CN110073600B - 半导体开关的控制装置、电源系统 - Google Patents

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Abstract

为了在令用于切断大电流的半导体开关向断开转变时防止在其中途动作停止，在对半导体开关元件(M1)进行驱动的控制装置(12)中，第一控制开关(Q1)连接在用于向半导体开关元件(M1)的栅极端子或基极端子提供驱动信号的信号线(L2)与半导体开关元件(M1)的源极端子或发射极端子之间。在将半导体开关元件(M1)控制为断开状态时，第一控制开关(Q1)被控制为接通状态。第二控制开关(Q2)与第一控制开关(Q1)并联地连接在信号线(L2)与源极端子或发射极端子之间，在所述源极端子或发射极端子的电位成为负电位时第二控制开关(Q2)转变为接通。

Description

半导体开关的控制装置、电源系统
技术领域
本发明涉及一种搭载于车辆的半导体开关的控制装置、电源系统。
背景技术
当前，在车辆中搭载有辅机电池(通常为铅蓄电池)，辅机电池向启动电动机、各种电气部件供给电力。作为用于将辅机电池接通/断开的开关，一般来说使用机械继电器。近年来，开始尝试使用与机械继电器相比较而言噪音小的半导体开关(例如，MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管))。由于MOSFET中存在寄生二极管，因此，在将MOSFET用作双向开关时，需要将2个MOSFET反向地串联连接(例如，参照专利文献1)。
一般来说，通过向MOSFET的栅极输入驱动信号并且通过设置在MOSFET的栅极-源极间的控制开关的接通/断开，来进行MOSFET的接通/断开控制。该控制开关例如由发射极连接于MOSFET的栅极、集电极连接于MOSFET的源极的PNP型晶体管构成。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-164015号公报
发明内容
发明要解决的问题
当在大电流流过构成双向开关的2个MOSFET的状态下令双向开关向断开转变时，有时会由于因电流变化引起的电线的电感成分而导致双向开关的电位瞬间地摆动至负电位。
在如上所述那样利用PNP型晶体管来构成对MOSFET进行控制的开关的情况下，通过是否使PNP型晶体管的基极与地导通，来对MOSFET的接通/断开进行控制。在该结构中，其前提是PNP型晶体管的发射极电位(＝MOSFET的栅极电位)为正电位。
在令双向开关向断开转变时双向开关的栅极电位摆动至负电位的情况下，PNP型晶体管会在双向开关向断开转变的中途断开。
由此，在双向开关为半接通的状态下动作停止，MOSFET的接通电阻居高不下而导通损耗增加。在MOSFET的规格低的情况下，甚至有时会导致故障。
本发明是鉴于这种状况而完成的，其目的在于提供以下的技术：在令用于切断大电流的半导体开关向断开转变时防止在其中途动作停止。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明的某个方式的半导体开关的控制装置对半导体开关元件进行驱动，该控制装置具备：第一控制开关，其连接在用于向所述半导体开关元件的栅极端子或基极端子提供驱动信号的信号线与所述半导体开关元件的源极端子或发射极端子之间，在将所述半导体开关元件控制为接通状态时所述第一控制开关被控制为断开状态，在将所述半导体开关元件控制为断开状态时所述第一控制开关被控制为接通状态；以及第二控制开关，其与所述第一控制开关并联地连接在所述信号线与所述半导体开关元件的源极端子或发射极端子之间，在所述源极端子或发射极端子的电位成为负电位时所述第二控制开关转变为接通。
此外，使本发明的表现方式在方法、装置、系统等之间进行变换而得到的发明、以上的结构要素的任意组合也作为本发明的方式而有效。
发明的效果
根据本发明，能够在令用于切断大电流的半导体开关向断开转变时防止在其中途动作停止。
附图说明
图1是用于说明本发明的实施方式所涉及的车辆电源系统的图。
图2是表示使用半导体开关的副电池系统的结构例1的图。
图3是表示使用半导体开关的副电池系统的结构例2的图。
图4是表示图2的结构例1的变形例的图。
具体实施方式
图1是用于说明本发明的实施方式所涉及的车辆电源系统的图。车辆电源系统具备铅蓄电池13以及用于辅助铅蓄电池13的副电池系统10。在搭载有铅蓄电池13和副电池系统10的车辆中，作为与铅蓄电池13和副电池系统10相关连的构件，搭载有启动器14、交流发电机15以及电气部件16。
启动器14是用于启动发动机的电动机。启动器14利用从铅蓄电池13供给的电力来进行旋转，来使发动机启动。当通过驾驶员的操作使点火开关(未图示)接通时，从铅蓄电池13经由供电线L1向启动器14供给电力，启动器14启动。交流发电机15利用发动机的曲轴的旋转能量来进行发电。交流发电机15将发电产生的电力经由供电线L1供给到铅蓄电池13和/或副电池系统10。
电气部件16是表示车头灯、动力转向装置、油泵、车载导航系统、音响设备等搭载于车辆内的各种电气负载(辅机)的总称。此外，在本说明书中，为了便于说明，将启动器14、交流发电机15与电气部件16分开描述。利用从铅蓄电池13和/或副电池系统10经由供电线L1供给的电力来驱动电气部件16。
铅蓄电池13是用于蓄积由交流发电机15发电产生的电力并向启动器14和电气部件16供电的主电池。副电池系统10包含镍氢蓄电池11、控制装置12以及第一开关装置SW1。镍氢蓄电池11是用于蓄积由交流发电机15发电产生的电力并向电气部件16供电的副电池。镍氢蓄电池11的容量设计得比铅蓄电池13的容量小。铅蓄电池13与镍氢蓄电池11并联连接。
铅蓄电池13具有比较廉价、能够在比较大的温度范围内进行动作、高输出等优点，作为车辆用的蓄电池而广泛普及。但是，具有充放电能量效率低、不适宜过放电、循环寿命短等缺点。镍氢蓄电池11具有充放电能量效率比较高、适宜过充电和过放电、使用温度范围大、SOC(State Of Charge：荷电状态)范围大、循环寿命比较长等优点。
此外，也可以使用锂离子蓄电池来代替镍氢蓄电池11。锂离子蓄电池的能量密度和充放电能量效率高，是高性能的蓄电池。但是，需要严格的电压管理和温度管理。另外，也可以使用双电层电容器、锂离子电容器等电容器来代替镍氢蓄电池11。
在镍氢蓄电池11的正极与供电线L1之间插入有第一开关装置SW1。在供电线L1同铅蓄电池13的连接点与供电线L1同镍氢蓄电池11的连接点之间插入有第二开关装置SW2。
控制装置12监视镍氢蓄电池11的电压、电流以及温度，管理镍氢蓄电池11的状态，控制镍氢蓄电池11的充放电。具体地说，基于电压、电流以及温度来进行镍氢蓄电池11的SOC(State Of Charge：荷电状态)管理和SOH(State Of Health：健康状态)管理。另外，控制装置12当检测到过电压、过小电压、过电流或者温度异常时，使第一开关装置SW1转变为断开来使充放电停止。另外，在希望将铅蓄电池13与镍氢蓄电池11电切断时，控制装置12使第二开关装置SW2转变为断开来将两者分离。
为了在第一开关装置SW1和第二开关装置SW2中流通双向的电流，一般使用机械继电器。然而，机械继电器有物理性的触点，因此在进行开关动作时会产生噪音。于是，尝试使用将2个MOSFET串联连接而成的半导体开关。此外，在图1等所示的实施方式中，设想了在第一开关装置SW1和第二开关装置SW2中流通双向的电流的情况，但是根据实施方式的结构也存在电流仅单向流动的情况。
在那样的实施方式中，也可以设为以下结构：仅设置与流动的电流的方向对应的半导体开关。
图2是表示使用半导体开关的副电池系统10的结构例1的图。结构例1是使用n沟道型的MOSFET的例子。第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2由串联连接的2个n沟道型的MOSFET构成。
第一电流切断开关M1的源极端子与第二电流切断开关M2的源极端子连接，第一电流切断开关M1的漏极端子与供电线L1连接，第二电流切断开关M2的漏极端子与镍氢蓄电池11的正极端子连接。第一电流切断开关M1的栅极端子和第二电流切断开关M2的栅极端子共同连接于栅极信号线L2。在第一电流切断开关M1的源极-漏极间形成有第一寄生二极管D1，在第二电流切断开关M2的源极-漏极间形成有第二寄生二极管D2。由于在MOSFET中产生寄生二极管，因此用1个MOSFET仅能切断单向的电流。于是，将2个MOSFET反向地串联连接来构成双向开关。下面，设想使用阈值电压为4V的n沟道型的MOSFET的例子。
镍氢蓄电池11的负极端子和控制装置12的地端子以非绝缘的方式连接于车辆的机架。一般来说，车辆的辅机电池与机架连接。此外，高压的动力电池是以与机架绝缘的状态设置的。
在图2中，在控制装置12的框内仅描绘了与第一电流切断开关M1及第二电流切断开关M2的驱动有关的结构要素。栅极信号线L2被施加规定的恒定电压Vc。在本结构例中，设想镍氢蓄电池11的电压为12V、第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2的阈值电压为4V。栅极信号线L2的电压需要被设定为相对于12V而言足够大的电压。在本结构例中，设想被设定为25V的例子。通过由DC-DC转换器(未图示)将镍氢蓄电池11或铅蓄电池13的电压升高来生成25V的恒定电压Vc。电阻RL表示用于限制栅极信号线L2的电流的电阻。此外，如果不需要限制电流，则也可以不设置电阻RL。
控制装置12包含第一控制开关Q1、第二控制开关Q2、第三控制开关Q3以及第四控制开关Q4。在本结构例中，第一控制开关Q1使用PNP型的双极晶体管，第二控制开关Q2使用NPN型的双极晶体管，第三控制开关Q3使用NPN型的双极晶体管，第四控制开关Q4使用PNP型的双极晶体管。
第一控制开关Q1的发射极端子与栅极信号线L2连接，第一控制开关Q1的集电极端子与第一电流切断开关M1及第二电流切断开关M2的共同源极端子连接，第一控制开关Q1的基极端子经由第一电阻R1来与第三控制开关Q3的集电极端子连接。
第二控制开关Q2的发射极端子与第一电流切断开关M1及第二电流切断开关M2的共同源极端子连接，第二控制开关Q2的集电极端子与栅极信号线L2连接，第二控制开关Q2的基极端子经由第二电阻R2来与地连接。第一控制开关Q1与第二控制开关Q2处于并联连接的关系。
第三控制开关Q3的发射极端子与地连接，第三控制开关Q3的基极端子经由第三电阻R3来与第二控制信号V2的输入源连接。第四控制开关Q4插入于栅极信号线L2。第四控制开关Q4的发射极端子与恒定电压Vc的发生源连接，第四控制开关Q4的基极端子经由第四电阻R4来与第一控制信号V1的输入源连接。第四控制开关Q4的集电极端子经由电阻RL来与第一电流切断开关M1、第二电流切断开关M2的栅极端子、第一控制开关Q1的发射极端子以及第二控制开关Q2的集电极端子连接。
第一控制信号V1、第二控制信号V2的输入源例如由微型计算机(未图示)构成。该微型计算机根据来自车辆侧的ECU的指示以及镍氢蓄电池11有无发生异常来决定第一控制信号V1和第二控制信号V2的电平。
在要将由第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2构成的双向开关控制为接通状态时，该微型计算机将第一控制信号V1控制为低电平，将第二控制信号V2控制为低电平。由此，第四控制开关Q4被控制为接通状态，第三控制开关Q3被控制为断开状态，第一控制开关Q1被控制为断开状态，第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2的栅极端子被施加恒定电压Vc(25V)。由此，栅极-源极间的寄生电容被充入电荷，接通电阻下降，漏极-源极间导通。
相反地，在要将由第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2构成的双向开关控制为断开状态时，该微型计算机将第一控制信号V1控制为高电平，将第二控制信号V2控制为高电平。由此，第四控制开关Q4被控制为断开状态，第三控制开关Q3被控制为接通状态，第一控制开关Q1被控制为接通状态，第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2的栅极-源极间经由第一控制开关Q1而短路。通过该路径，充入到栅极-源极间的寄生电容中的电荷被很快放出，接通电阻上升，漏极-源极间切断。
此外，该微型计算机既可以安装于控制装置12的基板，也可以安装于其它基板。另外，也可以由硬件电路代替该微型计算机生成第一控制信号V1和第二控制信号V2。此外，在图2中描绘了使各双极晶体管的发射极-基极间为开路的状态，但实际上优选的是将发射极-基极间经由电阻等来连接。在该情况下，即使基极成为开路，也能够将晶体管维持断开状态。
考虑以下情况：在以上的电路结构中，从镍氢蓄电池11以大电流进行充放电的状态(第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2为接通状态)起，令第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2向断开转变来切断电流。通过上述控制，第四控制开关Q4从接通状态被切换为断开状态，第三控制开关Q3从断开状态被切换为接通状态，第一控制开关Q1从断开状态被切换为接通状态。
通过该控制，第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2各自的栅极-源极间被短路后，栅极-源极间的寄生电容进行放电，当栅极-源极间的电压低于阈值电压(4V)时第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2开始向断开转变。在此瞬间，存在以下情况：在漏极-源极间流动的电流急剧缩减，由于试图维持该电流的电线(线束)的电感成分，第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2的电位摆动至负电位(发生负浪涌)。
例如，在第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2的源极端子的电位摆动至-20V时，由于栅极-源极间的寄生电容中残留有与阈值电压(4V)相当的电荷，因此栅极信号线L2的电位被拉至-16V。第一控制开关Q1正通过从基极端子向地引入电流而维持着接通状态，因此当发射极端子成为负电位时，第一控制开关Q1无法再维持接通状态，而是转变为断开。
在以往的没有设置第二控制开关Q2的结构中，当第一控制开关Q1变为断开状态时，在栅极-源极间的寄生电容中残留着与阈值电压(4V)相当的电荷的半接通的状态下第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2的向断开转变的动作就停止了。在该状态下，接通电阻居高不下，导通损耗增加。
在MOSFET的规格低的情况下，甚至有时会导致故障。
于是，在本结构例中，与第一控制开关Q1并联地追加有第二控制开关Q2。当第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2的源极端子的电位成为负电位时，第二控制开关Q2自动地转变为接通。镍氢蓄电池11的负极端子与控制装置12的地端子经由机架来电连接，因此能够使电流从控制装置12的地端子向第二控制开关Q2的基极端子流入。由此，能够将在第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2的栅极-源极间的寄生电容中残留着的与阈值电压(4V)相当的电荷继续放出，从而能够使第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2迅速且完全地断开。
图3是表示使用半导体开关的副电池系统10的结构例2的图。结构例2是使用p沟道型的MOSFET的例子。第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2由串联连接的2个p沟道型的MOSFET构成。
在结构例2中，栅极信号线L2的电压需要被设定为相对于12V而言足够小的电压。在本结构例中，设想被设定为地电压的例子。在结构例2中，第四控制开关Q4使用NPN型的双极晶体管。另外，第一控制开关Q1的发射极端子和集电极端子的连接关系变为相反，第一控制开关Q1的发射极端子与第一电流切断开关M1及第二电流切断开关M2的共同源极端子连接，第一控制开关Q1的集电极端子与栅极信号线L2连接。
第四控制开关Q4的发射极端子与地连接，第四控制开关Q4的基极端子经由第四电阻R4来与第一控制信号V1的输入源连接。第四控制开关Q4的集电极端子经由电阻RL来与第一电流切断开关M1、第二电流切断开关M2的栅极端子、第一控制开关Q1的集电极端子以及第二控制开关Q2的集电极端子连接。
在要将由第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2构成的双向开关控制为接通状态时，上述微型计算机将第一控制信号V1控制为高电平，将第二控制信号V2控制为低电平。由此，第四控制开关Q4被控制为接通状态，第三控制开关Q3被控制为断开状态，第一控制开关Q1被控制为断开状态，第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2的栅极端子被施加地电压。由此，栅极-源极间的寄生电容被充入电荷，接通电阻下降，漏极-源极间导通。
相反地，在要将由第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2构成的双向开关控制为断开状态时，该微型计算机将第一控制信号V1控制为低电平，将第二控制信号V2控制为高电平。由此，第四控制开关Q4被控制为断开状态，第三控制开关Q3被控制为接通状态，第一控制开关Q1被控制为接通状态，第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2的栅极-源极间经由第一控制开关Q1而短路。通过该路径，充入到栅极-源极间的寄生电容中的电荷被很快放出，接通电阻上升，漏极-源极间切断。
在结构例2中，也与第一控制开关Q1并联地追加有第二控制开关Q2。当第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2的源极端子的电位成为负电位时，第二控制开关Q2自动地转变为接通。由此，能够将在第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2的栅极-源极间的寄生电容中残留着的与阈值电压(4V)相当的电荷继续放出，从而能够使第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2迅速且完全地断开。
如以上所说明的那样，在本实施方式中，设置有在第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2的栅极电位为正电位时进行动作的第一控制开关Q1、以及在第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2的栅极电位为负电位时进行动作的第二控制开关Q2。由此，能够防止在第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2向断开转变的中途动作停止。因而，能够抑制导通损耗的增加，也能够防止MOSFET的故障。
以上，基于实施方式说明了本发明。本领域技术人员应该理解的是，实施方式是例示性的，这些各结构要素、各处理过程的组合能够存在各种变形例，而这种变形例也属于本发明的范围。
图4是表示图2的结构例1的变形例的图。如图4所示，也可以将第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2的连接顺序进行调换。即，也可以是n沟道MOSFET的漏极彼此连接的方式。在该情况下，在栅极信号线L2与第一电流切断开关M1的源极端子之间插入有第三二极管D3，在栅极信号线L2与第二电流切断开关M2的源极端子之间插入有第四二极管D4。此外，与结构例1同样地，也可以将图3所示的第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2的连接顺序进行调换。
在上述的实施方式中，也可以将第一控制开关Q1～第四控制开关Q4中的至少一个更换为FET。NPN型的晶体管能够更换为n沟道型的FET，PNP型的晶体管能够更换为p沟道型的FET。此外，与第一控制开关Q1使用p沟道型的FET的情况相比，若第一控制开关Q1使用PNP型的晶体管，则能够使栅极-源极间的电位差更趋近于零。
另外，第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2也可以使用IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)。在该情况下，由第一控制开关Q1和第二控制开关Q2来控制IGBT的栅极-发射极间的电压。此外，第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2也能够使用双极晶体管，但是与使用FET的情况相比导通损耗增加。在该情况下，由第一控制开关Q1和第二控制开关Q2来控制双极晶体管的基极电流。
在上述的实施方式中，说明了以下例子：在辅机电池的接通/断开控制中使用将第一电流切断开关M1和第二电流切断开关M2串联连接而成的双向开关以及对双向开关进行控制的控制装置。关于这一点，只要是利用该双向开关来切断大电流的用途、且是包含该双向开关的主电路的地与该控制装置的地以非绝缘的方式共同连接的电路结构，就能够应用上述的控制装置。
此外，也可以由下面的项目来确定实施方式。
[项目1]
一种半导体开关的控制装置，对半导体开关元件进行驱动，所述控制装置的特征在于，具备：
第一控制开关，其连接在用于向所述半导体开关元件的栅极端子或基极端子提供驱动信号的信号线与所述半导体开关元件的源极端子或发射极端子之间，在将所述半导体开关元件控制为接通状态时所述第一控制开关被控制为断开状态，在将所述半导体开关元件控制为断开状态时所述第一控制开关被控制为接通状态；以及
第二控制开关，其与所述第一控制开关并联地连接在所述信号线与所述源极端子或发射极端子之间，在所述源极端子或发射极端子的电位成为负电位时所述第二控制开关转变为接通。
据此，能够防止在半导体开关向断开转变时由于所述源极端子或发射极端子的电位成为负电位而导致向断开转变的动作在中途停止。
[项目2]
一种半导体开关的控制装置，对第一半导体开关元件与第二半导体开关元件互为反向地串联连接而成的双向开关进行驱动，所述控制装置的特征在于，具备：
第一控制开关，其连接在用于向所述第一半导体开关元件以及所述第二半导体开关元件的控制端子提供驱动信号的信号线与所述第一半导体开关元件同所述第二半导体开关元件的中点或两端之间，在将所述双向开关控制为接通状态时所述第一控制开关被控制为断开状态，在将所述双向开关控制为断开状态时所述第一控制开关被控制为接通状态；以及
第二控制开关，其与所述第一控制开关并联地连接在所述信号线与所述中点或两端之间，在所述中点或两端的电位成为负电位时所述第二控制开关转变为接通。
据此，能够防止在双向开关向断开转变时由于所述中点或两端的电位成为负电位而导致向断开转变的动作在中途停止。
[项目3]
根据项目2所述的半导体开关的控制装置，其特征在于，
所述第一半导体开关元件和所述第二半导体开关元件是n沟道型的FET，
所述第一控制开关是发射极端子与所述信号线连接、基极端子经由第三控制开关来与地连接、集电极端子与所述第一半导体开关元件的源极端子及所述第二半导体开关元件的源极端子连接的PNP型的晶体管，
所述第二控制开关是发射极端子与所述第一半导体开关元件的源极端子及所述第二半导体开关元件的源极端子连接、基极端子与所述地连接、集电极端子与所述信号线连接的NPN型的晶体管。
据此，在双向开关向断开转变时，在所述第一半导体开关元件的源极端子和所述第二半导体开关元件的源极端子的电位成为负电位时，第二控制开关自动地转变为接通，由此能够防止双向开关的向断开转变的动作在中途停止。
[项目4]
根据项目2所述的半导体开关的控制装置，其特征在于，
所述第一半导体开关元件和所述第二半导体开关元件是p沟道型的FET，
所述第一控制开关是发射极端子与所述第一半导体开关元件的源极端子及所述第二半导体开关元件的源极端子连接、基极端子经由第三控制开关来与地连接、集电极端子与所述信号线连接的PNP型的晶体管，
所述第二控制开关是发射极端子与所述第一半导体开关元件的源极端子及所述第二半导体开关元件的源极端子连接、基极端子与所述地连接、集电极端子与所述信号线连接的NPN型的晶体管。
据此，在双向开关向断开转变时，在所述第一半导体开关元件的源极端子和所述第二半导体开关元件的源极端子的电位成为负电位时，第二控制开关自动地转变为接通，由此能够防止双向开关的向断开转变的动作在中途停止。
[项目5]
一种电源系统，其特征在于，具备：
蓄电部，其用于向车辆内的负载供给电力；
双向开关，其连接在所述蓄电部与所述负载之间，是第一半导体开关元件与第二半导体开关元件互为反向地串联连接而成的；以及
根据项目2～4中的任一项所述的控制装置，其对所述双向开关进行控制。
据此，能够防止在双向开关向断开转变时由于所述中点或两端的电位成为负电位而导致向断开转变的动作在中途停止，能够构建可靠性高的电源系统。
[项目6]
根据项目5所述的电源系统，其特征在于，
所述蓄电部的地和所述控制装置的地以非绝缘的方式连接于所述车辆的机架。
据此，能够在双向开关向断开转变时所述中点或两端的电位成为负电位时，形成经由第二控制开关的闭环。
附图标记说明
10：副电池系统；11：镍氢蓄电池；12：控制装置；13：铅蓄电池；14：启动器；15：交流发电机；16：电气部件；L1：供电线；L2：栅极信号线；SW1：第一双向开关；SW2：第二双向开关；M1：第一电流切断开关；M2：第二电流切断开关；D1：第一寄生二极管；D2：第二寄生二极管；Q1：第一控制开关；Q2：第二控制开关；Q3：第三控制开关；Q4：第四控制开关；R1：第一电阻；R2：第二电阻；R3：第三电阻；R4：第四电阻。

Claims (6)

1.一种半导体开关的控制装置，对半导体开关元件进行驱动，所述控制装置的特征在于，具备：
第一控制开关，其连接在用于向所述半导体开关元件的栅极端子或基极端子提供驱动信号的信号线与所述半导体开关元件的源极端子或发射极端子之间，在将所述半导体开关元件控制为接通状态时所述第一控制开关被控制为断开状态，在将所述半导体开关元件控制为断开状态时所述第一控制开关被控制为接通状态；以及
第二控制开关，其与所述第一控制开关并联地连接在所述信号线与所述半导体开关元件的源极端子或发射极端子之间，在所述源极端子或发射极端子的电位成为负电位时所述第二控制开关转变为接通，
包含所述半导体开关元件的主电路的地与所述控制装置的地以非绝缘的方式共同连接。
2.一种半导体开关的控制装置，对第一半导体开关元件与第二半导体开关元件互为反向地串联连接而成的双向开关进行驱动，所述控制装置的特征在于，具备：
第一控制开关，其连接在用于向所述第一半导体开关元件以及所述第二半导体开关元件的控制端子提供驱动信号的信号线与所述第一半导体开关元件同所述第二半导体开关元件的中点或两端之间，在将所述双向开关控制为接通状态时所述第一控制开关被控制为断开状态，在将所述双向开关控制为断开状态时所述第一控制开关被控制为接通状态；以及
第二控制开关，其与所述第一控制开关并联地连接在所述信号线与所述中点或两端之间，在所述中点或两端的电位成为负电位时所述第二控制开关转变为接通，包含所述双向开关的主电路的地与所述控制装置的地以非绝缘的方式共同连接。
3.根据权利要求2所述的半导体开关的控制装置，其特征在于，
所述第一半导体开关元件和所述第二半导体开关元件是n沟道型的FET，
所述第一控制开关是发射极端子与所述信号线连接、基极端子经由第三控制开关来与地连接、集电极端子与所述第一半导体开关元件的源极端子及所述第二半导体开关元件的源极端子连接的PNP型的晶体管，
所述第二控制开关是发射极端子与所述第一半导体开关元件的源极端子及所述第二半导体开关元件的源极端子连接、基极端子与所述地连接、集电极端子与所述信号线连接的NPN型的晶体管。
4.根据权利要求2所述的半导体开关的控制装置，其特征在于，
所述第一半导体开关元件和所述第二半导体开关元件是p沟道型的FET，
所述第一控制开关是发射极端子与所述第一半导体开关元件的源极端子及所述第二半导体开关元件的源极端子连接、基极端子经由第三控制开关来与地连接、集电极端子与所述信号线连接的PNP型的晶体管，
所述第二控制开关是发射极端子与所述第一半导体开关元件的源极端子及所述第二半导体开关元件的源极端子连接、基极端子与所述地连接、集电极端子与所述信号线连接的NPN型的晶体管。
5.一种电源系统，其特征在于，具备：
蓄电部，其用于向车辆内的负载供给电力；
双向开关，其连接在所述蓄电部与所述负载之间，是第一半导体开关元件与第二半导体开关元件互为反向地串联连接而成的；以及
根据权利要求2～4中的任一项所述的控制装置，其对所述双向开关进行控制。
6.根据权利要求5所述的电源系统，其特征在于，
所述蓄电部的地和所述控制装置的地以非绝缘的方式连接于所述车辆的机架。
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