1阴极，第1阳极电连接于第1电极以及第2电极中的任意一方；第1电阻或者第1开关元件，具有第1一端和第1另一端，第1一端电连接于第1阴极，第1另一端电连接于具有正极和负极的直流电源的正极；第1电容器，具有第2一端和第2另一端，第2另一端电连接于第1阴极；第2电容器，具有第3一端和第3另一端，第3一端电连接于负极，第3另一端电连接于第1电容器的第2一端；以及第2开关元件，在第2电容器的第3一端与第3另一端之间，与第2电容器并联地电连接。
图1是本实施方式的半导体装置的电路图。本实施方式的半导体装置为浪涌电压检测电路110。
图2是本实施方式的电力变换装置的电路图。本实施方式的电力变换装置为具备浪涌电压检测电路110的逆变器电路210。
图1是示出逆变器电路210的一部分的图。图1是示出浪涌电压检测电路110的结构的详细内容的图。
图2所示的逆变器电路210具备3组低端侧晶体管10(第1晶体管)和高端侧晶体管20、3个浪涌电压检测电路110、正端子P、负端子N、输出端子U、输出端子V、输出端子W、检测端子D’。正端子P连接于直流电源30的正极30a，负端子N连接于直流电源30的负极30b。例如，平滑电容器40在正端子P与负端子N之间，与直流电源30并联地设置。逆变器电路210为3相逆变器。从检测端子D’输出由浪涌电压检测电路110得到的浪涌电压的检测结果。
直流电源30的电压例如为200V以上且1500V以下。
低端侧晶体管10以及高端侧晶体管20例如为IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)。例如未图示的续流二极管连接于低端侧晶体管10和高端侧晶体管20。
浪涌电压检测电路110例如为多个元件被单芯片化的IC或者配置有多个电子构件的电子电路基板。浪涌电压检测电路110检测在低端侧晶体管10与高端侧晶体管20之间产生的浪涌电压。
图1示出逆变器电路210的3组低端侧晶体管10和高端侧晶体管20中的、与输出端子U连接的1组低端侧晶体管10和高端侧晶体管20。另外，示出与该1组低端侧晶体管10和高端侧晶体管20连接的浪涌电压检测电路110。
浪涌电压检测电路110具备二极管111(第1二极管)、电阻112(第1电阻)、电容器113(第1电容器)、电容器114(第2电容器)、开关元件115(第2开关元件)、采样保持电路116、开关元件117、输入端子A、输入端子B、输入端子I、检测端子D。
逆变器电路210的低端侧晶体管10具有发射极电极10a(第1电极)、集电极电极10b(第2电极)、栅极电极10c(第1栅极电极)。逆变器电路210的高端侧晶体管20具有发射极电极20a、集电极电极20b、栅极电极20c。
浪涌电压检测电路110的输入端子A电连接于直流电源30的正极30a。浪涌电压检测电路110的输入端子B电连接于直流电源30的负极30b。
浪涌电压检测电路110的输入端子I电连接于低端侧晶体管10的集电极电极10b、以及高端侧晶体管20的发射极电极20a。输入端子I电连接于有可能在电子电路内产生浪涌电压的部位。
从浪涌电压检测电路110的检测端子D输出浪涌电压的检测结果。
二极管111具有阳极111a(第1阳极)、阴极111b(第1阴极)。输入端子I电连接于阳极111a。阳极111a电连接于低端侧晶体管10的集电极电极10b以及高端侧晶体管20的发射极电极20a。
电阻112具有端部112a(第1一端)和端部112b(第1另一端)。端部112a电连接于二极管111的阴极111b。端部112b经由输入端子A电连接于直流电源30的正极30a。电阻112具备对基于浪涌电压的Y位置的电压上升进行复位的功能。
电容器113具有端部113a(第2一端)和端部113b(第2另一端)。端部113b电连接于二极管111的阴极111b。
电容器114具有端部114a(第3一端)和端部114b(第3另一端)。端部114a经由输入端子B电连接于直流电源30的负极30b。端部114b电连接于电容器113的端部113a。
电容器114的电容例如比电容器113的电容大。例如，电容器114的电容为电容器113的电容的10倍以上。
开关元件115并联地电连接于电容器114的端部114a与端部114b之间。开关元件115例如为晶体管。开关元件115具备将电容器113与电容器114之间(图1的Z位置)的电压复位为直流电源30的负极30b的电位的功能。
采样保持电路116包括运算放大器116a、二极管116b、电容器116c。采样保持电路116具备将输入到运算放大器116a的电压的峰值维持预定的期间的功能。只要具备将峰值维持预定的期间的功能，采样保持电路116的结构就未必限于图1的结构。
开关元件117被设置成与电容器116c电并联。开关元件117例如为晶体管。开关元件117具备将采样保持电路116的输出侧的电压复位为直流电源30的负极30b的电位的功能。
开关元件115以及开关元件117的导通及截止动作例如由开关控制部50控制。开关控制部50例如为微型计算机。开关控制部50例如设置于浪涌电压检测电路110的外部。
接下来，说明本实施方式的半导体装置以及电力变换装置的作用以及效果。
在高速进行开关动作的功率晶体管中，例如，有时在关断时产生寄生电感所引起的浪涌电压。当产生浪涌电压时发生栅极绝缘膜的损坏或者产生电路的振荡，所以成为问题。
在功率晶体管中产生的浪涌电压的峰值的电压高达几百伏，且峰的脉冲宽度短到几十纳秒。因此，例如，仅凭如图1中的其电路结构所示的现有的采样保持电路116难以检测浪涌电压的峰值。
根据本实施方式，利用二极管111的整流作用，将浪涌电压的峰值维持一定的时间，且通过电容器113与电容器114的电容分割使浪涌电压的峰值降低而能够进行检测。因而，能够实现在功率晶体管中产生的高电压且短时间的浪涌电压的检测峰值的浪涌电压检测电路。另外，根据本实施方式，能够实现能够嵌入到逆变器电路等电力变换装置内的简易的结构的浪涌电压检测电路。以下详述。
图1中的Y位置的电压在稳定状态下经由输入端子A固定为直流电源30的正极30a的电压。以下，以直流电源30的正极30a的电压为400V的情况为例进行说明。
图1中的Z位置、即电容器113与电容器114之间的位置的电压在稳定状态下被复位为直流电源30的负极30b的电压。电压的复位能够通过使Z位置经由开关元件115和输入端子B而与直流电源30的负极30b短路而实现。以下，以直流电源30的负极30b的电压为0V的情况为例进行说明。
图3是示出能够在图1中的X位置产生的浪涌电压的波形的一个例子的图。如图3所示，浪涌电压的峰值例如为100V，峰的脉冲宽度例如为20纳秒。
当在X位置处产生峰值为100V的浪涌电压时，经由二极管111，Y位置的电压也上升100V，成为500V。在通过二极管111的整流作用而X位置的浪涌电压收敛且X位置的电压返回到400V之后，Y位置的电压在一定期间被保持为被追加浪涌电压量而得到的500V。因而，产生时间上的富余，所以浪涌电压的检测变容易。
图1中的Z位置的电压由于电容器113与电容器114的电容分割而被降低到比500V低的电压。特别是，在稳定状态下，Z位置被复位为0V，从而Z位置的电压成为仅基于浪涌电压的上升量(＝100V)被电容分割后的电压。因而，检测的浪涌电压的峰值降低，峰值的检测变容易。另外，浪涌电压检测时的S/N比(信噪比)提高。
通过将Y位置的电压维持一定期间，从而Z位置的电压被维持一定期间。另外，通过调整电容器113与电容器114的电容比，Z位置的电压能够从浪涌电压的峰值大幅降低。因而，能够利用现有的结构的采样保持电路116进行检测。由检测端子D检测从采样保持电路116输出的电压。
图4是示出本实施方式的半导体装置的浪涌电压的检测特性的图。图4示出将图3的浪涌电压的波形输入到图1的X位置的情况下的由检测端子D检测到的电压的仿真结果。图4示出了对被检测到的电压校正浪涌电压检测电路110的增益之后的电压。
从图4可明确，能够利用浪涌电压检测电路110来检测浪涌电压的峰值即100V。
能够使用由检测端子D检测到的浪涌电压的峰值，例如产生警报信号。另外，还能够使用由检测端子D检测到的浪涌电压的峰值，例如，进行使逆变器电路210的低端侧晶体管10以及高端侧晶体管20成为截止状态的动作。
此外，在检测到浪涌电压的峰值之后，由于电阻112电连接于直流电源30的正极30a，Y位置的电压返回到稳定状态的400V。另外，通过使开关元件115进行导通动作，从而Z位置的电压返回到0V。另外，通过使开关元件117进行导通动作，从而检测端子D的电压返回到0V。
二极管111的寄生电容小，所以由于设置浪涌电压检测电路110而导致的逆变器电路210的损耗的增大被抑制到最小限度。
根据使Y位置的电压充分地降低的观点，电容器114的电容优选比电容器113的电容大。根据使Y位置的电压充分地降低的观点，电容器114的电容优选为电容器113的电容的10倍以上。
(变形例)
图5是本实施方式的变形例的半导体装置的电路图。变形例的半导体装置为浪涌电压检测电路190。在不具备电阻112而具备MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FieldEffect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)118这点上，与图1的实施方式的半导体装置不同。MOSFET118为第1开关元件的一个例子。
MOSFET118具有源极电极118a(第1一端)、漏极电极118b(第1另一端)、栅极电极118c。通过控制施加到栅极电极118c的电压，切换MOSFET118的导通状态和截止状态，作为开关元件发挥功能。
通过将第1开关元件设为MOSFET118，从而实现快速的复位动作。
以上，根据本实施方式及其变形例，能够实现检测在功率晶体管中产生的高电压且短时间的浪涌电压的峰值的浪涌电压检测电路。另外，能够实现能够嵌入到逆变器电路等电力变换装置内的简易的结构的浪涌电压检测电路。进而，能够实现具备检测浪涌电压的峰值的浪涌电压检测电路的逆变器电路。
(第2实施方式)
本实施方式的电力变换装置在还具备与第1晶体管的第1栅极电极电连接的可变电阻、以及根据第1电容器的第2一端的电压值来控制可变电阻的电阻值的控制部这点上与第1实施方式的电源驱动电路不同。以下，关于与第1实施方式重复的内容，省略记述。
图6是本实施方式的电力变换装置的电路图。本实施方式的电力变换装置为具备浪涌电压检测电路120的逆变器电路220。图7是示出本实施方式的电力变换装置的一部分的图。
图7是本实施方式的半导体装置的电路图。图7是示出浪涌电压检测电路120的结构的详细内容的图。
本实施方式的逆变器电路220实现动态地控制功率晶体管的栅极电压的所谓的有源栅极控制。
逆变器电路220具备可变电阻60。可变电阻60电连接于低端侧晶体管10(第1晶体管)的栅极电极10c(第1栅极电极)以及高端侧晶体管20的栅极电极20c的每一个栅极电极。
浪涌电压检测电路120具备采样保持电路116、模拟数字转换器121、微型计算机122(控制部)。
电容器113(第1电容器)的端部113a(第2一端)的电压值、即Z位置的电压值经由采样保持电路116、模拟数字转换器121输入到微型计算机122。电压值例如为Z位置的电位与接地的电位的电位差。
Z位置的电压值基于浪涌电压的峰值。微型计算机122发出根据从Z位置的电压值导出的浪涌电压的峰值使可变电阻60的电阻值变化的指令。其结果，低端侧晶体管10以及高端侧晶体管20的栅极充放电电流变化，控制逆变器电路220以使得浪涌电压成为预定的电压值以下。
可变电阻60只要电阻可变，其结构就不被限定。例如，可变电阻60为进行模拟动作的MOSFET。根据来自微型计算机122的指令，例如MOSFET的栅极电压发生变化，电阻发生变化。另外，例如，可变电阻60为并联地连接的多个MOSFET。通过切换导通状态和截止状态的MOSFET的个数，电阻发生变化。
开关元件115的导通及截止动作也根据来自微型计算机122的指令而被控制。
以上，根据本实施方式，通过使用浪涌电压检测电路动态地控制功率晶体管的栅极电压，能够实现抑制浪涌电压的逆变器电路。
(第3实施方式)
本实施方式的半导体装置与第1实施方式不同的点在于第2开关元件为具有第3电极、第4电极以及第2栅极电极的第2晶体管，第3电极电连接于负极，第4电极电连接于第2电容器的第3另一端。另外，与第1实施方式不同的点在于，还具备：第3电容器，具有第4一端和第4另一端，第4一端电连接于第3电极，第4另一端电连接于第2栅极电极；第2电阻，具有第5一端和第5另一端，第5一端电连接于第3电容器的第4一端，第5另一端电连接于第3电容器的第4另一端；以及第3电阻，具有第6一端和第6另一端，第6一端电连接于第2电阻的第5另一端，第6另一端电连接于第1阳极。以下，关于与第1实施方式重复的内容，省略记述。
图8是本实施方式的半导体装置的电路图。本实施方式的半导体装置为浪涌电压检测电路130。
浪涌电压检测电路130具备二极管111(第1二极管)、电阻112(第1电阻)、电容器113(第1电容器)、电容器114(第2电容器)、开关元件115(第2开关元件)、采样保持电路116、输入端子A、输入端子B、输入端子I、检测端子D、电容器131(第3电容器)、电阻132(第2电阻)、电阻133(第3电阻)。
开关元件115为MOSFET。MOSFET具有源极电极115a(第3电极)、漏极电极115b(第4电极)、栅极电极115c(第2栅极电极)。源极电极115a经由输入端子B电连接于直流电源30的负极30b。漏极电极115b电连接于电容器114的端部114b。
电容器131具有端部131a(第4一端)和端部131b(第4另一端)。端部131a电连接于源极电极115a。端部131b电连接于栅极电极115c。
电阻132具有端部132a(第5一端)和端部132b(第5另一端)。端部132a电连接于电容器131的端部131a。端部132b电连接于电容器131的端部131b。
电阻133具有端部133a(第6一端)和端部133b(第6另一端)。端部133a电连接于电阻132的端部132b。端部133b电连接于二极管111的阳极111a。
当在图8中的X位置处产生浪涌电压的情况下，该浪涌电压被电阻132和电阻133电阻分割，被供给到电容器131和栅极电极115c。开关元件115在由检测端子D检测到浪涌电压的峰值之后，延迟预定的时间而自动地成为导通状态，Z位置的电压被复位为0V。之后，栅极电极115c下降，开关元件115自动地成为截止状态。
根据本实施方式，与第1实施方式同样地，能够实现检测在功率晶体管中产生的高电压且短时间的浪涌电压的峰值的浪涌电压检测电路。另外，能够实现能够嵌入到逆变器电路等电力变换装置内的简易的结构的浪涌电压检测电路。进而，能够进行浪涌电压检测电路的自动复位。
(第4实施方式)
本实施方式的半导体装置与第3实施方式不同的点在于，还具备第5电容器，该第5电容器电连接于第1阳极与第3电阻之间。以下，关于与第3实施方式重复的内容，省略记述。
图9是本实施方式的半导体装置的电路图。本实施方式的半导体装置为浪涌电压检测电路140。
浪涌电压检测电路140具备二极管111(第1二极管)、电阻112(第1电阻)、电容器113(第1电容器)、电容器114(第2电容器)、开关元件115(第2开关元件)、采样保持电路116、输入端子A、输入端子B、输入端子I、检测端子D、电容器131(第3电容器)、电阻132(第2电阻)、电阻133(第3电阻)、电容器141(第5电容器)。
电容器141电连接于二极管111的阳极111a与电阻133之间。
根据本实施方式，与第3实施方式同样地，能够进行浪涌电压检测电路的自动复位。进而，与第3实施方式相比，由电容器141切断浪涌电压的直流分量，从而附加浪涌电压检测电路140所致的电力变换装置等的损耗降低。
(第5实施方式)
本实施方式的半导体装置与第4实施方式不同的点在于，还具备第2二极管，该第2二极管具有与第2阳极和第2阴极，第2阳极电连接于第3电容器的第4另一端，第2阴极电连接于第1阳极，该第2二极管设置成与第3电阻以及第5电容器电并联。以下，关于与第4实施方式重复的内容，省略记述。
图10是本实施方式的半导体装置的电路图。本实施方式的半导体装置为浪涌电压检测电路150。
浪涌电压检测电路150具备二极管111(第1二极管)、电阻112(第1电阻)、电容器113(第1电容器)、电容器114(第2电容器)、开关元件115(第2开关元件)、采样保持电路116、输入端子A、输入端子B、输入端子I、检测端子D、电容器131(第3电容器)、电阻132(第2电阻)、电阻133(第3电阻)、电容器141(第5电容器)、二极管151(第2二极管)。
二极管151具有阳极151a(第2阳极)和阴极151b(第2阴极)。阳极151a电连接于电容器131的端部131b。阴极151b电连接于二极管111的阳极111a。二极管151被设置成与电阻133以及电容器141电并联。
根据本实施方式，与第4实施方式同样地，能够进行浪涌电压检测电路的自动复位。进而，与第4实施方式相比，通过设置二极管151，开关元件115的截止动作变快。
(第6实施方式)
本实施方式的驱动装置是具备第1实施方式的电力变换装置的驱动装置。
图11是本实施方式的驱动装置的示意图。驱动装置1000具备马达340和逆变器电路210。利用从逆变器电路210输出的交流电压驱动马达340。
根据本实施方式，具备能够进行浪涌电压的检测的逆变器电路210，从而驱动装置1000的特性提高。
(第7实施方式)
本实施方式的车辆是具备第1实施方式的电力变换装置的车辆。
图12是本实施方式的车辆的示意图。本实施方式的车辆1100为铁道车辆。车辆1100具备马达340和逆变器电路210。
利用从逆变器电路210输出的交流电压驱动马达340。车辆1100的车轮90通过马达340而旋转。
根据本实施方式，由于具备能够进行浪涌电压的检测的逆变器电路210，从而车辆1100的特性提高。
(第8实施方式)
本实施方式的车辆是具备第1实施方式的电力变换装置的车辆。
图13是本实施方式的车辆的示意图。本实施方式的车辆1200为汽车。车辆1200具备马达340和逆变器电路210。
利用从逆变器电路210输出的交流电压驱动马达340。车辆1200的车轮90通过马达340而旋转。
根据本实施方式，具备能够进行浪涌电压的检测的逆变器电路210，从而车辆1200的特性提高。
(第9实施方式)
本实施方式的升降机是具备第1实施方式的电力变换装置的升降机。
图14是本实施方式的升降机(电梯)的示意图。本实施方式的升降机1300具备厢室610、配重612、钢缆614、卷扬机616、马达340以及逆变器电路210。
利用从逆变器电路210输出的交流电压驱动马达340。卷扬机616利用马达340而旋转，厢室610升降。
根据本实施方式，具备能够进行浪涌电压的检测的逆变器电路210，从而升降机1300的特性提高。
在第1至第5实施方式以及变形例中，作为电力变换装置以逆变器电路为例进行了说明，但还能够应用DC－DC转换器作为电力变换装置。另外，以由浪涌电压检测电路检测在电力变换装置的晶体管中产生的浪涌电压的情况为例进行了说明，但还能够将实施方式以及变形例的浪涌电压检测电路应用于在除了电力变换装置以外的装置中使用的晶体管所产生的浪涌电压的检测。
另外，在第6至第9实施方式中，以将本发明的半导体装置以及电力变换装置应用于驱动装置、车辆或者电梯的情况为例进行了说明，但还能够将本发明的半导体装置以及电力变换装置应用于例如太阳光发电系统的功率调节器等。
说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子而提示的，未意图限定发明的范围。这些实施方式能够以其它各种方式被实施，能够在不脱离发明的要旨的范围进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围、要旨，并且包含于专利权利要求书所记载的发明及与其均等的范围。
此外，能够将上述实施方式总结成以下的根据技术方案。
技术方案1.
一种半导体装置，具备：
第1二极管，具有第1阳极和第1阴极，所述第1阳极电连接于具有第1电极、第2电极以及第1栅极电极的第1晶体管的所述第1电极以及所述第2电极中的任意一方；
第1电阻或者第1开关元件，具有第1一端和第1另一端，所述第1一端电连接于所述第1阴极，所述第1另一端电连接于具有正极和负极的直流电源的所述正极；
第1电容器，具有第2一端和第2另一端，所述第2另一端电连接于所述第1阴极；
第2电容器，具有第3一端和第3另一端，所述第3一端电连接于所述负极，所述第3另一端电连接于所述第1电容器的所述第2一端；以及
第2开关元件，在所述第2电容器的所述第3一端与所述第3另一端之间，与所述第2电容器并联地电连接。
技术方案2.
根据技术方案1所记载的半导体装置，其中，
所述半导体装置还具备采样保持电路，该采样保持电路电连接于所述第1电容器的所述第2一端。
技术方案3.
根据技术方案1或者2所记载的半导体装置，其中，
所述第2电容器的电容比所述第1电容器的电容大。
技术方案4.
根据技术方案1至3中的任意一项所记载的半导体装置，其中，
所述第2电容器的电容为所述第1电容器的电容的10倍以上。
技术方案5.
根据技术方案1至4中的任意一项所记载的半导体装置，其中，
所述第2开关元件为具有第3电极、第4电极以及第2栅极电极的第2晶体管，所述第3电极电连接于所述负极，所述第4电极电连接于所述第2电容器的所述第3另一端。
技术方案6.
根据技术方案5所记载的半导体装置，其中，还具备：
第3电容器，具有第4一端和第4另一端，所述第4一端电连接于所述第3电极，所述第4另一端电连接于所述第2栅极电极；
第2电阻，具有第5一端和第5另一端，所述第5一端电连接于所述第3电容器的所述第4一端，所述第5另一端电连接于所述第3电容器的所述第4另一端；以及
第3电阻，具有第6一端和第6另一端，所述第6一端电连接于所述第2电阻的所述第5另一端，所述第6另一端电连接于所述第1阳极。
技术方案7.
根据技术方案6所记载的半导体装置，其中，
所述半导体装置还具备第5电容器，该第5电容器电连接于所述第1阳极与所述第3电阻之间。
技术方案8.
根据技术方案7所记载的半导体装置，其中，
所述半导体装置还具备第2二极管，该第2二极管具有第2阳极和第2阴极，所述第2阳极电连接于所述第3电容器的所述第4另一端，所述第2阴极电连接于所述第1阳极，该第2二极管设置成与所述第3电阻以及所述第5电容器电并联。
技术方案9.
一种电力变换装置，具备：
第1晶体管，具有第1电极、第2电极以及第1栅极电极；
第1二极管，具有第1阳极和第1阴极，所述第1阳极电连接于所述第1电极以及所述第2电极中的任意一方；
第1电阻或者第1开关元件，具有第1一端和第1另一端，所述第1一端电连接于所述第1阴极，所述第1另一端电连接于具有正极和负极的直流电源的所述正极；
第1电容器，具有第2一端和第2另一端，所述第2另一端电连接于所述第1阴极；
第2电容器，具有第3一端和第3另一端，所述第3一端电连接于所述负极，所述第3另一端电连接于所述第1电容器的所述第2一端；以及
第2开关元件，在所述第2电容器的所述第3一端与所述第3另一端之间，与所述第2电容器并联地电连接。
技术方案10.
根据技术方案9所记载的电力变换装置，其中，还具备：
可变电阻，电连接于所述第1晶体管的所述第1栅极电极；以及
控制部，根据所述第1电容器的所述第2一端的电压值来控制所述可变电阻的电阻值。
技术方案11.
根据技术方案10所记载的电力变换装置，其中，
所述电力变换装置还具备采样保持电路，该采样保持电路电连接于所述第1电容器的所述第2一端，
所述控制部根据从所述采样保持电路输出的电压值来控制所述可变电阻的电阻值。
技术方案12.
根据技术方案9至11中的任意一项所记载的电力变换装置，其中，
所述第2电容器的电容比所述第1电容器的电容大。
技术方案13.
根据技术方案9至12中的任意一项所记载的电力变换装置，其中，
所述第2电容器的电容为所述第1电容器的电容的10倍以上。
技术方案14.
一种驱动装置，所述驱动装置具备技术方案9至13中的任意一项所记载的电力变换装置。
技术方案15.
一种车辆，所述车辆具备技术方案9至13中的任意一项所记载的电力变换装置。
技术方案16.
一种升降机，所述升降机具备技术方案9至13中的任意一项所记载的电力变换装置。

Claims (16)

1.一种半导体装置，具备：
第1二极管，具有第1阳极和第1阴极，所述第1阳极电连接于具有第1电极、第2电极以及第1栅极电极的第1晶体管的所述第1电极以及所述第2电极中的任意一方；
第1电阻或者第1开关元件，具有第1一端和第1另一端，所述第1一端电连接于所述第1阴极，所述第1另一端电连接于具有正极和负极的直流电源的所述正极；
第1电容器，具有第2一端和第2另一端，所述第2另一端电连接于所述第1阴极；
第2电容器，具有第3一端和第3另一端，所述第3一端电连接于所述负极，所述第3另一端电连接于所述第1电容器的所述第2一端；以及
第2开关元件，在所述第2电容器的所述第3一端与所述第3另一端之间，与所述第2电容器并联地电连接。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，
所述半导体装置还具备采样保持电路，该采样保持电路电连接于所述第1电容器的所述第2一端。
3.根据权利要求1或者2所述的半导体装置，其中，
所述第2电容器的电容比所述第1电容器的电容大。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的半导体装置，其中，
所述第2电容器的电容为所述第1电容器的电容的10倍以上。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的半导体装置，其中，
所述第2开关元件为具有第3电极、第4电极以及第2栅极电极的第2晶体管，所述第3电极电连接于所述负极，所述第4电极电连接于所述第2电容器的所述第3另一端。
6.根据权利要求5所述的半导体装置，还具备：
第3电容器，具有第4一端和第4另一端，所述第4一端电连接于所述第3电极，所述第4另一端电连接于所述第2栅极电极；
第2电阻，具有第5一端和第5另一端，所述第5一端电连接于所述第3电容器的所述第4一端，所述第5另一端电连接于所述第3电容器的所述第4另一端；以及
第3电阻，具有第6一端和第6另一端，所述第6一端电连接于所述第2电阻的所述第5另一端，所述第6另一端电连接于所述第1阳极。
7.根据权利要求6所述的半导体装置，其中，
所述半导体装置还具备第5电容器，该第5电容器电连接于所述第1阳极与所述第3电阻之间。
8.根据权利要求7所述的半导体装置，其中，
所述半导体装置还具备第2二极管，该第2二极管具有第2阳极和第2阴极，所述第2阳极电连接于所述第3电容器的所述第4另一端，所述第2阴极电连接于所述第1阳极，所述第2二极管设置成与所述第3电阻以及所述第5电容器电并联。
9.一种电力变换装置，具备：
第1晶体管，具有第1电极、第2电极以及第1栅极电极；
第1二极管，具有第1阳极和第1阴极，所述第1阳极电连接于所述第1电极以及所述第2电极中的任意一方；
第1电阻或者第1开关元件，具有第1一端和第1另一端，所述第1一端电连接于所述第1阴极，所述第1另一端电连接于具有正极和负极的直流电源的所述正极；
第1电容器，具有第2一端和第2另一端，所述第2另一端电连接于所述第1阴极；
第2电容器，具有第3一端和第3另一端，所述第3一端电连接于所述负极，所述第3另一端电连接于所述第1电容器的所述第2一端；以及
第2开关元件，在所述第2电容器的所述第3一端与所述第3另一端之间，与所述第2电容器并联地电连接。
10.根据权利要求9所述的电力变换装置，其中，还具备：
可变电阻，电连接于所述第1晶体管的所述第1栅极电极；以及
控制部，根据所述第1电容器的所述第2一端的电压值来控制所述可变电阻的电阻值。
11.根据权利要求10所述的电力变换装置，其中，
所述电力变换装置还具备采样保持电路，该采样保持电路电连接于所述第1电容器的所述第2一端，
所述控制部根据从所述采样保持电路输出的电压值来控制所述可变电阻的电阻值。
12.根据权利要求9至11中的任意一项所述的电力变换装置，其中，
所述第2电容器的电容比所述第1电容器的电容大。
13.根据权利要求9至12中的任意一项所述的电力变换装置，其中，
所述第2电容器的电容为所述第1电容器的电容的10倍以上。
14.一种驱动装置，所述驱动装置具备权利要求9至13中的任意一项所述的电力变换装置。
15.一种车辆，所述车辆具备权利要求9至13中的任意一项所述的电力变换装置。
16.一种升降机，所述升降机具备权利要求9至13中的任意一项所述的电力变换装置。
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