CN112823469A - 栅极驱动装置 - Google Patents

Abstract

栅极驱动装置具备一方的驱动部(10、125)、另一方的峰值电压检测部(14)以及一方的驱动能力控制部(12)。所述一方的驱动部驱动构成半桥电路(4、92)的上下臂的两个开关元件(5、6、93、103、113、114、123)中的一方的开关元件(5、113、123)的栅极。所述另一方的峰值电压检测部检测所述一方的开关元件导通时的另一方的开关元件(6、93、114)的主端子的峰值电压。所述一方的驱动能力控制部在由所述另一方的峰值电压检测部检测的主端子的峰值电压不超过根据所述另一方的开关元件的规格而确定的所述主端子的电压的允许值的范围内运算所述一方的驱动部的导通时的驱动能力的值，并且基于该运算结果变更所述一方的驱动部的导通时的驱动能力。

Description

栅极驱动装置

相关申请的相互参照

本申请基于2018年10月12日提出申请的日本申请第2018－193430号，在此引用其记载内容。

技术领域

本公开涉及对开关元件的栅极的进行驱动的栅极驱动装置。

背景技术

例如，在IGBT、MOSFET等开关元件被串联连接的构成的半桥电路中，若在一方的开关元件导通时施加于另一方的开关元件的主端子的浪涌电压超过该开关元件的耐压，则有可能产生故障。因此，在对构成半桥电路的上下臂的开关元件的栅极进行驱动的栅极驱动装置中，要求针对上述浪涌电压的对策。以往，考虑了各种用于抑制这样的浪涌电压的技术(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007－221863号公报

发明内容

上述的浪涌电压是与由系统结构确定的电流路径的寄生的电感成分与电流的斜率即电流的变化率对应的电压，电流的变化率越大，电压越高。另外，该情况下的电流是指相对于开关元件反向并联连接的回流二极管中的恢复电流。因此，若提高导通一方的开关元件时的驱动能力、具体而言例如为栅极电阻的电阻值而将电流的峰值抑制得较低，则能够抑制浪涌电压。

例如，考虑了如下情况：考虑被认为产生最高的浪涌电压的最差条件、即高电压以及大电流的区域而决定导通时的栅极电阻的电阻值，并以该决定的栅极电阻的电阻值进行所有动作条件下的驱动。这样，能够在所有动作条件下防止浪涌电压超过开关元件的耐压。

但是，导通开关元件时所产生的开关损失、即导通损失与导通时的栅极电阻的电阻值成比例。因此，若如上述那样决定栅极电阻的电阻值，则在所产生的浪涌电压变得相对较低的动作条件即低电压以及小电流的区域中，由浪涌电压的抑制效果过大、驱动能力被抑制得较低而导致的导通损失的增加成为问题。这样，浪涌电压的抑制与导通损失的降低处于权衡的关系。

另一方面，在专利文献1记载的技术中，一边监视集电极·发射极间电压与主电流，一边根据它们调整栅极电流，由此在抑制浪涌电压的同时抑制元件损失的增大。但是，在专利文献1记载的技术中，当所监视的集电极·发射极间电压达到任意的阈值时调整栅极电流，因此根据元件偏差、驱动条件等，有可能无法进行最佳的栅极电流的调整。即，在包含上述专利文献1记载的技术的以往的技术中，存在难以充分地实现浪涌电压的抑制以及导通损失的降低这两者的课题。

本公开的目的在于提供一种能够在不增加导通损失的情况下抑制浪涌电压的栅极驱动装置。

在本公开的第一方式中，栅极驱动装置具备一方的驱动部、另一方的峰值电压检测部以及一方的驱动能力控制部。一方的驱动部驱动构成半桥电路的上下臂的两个开关元件中的一方的开关元件的栅极。另一方的峰值电压检测部检测一方的开关元件导通时的另一方的开关元件的主端子的峰值电压、即上述导通时所产生的浪涌电压的峰值。

一方的驱动能力控制部在由另一方的峰值电压检测部检测的主端子的峰值电压不超过根据另一方的开关元件的规格而确定的主端子的电压的允许值的范围内，运算一方的驱动部的导通时的驱动能力的值。主端子的电压的允许值例如是指比开关元件的耐压低规定的余量的值，被设定为如下那样的值：即使将该值的电压施加于主端子开关元件也不可能发生故障，但若将超过该值的电压施加于主端子，则开关元件可能发生故障。另外，一方的驱动能力控制部基于上述的驱动能力的值的运算结果来变更一方的驱动部的导通时的驱动能力。

这样，一方的驱动部的导通时的驱动能力基于峰值电压的检测值与允许值而被优化。通过这样进行驱动能力的优化，无论在何种动作条件下均可防止超过允许值的浪涌电压施加于开关元件的主端子。另外，通过进行上述优化，无论在何种动作条件下，均能够在浪涌电压的峰值成为接近开关元件的耐压的极限值之前提高一方的驱动部的导通时的驱动能力，其结果，可减少导通损失。因而，根据上述构成，可获得能够在不增加导通损失的情况下抑制浪涌电压的优异效果。

附图说明

关于本公开的上述目的及其他目的、特征、优点，通过参照所附的附图和下述的详细记述而更加明确。该附图为，

图1是示意地表示第一实施方式的栅极驱动装置的概略构成的图，

图2是表示与第一实施方式的驱动能力的运算以及变更相关的处理的概要的图，

图3是示意地表示第一实施方式的栅极驱动装置的具体构成例的图，

图4是示意地表示第一实施方式的驱动部的导通侧的具体构成例的图，

图5是用于对由第一实施方式的栅极驱动装置进行的各控制的定时进行说明的时序图，

图6是用于对由第二实施方式的栅极驱动装置进行的各控制的定时进行说明的时序图，

图7是示意地表示第三实施方式的栅极驱动装置的具体构成例的图，

图8是示意地表示第三实施方式的驱动部的导通侧的具体构成例的图，

图9是示意地表示第四实施方式的栅极驱动装置的概略构成的图，

图10是示意地表示第四实施方式的栅极驱动装置的具体构成例的图，

图11是示意地表示第五实施方式的栅极驱动装置的具体构成例的图，

图12是示意地表示第六实施方式的栅极驱动装置的概略构成的图，

图13是示意地表示第六实施方式的栅极驱动装置的具体构成例的图，

图14是示意地表示第七实施方式的栅极驱动装置的概略构成的图，

图15是示意地表示第八实施方式的栅极驱动装置的概略构成的图，

图16是示意地表示第九实施方式的栅极驱动装置的概略构成的图。

具体实施方式

以下，参照附图对多个实施方式进行说明。另外，在各实施方式中对实质上相同的构成标注相同的附图标记而省略说明。

(第一实施方式)

以下，参照图1～图6，对第一实施方式进行说明。

＜栅极驱动装置的概略构成＞

如图1所示，本实施方式的栅极驱动装置1驱动连接于一对直流电源线2、3之间的构成半桥电路4的上下臂的两个开关元件5、6。开关元件5、6为功率元件，在该情况下，构成为包括N沟道型的MOS晶体管、以及在该MOS晶体管的漏极·源极间以源极侧为阳极而连接的、即相对于MOS晶体管反向并联连接的回流用的二极管。另外，在该情况下，作为与MOS晶体管不同的元件设有回流用的二极管，但也可以将MOS晶体管的体二极管用作回流用的二极管。

在本实施方式中，开关元件5相当于构成半桥电路4的一方的开关元件，开关元件6相当于构成半桥电路4的另一方的开关元件。向直流电源线2、3供给例如从电池等未图示的直流电源输出的电源电压Va。在该情况下，电源电压Va例如为几百V这样的相对较高的电压。开关元件5的漏极连接于高电位侧的直流电源线2。开关元件5的源极连接于开关元件6的漏极。开关元件6的源极连接于低电位侧的直流电源线3。虽然省略了图示，但在作为开关元件5、6的相互连接节点的节点N1连接有例如电感器、马达的绕组等负载。

栅极驱动装置1具备栅极驱动电路7、8以及传递部9。栅极驱动电路7基于从外部赋予的驱动信号Sa，对高(highside)侧的开关元件5的驱动进行PWM控制，并具备驱动部10、峰值电压检测部11以及驱动能力控制部12。另外，驱动信号Sa是在高电平时指令开关元件5的导通、且在低电平时指令开关元件5的关断的信号。

另外，栅极驱动电路8基于从外部赋予的驱动信号Sb对低(lowside)侧的开关元件6的驱动进行PWM控制，并具备驱动部13、峰值电压检测部14以及驱动能力控制部15。另外，驱动信号Sb是与驱动信号Sa相同的信号。在该情况下，栅极驱动电路7、8构成为互不相同的装置、具体为互不相同的IC。

驱动部10驱动一方的开关元件5的栅极，相当于一方的驱动部。驱动部10当被赋予指令导通的高电平的驱动信号Sa时，导通开关元件5。另外，驱动部10当被赋予指令关断的低电平的驱动信号Sa时，关断开关元件5。虽然会在后面详细叙述，但驱动部10构成为能够对导通开关元件5时的驱动能力进行变更。驱动部10的驱动能力被设定为与从驱动能力控制部12输出的能力设定信号Sc对应的值。

驱动部13驱动另一方的开关元件6的栅极，相当于另一方的驱动部。驱动部13当被赋予指令导通的高电平的驱动信号Sb时，导通开关元件6。另外，驱动部13在被赋予指令关断的低电平的驱动信号Sb时，关断开关元件6。虽然会在后面详细叙述，但驱动部13构成为能够对导通开关元件6时的驱动能力进行变更。驱动部13的驱动能力被设定为与从驱动能力控制部15输出的能力设定信号Sd对应的值。

峰值电压检测部11检测开关元件6导通时的开关元件5的主端子的峰值电压、即上述导通时所产生的浪涌电压的峰值，相当于一方的峰值电压检测部。在该情况下，开关元件5的主端子的峰值电压是指，以节点N1的电位为基准的情况下的开关元件5的漏极电压的峰值、即开关元件5的漏极·源极间电压VDS的峰值。峰值电压检测部11将上述峰值电压的检测值输出至传递部9。

峰值电压检测部14检测开关元件5导通时的开关元件6的主端子的峰值电压、即上述导通时所产生的浪涌电压的峰值，相当于另一方的峰值电压检测部。在该情况下，开关元件6的主端子的峰值电压是指以直流电源线3的电位为基准的情况下的开关元件6的漏极电压的峰值、即开关元件6的漏极·源极间电压VDS的峰值。峰值电压检测部14将上述峰值电压的检测值输出至传递部9。

传递部9向栅极驱动电路8的驱动能力控制部15传递栅极驱动电路7的峰值电压检测部11的上述峰值电压的检测值。另外，传递部9向栅极驱动电路7的驱动能力控制部12传递栅极驱动电路8的峰值电压检测部14的上述峰值电压的检测值。虽然会在后面详细叙述，但传递部9构成为经由将构成为互不相同的装置的栅极驱动电路7、8间绝缘的绝缘部传递峰值电压检测部11、14的检测值。

驱动能力控制部12在峰值电压检测部14的检测值、即浪涌电压的峰值的检测值不超过根据开关元件6的规格而确定的主端子的电压的允许值的范围内运算驱动部10的导通时的驱动能力的最佳的值。另外，在该情况下，上述允许值被设定为与开关元件6的耐压相同程度的值。驱动能力控制部12基于上述运算结果变更驱动部10的导通时的驱动能力。在该情况下，驱动能力控制部12生成用于变更上述驱动能力的能力设定信号Sc，并将该能力设定信号Sc输出至驱动部10。

驱动能力控制部15在峰值电压检测部11的检测值、即浪涌电压的峰值的检测值不超过根据开关元件5的规格而确定的主端子的电压的允许值的范围内运算驱动部13的导通时的驱动能力的最佳的值。另外，在该情况下，上述允许值被设定为与开关元件5的耐压相同程度的值。驱动能力控制部15基于上述运算结果变更驱动部13的导通时的驱动能力。在该情况下，驱动能力控制部15生成用于变更上述驱动能力的能力设定信号Sd，并将该能力设定信号Sd输出至驱动部13。

在上述构成中，驱动能力控制部12相当于一方的驱动能力控制部、且驱动能力控制部15相当于另一方的驱动能力控制部。虽然会在后面详细叙述，但驱动能力控制部12、15执行上述驱动能力的运算以及变更，以使浪涌电压的峰值的检测值与浪涌电压的指令值一致。浪涌电压的指令值是比开关元件5、6的耐压低规定的余量的值，被设定为如下那样的值：即使将该值的电压施加于主端子开关元件5、6也不可能发生故障，但若将超过该值上述余量以上的电压施加于主端子，则开关元件5、6可能发生故障。

驱动能力控制部12、15按开关元件5、6的每个驱动周期进行上述驱动能力的值的运算。因此，峰值电压检测部11、14按开关元件5、6的每个驱动周期检测导通时所产生的浪涌电压的峰值。另外，在本实施方式中，开关元件5、6的驱动周期为PWM控制的一个周期。另外，驱动能力控制部12在上述驱动能力的运算后的下一个驱动周期中的开关元件5的导通开始时刻之前进行驱动能力的变更。

＜与驱动能力的运算以及变更相关的处理的概要＞

接着，参照图2，对与由上述构成的驱动能力控制部12、15进行的驱动能力的运算以及变更相关的处理的概要进行说明。这里，以由驱动能力控制部12进行的处理为例进行说明，但由驱动能力控制部15进行的处理也是相同的内容。在处理开始后，在最先执行的步骤S100中，驱动部10的导通时的驱动能力被设定为初始值。在该情况下，初始值设定为所产生的浪涌电压比耐压足够低那样的相对较低的值。另外，在以下的说明等中，有时将导通时的驱动能力省略为导通驱动能力。

在接下来的步骤S200中，判断峰值电压检测部14的检测值、即构成作为对置臂的下臂的开关元件6的浪涌电压的峰值的检测值是否小于浪涌电压的指令值。这里，在浪涌电压的峰值的检测值小于浪涌电压的指令值的情况下，在步骤S200中为“是”，进入步骤S300。在步骤S300中，驱动部10的导通驱动能力变更为比现状高的值。

另一方面，在浪涌电压的峰值的检测值为浪涌电压的指令值以上的情况下，在步骤S200中为“否”，进入步骤S400。在步骤S400中，驱动部10的导通驱动能力变更为比现状低的值。在步骤S300或步骤S400的执行后进入步骤S500。在步骤S500中，判断是否被赋予了结束指令。

上述结束指令是在装置的电源断开时、伴随着检测出某些异常的系统停止时等从栅极驱动装置1的上位的控制装置赋予的指令。这里，在赋予了结束指令的情况下，在步骤S500中为“是”，结束本处理。另一方面，在未赋予结束指令的情况下，在步骤S500中为“否”，返回到步骤S200，反复进行步骤S200之后的处理。

＜栅极驱动装置的具体的构成＞

作为栅极驱动装置1的具体构成，例如能够采用图3所示那样的构成。另外，栅极驱动装置1并不局限于图1所示的N沟道型的MOS晶体管，能够将各种功率元件作为驱动对象。因此，在图3所示的具体构成例中，驱动对象的开关元件5、6变更为如下构成：包括IGBT、以及在该IGBT的集电极·发射极间以发射极侧为阳极而连接的、即相对于IGBT反向并联连接的回流用的二极管。另外，在该情况下，作为与IGBT不同的元件设有回流用的二极管，但若将RC－IGBT用作开关元件5、6，则能够省略上述二极管。

驱动部10构成为对开关元件5的栅极进行恒流驱动。即，驱动部10具备开关21、22、电流源23、24以及栅极驱动逻辑25。开关21例如构成为具备P沟道型MOS晶体管等半导体开关元件，对被供给电源电压Vb的电源线26与电流源23的上游侧端子之间进行开闭。另外，电源电压Vb是以连接于节点N1的电源线27的电位为基准的电压，是比开关元件5的栅极阈值电压足够高的电压。

电流源23的下游侧端子连接于开关元件5的栅极。电流源23是在导通时生成用于向开关元件5的栅极供给的一定的电流的恒流电路。在该情况下，电流源23构成为，能够基于从驱动能力控制部12赋予的能力设定信号Sc变更其电流值。开关22例如是具备N沟道型MOS晶体管等半导体开关元件的构成，对电流源24的下游侧端子与电源线27之间进行开闭。

电流源24的上游侧端子连接于开关元件5的栅极。电流源24是在关断时生成用于从开关元件5的栅极取出的一定的电流的恒流电路。另外，作为驱动部10中的关断侧的构成，也可以代替电流源24而设置具有一定的电阻值的电阻。即，驱动部10也可以不是对关断侧进行恒流驱动的构成。

栅极驱动逻辑25基于驱动信号Sa互补地接通断开开关21、22。但是，在该情况下，设置开关21、22这两方断开的期间即所谓的死区时间。根据上述构成，通过接通开关21使开关元件5导通，并且通过接通开关22使开关元件5关断。另外，在上述构成中，通过根据能力设定信号Sc变更电流源23的电流值、即开关元件5导通时的栅极电流，来变更导通时的驱动能力。

驱动部13与驱动部10相同，构成为对开关元件6的栅极进行恒流驱动。另外，关于驱动部13的构成，对与驱动部10的构成实质上相同的构成标注相同的附图标记而省略说明。在该情况下，开关21对被供给电源电压Vc的电源线28与电流源23的上游侧端子之间进行开闭。另外，电源电压Vc是以连接于直流电源线3的电源线29的电位为基准的电压，是比开关元件6的栅极阈值电压足够高的电压。

在该情况下，电流源23构成为，能够基于从驱动能力控制部15赋予的能力设定信号Sc变更其电流值。开关22对电流源24的下游侧端子与电源线29之间进行开闭。另外，作为驱动部13中的关断侧的构成，也可以代替电流源24而设置具有一定的电阻值的电阻。即，驱动部13与驱动部10相同，也可以不是对关断侧进行恒流驱动的构成。

栅极驱动逻辑25基于驱动信号Sb互补地接通断开开关21、22。根据上述构成，通过接通开关21使开关元件6导通，并且通过接通开关22使开关元件6关断。另外，在上述构成中，通过根据能力设定信号Sd变更电流源23的电流值、即开关元件6导通时的栅极电流，来变更导通时的驱动能力。

峰值电压检测部11具备分压电路30、检测电路31以及转换部32。分压电路30具备两个电容器C1、C2。电容器C1的一方的端子连接于直流电源线2，其另一方的端子经由电容器C2而连接于电源线27。即，分压电路30为串联连接两个电容器C1、C2的构成。在该情况下，电容器C1、C2构成为，具有即使被施加开关元件5的主端子间产生的相对较高的电压也不会发生故障那样的较高的耐压。根据上述构成，分压电路30将以节点N1的电位为基准的情况下的开关元件5的集电极电压、即开关元件5的集电极·发射极间电压VCE以电容器C1、C2的容量比进行分压，并从电容器C1、C2的相互连接节点输出。

在该情况下，电容器C1、C2例如作为MIM结构的电容器而形成于相同的半导体芯片上。检测电路31构成为峰值保持电路，输入分压电路30的分压电压Vd，并输出保持该输入电压的峰值的峰值保持电压Ve。从检测电路31输出的峰值保持电压Ve成为与峰值电压的检测值对应的电压值。另外，以下，将峰值保持电压Ve也称作检测电压Ve。转换部32构成为模拟/DUTY转换器，该模拟/DUTY转换器输入模拟信号，并输出与该信号值对应的脉冲宽度、即占空比的脉冲信号。在该情况下，转换部32输入检测电压Ve，并将与该电压值对应的占空比的脉冲信号Se输出至传递部9。

峰值电压检测部14是与峰值电压检测部11相同的构成。另外，关于峰值电压检测部14的构成，对与峰值电压检测部11的构成实质上相同的构成标注相同的附图标记。在该情况下，在分压电路30中，电容器C1的一方的端子连接于节点N1，其另一方的端子经由电容器C2而连接于电源线29。根据上述构成，分压电路30将以直流电源线3的电位为基准的情况下的开关元件6的集电极电压、即开关元件6的集电极·发射极间电压VCE以电容器C1、C2的容量比进行分压，并从电容器C1、C2的相互连接节点输出。

在该情况下，检测电路31输入分压电路30的分压电压Vd，并输出保持该输入电压的峰值的峰值保持电压Vg。从检测电路31输出的峰值保持电压Vg是与峰值电压的检测值对应的电压值。另外，以下，将峰值保持电压Vg也称作检测电压Vg。另外，在该情况下，转换部32输入检测电压Vg，并将与该电压值对应的占空比的脉冲信号Sf输出至传递部9。

传递部9具备内置于栅极驱动电路7的磁耦合器33以及内置于栅极驱动电路8的磁耦合器34。磁耦合器33将从栅极驱动电路8的峰值电压检测部14输出的脉冲信号Sf绝缘传送至栅极驱动电路7的驱动能力控制部12，相当于绝缘部。磁耦合器34将从栅极驱动电路7的峰值电压检测部11输出的脉冲信号Se绝缘传送至栅极驱动电路8的驱动能力控制部15，相当于绝缘部。

驱动能力控制部12具备指令生成部35、转换部36、减法器37以及控制器38。指令生成部35生成与上述的浪涌电压的指令值对应的指令电压Vh。转换部36构成为DUTY/模拟转换器，该DUTY/模拟转换器输入脉冲信号，并输出与该脉冲宽度、即占空比对应的信号值的模拟信号。在该情况下，转换部36经由磁耦合器33输入脉冲信号Sf，并输出与该脉冲信号Sf的占空比对应的电压值的电压。另外，从转换部36输出的电压峰值电压成为与从检测部14的检测电路31输出的检测电压Vg相同的电压。因此，在以下的说明等中，将从转换部36输出的电压也称作检测电压Vg。

减法器37通过从指令电压Vf减去检测电压Vg，求出相当于浪涌电压的峰值的检测值与指令值之差的偏差ΔV，并输出至控制器38。控制器38执行对偏差ΔV的PI运算并生成能力设定信号Sc。能力设定信号Sc被输出至驱动部10，由此，可设定驱动部10的导通时的驱动能力。根据这样的构成，驱动能力控制部12求出相当于浪涌电压的峰值的检测值与浪涌电压的指令值之差的偏差ΔV，以该偏差ΔV逐渐变小的方式变更驱动部10的导通时的驱动能力。

驱动能力控制部15为与驱动能力控制部12相同的构成。另外，关于驱动能力控制部12的构成，对与驱动能力控制部12的构成实质上相同的构成标注相同的附图标记。在该情况下，指令生成部35生成与上述的浪涌电压的指令值对应的指令电压Vi。另外，在该情况下，转换部36经由磁耦合器34输入脉冲信号Se，并输出与该脉冲信号Se的占空比对应的电压值的电压。另外，从转换部36输出的电压成为与从峰值电压检测部11的检测电路31输出的检测电压Ve相同的电压。因此，在以下的说明等中，将从转换部36输出的电压也称作检测电压Ve。

减法器37通过从指令电压Vi减去检测电压Ve，求出相当于浪涌电压的峰值的检测值与指令值之差的偏差ΔV，并输出至控制器38。控制器38执行对偏差ΔV的PI运算并生成能力设定信号Sd。能力设定信号Sd被输出至驱动部13，由此，可设定驱动部13的导通时的驱动能力。根据这样的构成，驱动能力控制部15求出相当于浪涌电压的峰值的检测值与浪涌电压的指令值之差的偏差ΔV，以该偏差ΔV逐渐变小的方式变更驱动部13的导通时的驱动能力。

＜驱动部的导通侧的具体的构成＞

作为驱动部10、13的导通侧的具体构成，例如能够采用图4所示那样的构成。另外，在图4中，对驱动部10的构成进行了例示，但对于驱动部13也能够采用相同的构成。如图4所示，在该情况下，电流源23包括晶体管41、电阻42、减法器43、电压源44、放大器45等。

晶体管41为P沟道型的MOS晶体管，其源极经由电阻42而连接于电源线26。晶体管41的漏极连接于开关元件5的栅极。在晶体管41的源极·栅极间连接有开关46。开关46的接通断开由栅极驱动逻辑25控制。另外，开关46发挥与开关21相同的功能，但其接通断开的关系与开关21相反。

减法器43通过从电阻42的一方的端子电压减去电阻42的另一方的端子电压来求出电阻42的端子间电压Vj。电压源44为可变电压源，输出与从控制器38赋予的能力设定信号Sc对应的电压值的电压。从电压源44输出的电压Vk被赋予给放大器45的反转输入端子。对放大器45的非反转输入端子赋予从减法器43输出的电阻42的端子间电压Vj。放大器45的输出被赋予给晶体管41的栅极。

在上述构成中，当开关46被接通时，晶体管41成为断开固定，不再能够导通开关元件5。因而，在开关元件5关断时，从栅极驱动逻辑25赋予用于开断开关46的信号。另外，在上述构成中，当开关46被断开时，晶体管41根据放大器45的输出而被接通驱动。因而，在开关元件5导通时，从栅极驱动逻辑25赋予用于断开开关46的信号。放大器45控制晶体管41的接通状态，以使电阻42的端子间电压Vj与基于能力设定信号Sc而决定的电压Vk一致。由此，向驱动对象的开关元件5的栅极供给的电流被控制为所希望的电流值。

接下来，参照图5所示的时序图，对基于上述构成的各控制的定时进行说明。另外，这里，以将栅极驱动电路7侧作为主体的控制为例进行说明，但将栅极驱动电路8侧作为主体的控制也是相同的内容。另外，在以下的说明中，将由栅极驱动电路7驱动的开关元件5也称为自臂，将由栅极驱动电路8驱动的开关元件6也称为对置臂。在图5等时序图中，在驱动信号Sa、Sb为低电平的期间，为了表示驱动对象的开关元件成为断开而标注“OFF”，在高电平的期间，为了表示驱动对象的开关元件成为接通而标注“ON”。

在该情况下，在驱动信号Sb从高电平转为低电平的时刻、即对置臂的关断的开始时刻即时刻t1以前，峰值电压检测部14的检测电路31的检测电压Vg的电压值为800V，并且从峰值电压检测部14的转换部32输出的脉冲信号Sf为表示800V的占空比。另外，在时刻t1以前，能力设定信号Sc所表示的驱动部10的导通时的驱动能力、即作为在导通时供给至开关元件5的栅极的电流的栅极电流Igon_H为1A。另外，以下，将栅极电流Igon_H也称作驱动能力。

在时刻t1，峰值电压检测部14的检测电路31的输出被复位。从时刻t1到驱动信号Sa从低电平转为高电平的时刻、即作为自臂的导通的开始时刻的时刻t2为止的期间，成为开关元件5、6这两方被断开的死区时间tDT。开关元件6的主端子间的电压Vds_L在死区时间tDT中大致为0V，在开关元件5被接通的期间成为接近电源电压Va的电压值。

但是，在开关元件5被导通时，电压Vds_L的峰值成为比电源电压Va高的值。这样的电压Vds_L的峰值、即对置臂侧的浪涌电压的峰值根据自臂侧的驱动部10的导通时的驱动能力而变化。具体而言，对置臂侧的浪涌电压的峰值为，越降低自臂侧的导通时的驱动能力越低，越提高其驱动能力越高。

在该情况下，浪涌电压的峰值为850V左右，峰值电压检测部14的检测电路31的检测电压Vg的电压值为850V。而且，在从时刻t1经过了时间td1的时刻t3，从峰值电压检测部14输出的脉冲信号Sf变更为表示850V的占空比。时间td1是为了能够通过峰值电压检测部14可靠地检测浪涌电压的峰值而预先设定的延迟时间。但是，若过度地加长该时间td1，则直到浪涌电压的峰值的检测完成为止的时间长期化，其结果，基于该检测值的驱动能力的变更变慢。因此，时间td1优选的是，能够可靠地检测浪涌电压的峰值，并且设定为尽量短的时间。

在从时刻t3经过了时间td2的时刻t4，以自臂侧的导通时的驱动能力变高的方式进行变更。具体而言，在时刻t4，上述驱动能力从1A变更为1.2A。时间td2是取决于各电路的响应性等的延迟时间。之后，在驱动信号Sb再次从高电平转为低电平的时刻即时刻t5之后，反复进行与时刻t1～时刻t4中的动作相同的动作。在该情况下，时刻t1～t5的期间相当于开关元件5的驱动周期。

根据以上说明的本实施方式，可获得如下那样的效果。

栅极驱动电路7的驱动部10的导通时的驱动能力基于施加于作为对置臂的开关元件6的主端子的浪涌电压的峰值的检测值与根据开关元件6的规格而确定的主端子的电压的允许值而被优化。另外，栅极驱动电路8的驱动部13的导通时的驱动能力基于施加于作为对置臂的开关元件5的主端子的浪涌电压的峰值的检测值与根据开关元件5的规格而确定的主端子的电压的允许值而被优化。

通过这样进行驱动能力的优化，无论在何种动作条件下，均可防止超过允许值的浪涌电压施加于开关元件5、6的主端子。另外，通过进行上述优化，无论在何种动作条件下，均能够在浪涌电压的峰值成为接近开关元件5、6的耐压的极限值之前提高驱动部10、13的导通时的驱动能力，其结果，可减少导通损失。因而，根据本实施方式，可获得能够在不增加导通损失的情况下抑制浪涌电压的优异效果。

在本实施方式中，栅极驱动电路7、8构成为互不相同的装置。而且，栅极驱动装置1在栅极驱动电路7、8间具备传递峰值电压检测部11、14的检测值的传递部9。另外，传递部9构成为，经由将栅极驱动电路7、8间绝缘的磁耦合器33、34传递峰值电压检测部11、14的检测值。这样的构成的栅极驱动装置1也能够应用于电源电压Va相对较高的用途。因而，本实施方式的构成最适合于所谓的高电压系统。

在本实施方式中，在规定的驱动周期中的自臂的导通时，检测对置臂侧的浪涌电压的峰值。另外，在本实施方式中，在该规定的驱动周期的下一个驱动周期中的自臂的导通的开始时刻即时刻t6前，基于上述峰值的检测值运算自臂的导通时的驱动能力，并且成为实际反映该运算出的驱动能力的控制。

根据这样的控制，可以更可靠且更迅速地实现驱动能力的优化、即能够最大限地获得上述的效果。另外，根据这样的控制，即使是开关元件5、6的驱动周期不一定而是变化的那样的系统也能够应用。但是，为了可靠地实现这样的控制，需要进行时间td1的设定以及给时间td2带来影响的各电路的设计，以使将时间td1与时间td2相加而得的时间小于开关元件5、6的驱动周期。

在该情况下，驱动部10、13构成为，对开关元件5、6的栅极进行恒流驱动。而且，驱动能力控制部12、15构成为，通过变更开关元件5、6导通时的栅极电流来变更驱动部10、13的导通时的驱动能力。根据这样的构成，能够高精度地实现驱动部10、13的导通时的驱动能力的变更，进而，能够实现上述的浪涌电压的控制的高精度化。

栅极驱动装置1能够将各种功率元件作为驱动对象。例如，如图1所示，栅极驱动装置1能够将N沟道型的MOS晶体管作为驱动对象。在该情况下，能够期待如下那样的效果。即，认为在要求驱动频率的高频化的系统中，SiC－MOS晶体管那样的宽带隙器件是有力的。但是，驱动频率越提高，损失整体中的导通损失所占的比例越增加，因此导通损失的问题变得更加明显。因而，根据本实施方式获得的导通损失的降低效果在这样的用途中更加有益。另外，如图3所示，栅极驱动装置1能够将IGBT作为驱动对象。在该情况下，能够期待如下那样的效果。即，导通损失与电流成比例地变大。因此，若将本实施方式的构成用于驱动设想大电流用途的Si－IGBT的用途，则其导通损失的降低效果更加有效。

(第二实施方式)

以下，参照图6对第二实施方式进行说明。

在第二实施方式中，各控制的定时与第一实施方式不同。另外，关于构成，由于与第一实施方式相同，因此也参照图1等进行说明。在该情况下，驱动能力控制部12、15按每个比开关元件5、6的驱动周期长的周期进行上述驱动能力的值的运算以及上述驱动能力的变更。另外，在该情况下，峰值电压检测部11、14按每个比开关元件5、6的驱动周期长的周期检测导通时所产生的浪涌电压的峰值。

参照图6所示的时序图，对本实施方式中的各控制的定时进行说明。在该情况下，关于时刻t3以前的控制与第一实施方式相同。但是，在该情况下，时间td2是比开关元件5、6的驱动周期长的时间，与第一实施方式相比大幅变长。因此，从时刻t3经过了时间td2的时刻t5为，比成为时刻t1～时刻t4的期间的驱动周期靠后两个的驱动周期中的时刻。在时刻t6之后反复进行与时刻t1～时刻t5相同的动作。

如以上说明那样，在本实施方式中，在规定的驱动周期中的自臂的导通时，检测对置臂侧的浪涌电压的峰值。另外，在本实施方式中，在比该规定的驱动周期靠后两个的驱动周期中的自臂的导通的开始时刻即时刻t7之前，基于上述峰值电压的检测值运算自臂的导通时的驱动能力，并且成为实际反映该运算出的驱动能力的控制。即，在本实施方式中，驱动能力的变更在驱动周期的3次中仅进行1次。另外，可以在驱动周期的2次中仅进行1次驱动能力的变更，也可以在驱动周期的4次以上仅进行1次驱动能力的变更。

根据进行这样的控制的本实施方式，也可获得与第一实施方式相同的效果、即能够在不增加导通损失的情况下抑制浪涌电压的优异效果。另外，这样的控制与第一实施方式的控制相比，能够加长时间td2的长度。因而，根据本实施方式，也能够应用于给时间td2带来影响的各电路的响应性不好的装置，因此具有通用性提高的优点。

(第三实施方式)

以下，参照图7以及图8，对第三实施方式进行说明。

＜栅极驱动装置的具体的构成＞

在本实施方式中，栅极驱动装置的具体构成与第一实施方式不同。即，如图7所示，本实施方式的栅极驱动装置51相对于图3所示的第一实施方式的栅极驱动装置1，变更了驱动部10、13、峰值电压检测部11、14、驱动能力控制部12、15以及传递部9的具体构成。

驱动部10构成为，对开关元件5的栅极进行恒压驱动。即，驱动部10具备开关21、22、电阻52、53以及栅极驱动逻辑25。开关21对电源线26与电阻52的上游侧端子之间进行开闭。电阻52的下游侧端子连接于开关元件5的栅极。电阻52构成为，能够基于从驱动能力控制部12赋予的能力设定信号Sc变更其电阻值。

开关22对电阻53的下游侧端子与电源线27之间进行开闭。电阻53的上游侧端子连接于开关元件5的栅极。在该情况下，电阻53为具有一定的电阻值的构成。在上述构成中，通过根据能力设定信号Sc变更电阻52的电阻值、即开关元件5导通时的栅极电阻，来变更导通时的驱动能力。另外，开关元件5导通时的栅极电阻是指，也包含从电源线26到开关元件5的栅极的路径的布线电阻等在内的综合性的电阻。

驱动部13与驱动部10相同，是对开关元件6的栅极进行恒压驱动的构成。另外，关于驱动部13的构成，对与驱动部10的构成实质上相同的构成标注相同的附图标记而省略说明。在该情况下，开关21对电源线28与电阻52的上游侧端子之间进行开闭。另外，开关22对电阻53的下游侧端子与电源线29之间进行开闭。

在上述构成中，通过根据能力设定信号Sd变更电阻52的电阻值、即开关元件6导通时的栅极电阻，来变更导通时的驱动能力。另外，开关元件6导通时的栅极电阻是指，包含从电源线28到开关元件6的栅极的路径的布线电阻等在内的综合性的电阻。

峰值电压检测部11具备分压电路30、检测电路31以及电流源54。在该情况下，分压电路30设于栅极驱动电路7的外部、即IC的外部。电流源54的上游侧端子连接于电源线26。电流源54构成为，输出与从检测电路31赋予的检测电压Ve对应的电流。电流源54的下游侧端子连接于传递部9。根据上述构成，电流源54将与检测电压Ve对应的电流值的电流输出至传递部9。

峰值电压检测部14为与峰值电压检测部11相同的构成。另外，关于峰值电压检测部14的构成，对与峰值电压检测部11的构成实质上相同的构成标注相同的附图标记。在该情况下，电流源54的上游侧端子连接于电源线28。电流源54构成为，输出与从检测电路31赋予的检测电压Vg对应的电流。电流源54的下游侧端子连接于传递部9。根据上述构成，电流源54将与检测电压Vg对应的电流值的电流输出至传递部9。

传递部9具备相当于绝缘部的变压器55、56。变压器55、56设于栅极驱动电路7、8的外部、即IC的外部。变压器55的初级绕组的一方的端子连接于峰值电压检测部14的电流源54的下游侧端子，其另一方的端子连接于电源线29。变压器55的次级绕组的一方的端子连接于栅极驱动电路7的驱动能力控制部12，其另一方的端子连接于电源线27。根据上述构成，变压器55将与从栅极驱动电路8的峰值电压检测部14输出的检测电压Vg对应的电流绝缘传送至栅极驱动电路7的驱动能力控制部12。

变压器56的初级绕组的一方的端子连接于峰值电压检测部11的电流源54的下游侧端子，其另一方的端子连接于电源线27。变压器56的次级绕组的一方的端子连接于栅极驱动电路8的驱动能力控制部15，其另一方的端子连接于电源线29。根据上述构成，变压器56将与从栅极驱动电路7的峰值电压检测部11输出的检测电压Ve对应的电流绝缘传送至栅极驱动电路8的驱动能力控制部15。

驱动能力控制部12具备指令生成部35、转换部57、减法器37以及控制器38。转换部57构成为I－V转换电路，将从传递部9赋予的电流转换为电压而输出。从转换部57输出的电压成为与从峰值电压检测部14的检测电路31输出的检测电压Vg相同的电压。驱动能力控制部15为与驱动能力控制部12相同的构成。另外，关于驱动能力控制部15的构成，对与驱动能力控制部12的构成实质上相同的构成标注相同的附图标记。在该情况下，从转换部57输出的电压成为与从峰值电压检测部11的检测电路31输出的检测电压Ve相同的电压。

＜驱动部的导通侧的具体的构成＞

作为驱动部10、13的导通侧的具体构成，例如能够采用图8所示那样的构成。另外，在图8中，例示了驱动部10的构成，但对于驱动部13也能够采用相同的构成。如图8所示，在该情况下，电阻52由晶体管58、电压源59、开关60等构成。晶体管58P为沟道型的MOS晶体管，其源极连接于电源线26。晶体管58的漏极连接于开关元件5的栅极。在晶体管58的源极·栅极间连接有开关61。开关61发挥与开关21相同的功能，但其接通断开的关系与开关21相反。

电压源59为可变电压源，输出与从控制器38赋予的能力设定信号Sc对应的电压值的电压。从电压源59输出的电压Vl经由开关60而赋予给晶体管58的栅极。在该情况下，栅极驱动逻辑25互补地接通断开开关60、61。在上述构成中，当开关61被接通时，晶体管58成为断开固定，不再能够导通开关元件5。因而，在开关元件5的关断时，从栅极驱动逻辑25赋予用于接通开关61的信号。

另外，在上述构成中，当开关61被断开、且开关60被接通时，对晶体管58的栅极赋予从电压源59输出的电压而对晶体管58进行接通驱动。因而，在开关元件5导通时，从栅极驱动逻辑25赋予用于接通开关60的信号。由此，晶体管58的栅极电压被控制为基于从控制器38输出的能力设定信号Sc的电压Vl。其结果，晶体管58的接通状态、即接通电阻被控制为所希望的电阻值，开关元件5导通时的栅极电阻被控制为所希望的电阻值。

根据以上说明的本实施方式的构成，与第一实施方式相同，也能够进行驱动部10、13的导通时的驱动能力的优化。因此，根据本实施方式，也可获得与第一实施方式相同的效果、即能够在不增加导通损失的情况下抑制浪涌电压的优异效果。另外，在本实施方式中，分压电路30以及变压器55、56设于构成为IC的栅极驱动电路7、8的外部。即，在本实施方式中，在栅极驱动电路7、8的外部设有需要绝缘、分压等的产生相对较高的电压的构成。根据这样的构成，能够不使用高耐压的元件等而构成栅极驱动电路7、8，因此能够有助于栅极驱动装置51的小型化、低成本化等。

在上述构成中，峰值电压检测部11、14将检测电压Ve、Vg转换为电流而输出。然后，传递部9经由变压器55、56将上述电流传递到驱动能力控制部12、15。这样，根据利用作为模拟值的电流传递浪涌电压的峰值的检测值的构成，能够实现检测值的传递的高响应化。另外，根据利用电流传递浪涌电压的峰值的检测值的构成，不会受到由绝缘间的电源误差带来的影响，因此能够实现检测值的传递的高精度化。

在本实施方式中，驱动能力控制部12、15构成为，通过变更开关元件5、6导通时的栅极电阻来变更驱动部10、13的驱动能力。具体而言，在本实施方式中，通过使施加于串联夹设在电源线26、28与开关元件5、6之间的晶体管58的栅极的电压变化，来变更上述栅极电阻。在该情况下，晶体管58承担开关的作用与栅极电阻的作用这两方。根据这样的构成，能够高精度地实现驱动部10、13的导通时的驱动能力的变更，进而，能够实现上述的浪涌电压的控制的高精度化。

(第四实施方式)

以下，参照图9以及图10，对第四实施方式进行说明。

＜栅极驱动装置的概略构成＞

如图9所示，本实施方式的栅极驱动装置71与第一实施方式的栅极驱动装置1的不同之处在于，省略了传递部9等。在该情况下，栅极驱动电路7、8构成为彼此相同的装置、具体为彼此相同的IC。

＜栅极驱动装置的具体的构成＞

作为栅极驱动装置71的具体构成，例如能够采用图10所示那样的构成。另外，在图10所示的具体构成例中，驱动对象的开关元件5、6变更为包括IGBT、以及在该IGBT的集电极·发射极间以发射极侧为阳极而连接的、即相对于IGBT反向并联连接的回流用的二极管的构成。

驱动部10构成为，对开关元件5的栅极进行恒压驱动。即，驱动部10具备开关21、22、开关72～74、电阻75～77以及栅极驱动逻辑25。开关21对电源线26与节点N2之间进行开闭。在节点N2与连接于开关元件5的栅极的节点N3之间，开关72及电阻75的串联电路、开关73及电阻76的串联电路以及开关74及电阻77的串联电路相互并联连接。开关22对电阻53的下游侧端子与电源线27之间进行开闭。

在上述构成中，根据能力设定信号Sc，控制开关72～74的接通断开。由此，开关元件5导通时的栅极电阻被变更为所希望的值，导通时的驱动能力被变更为所希望的值。在本实施方式中，开关72～74、电阻75～77以及电阻53设于栅极驱动电路7、8的外部、即IC的外部。另外，开关72～74、电阻75～77以及电阻53也可以设于IC的内部。

驱动部13与驱动部10相同，是对开关元件6的栅极进行恒压驱动的构成。另外，关于驱动部13的构成，对与驱动部10的构成实质上相同的构成标注相同的附图标记而省略说明。在该情况下，节点N3连接于开关元件6的栅极。在上述构成中，根据能力设定信号Sd，控制开关72～74的接通断开。由此，开关元件6导通时的栅极电阻被变更为所希望的值，导通时的驱动能力被变更为所希望的值。

峰值电压检测部11、14为与第一实施方式等中说明的检测电路31相同的构成。即，峰值电压检测部11、14构成为峰值保持电路。峰值电压检测部11输入开关元件5的集电极电压，并输出保持该输入电压的峰值的峰值保持电压Ve、即检测电压Ve。峰值电压检测部14输入开关元件6的集电极电压，并输出保持该输入电压的峰值的峰值保持电压Vg、即检测电压Vg。

驱动能力控制部12、15均具备指令生成部35、减法器37以及控制器38。在该情况下，驱动能力控制部12的减法器37通过从由指令生成部35输出的指令电压Vf减去由峰值电压检测部14输出的检测电压Vg，求出偏差ΔV，并输出至控制器38。另外，在该情况下，驱动能力控制部15的减法器37通过从由指令生成部35输出的指令电压Vi减去由峰值电压检测部11输出的检测电压Ve，求出偏差ΔV，并输出至控制器38。

根据以上说明的本实施方式的构成，与第一实施方式相同，也能够进行驱动部10、13的导通时的驱动能力的优化。因此，根据本实施方式，也可获得与第一实施方式相同的效果、即能够在不增加导通损失的情况下抑制浪涌电压的优异效果。另外，在本实施方式中，栅极驱动电路7、8构成为彼此相同的装置，不需要用于在栅极驱动电路7、8间传递检测电压Ve、Vg的构成。这样的构成的栅极驱动装置71虽然无法应用于电源电压Va相对较高的用途，但是能够应用于电源电压Va相对较低的用途。因而，本实施方式的构成最适合于所谓的低电压系统。

而且，在本实施方式的构成中，由于检测电压Ve、Vg的传递不需要绝缘，因此能够进行更高响应的控制。另外，在本实施方式中，驱动能力控制部12、15构成为，通过变更开关元件5、6导通时的栅极电阻来变更驱动部10、13的驱动能力。具体而言，在本实施方式中，在电源线28与开关元件5、6之间设置能够串联连接的电阻75～77，通过切换它们的连接数来变更上述栅极电阻。根据这样的构成，能够高精度地实现驱动部10、13的导通时的驱动能力的变更，进而，能够实现上述的浪涌电压的控制的高精度化。

(第五实施方式)

以下，参照图11对第五实施方式进行说明。

在以规定的驱动能力驱动开关元件5、6的情况下，当流经负载的电流、即主电路电流变动时，对应于该变动浪涌电压也变动。具体而言，若驱动能力为一定，则当负载电流增加时浪涌电压的峰值上升，当负载电流减少时浪涌电压的峰值下降。另外，对于流经开关元件5、6的电流、即元件电流，也可以说与主电路电流相同。

另外，在以规定的驱动能力驱动开关元件5、6的情况下，当系统电压、即电源电压Va变动时，对应于该变动浪涌电压也变动。具体而言，若驱动能力为一定，则当电源电压Va增加时浪涌电压的峰值上升，当电源电压Va减少时浪涌电压的峰值下降。另外，对于作为在开关元件5、6关断时施加于开关元件5、6的主端子的电压的断开电压、即关断时的开关元件5、6的漏极·源极间电压VDS，也可以说与电源电压Va相同。另外，一般来说，开关元件5、6的元件耐压、即浪涌耐受量取决于该开关元件的温度即元件温度。具体而言，元件温度越高、元件耐压越高，元件温度越低、元件耐压越低。

在驱动能力已被优化的状态下，当浪涌电压伴随着上述的主电路电流、元件电流、电源电压Va、断开电压、元件温度等的变化而上升时，有可能对开关元件5、6的主端子施加超过元件耐压的电压。另外，在驱动能力已被优化的状态下，当浪涌电压伴随着上述的主电路电流、元件电流、电源电压Va、断开电压、元件温度等的变化而降低时，将驱动能力设定得比所需程度低，相应地开关损失增加。在以下进行说明的本实施方式的构成中，实施了针对这样的问题的对策。

在本实施方式中，栅极驱动装置的具体构成与第一实施方式不同。即，如图11所示，本实施方式的栅极驱动装置81与图3所示的第一实施方式的栅极驱动装置1的不同之处在于，追加了电流检测部82、83、断开电压检测部84、85、温度检测部86、87等。电流检测部82、83、断开电压检测部84、85以及温度检测部86、87均相当于检测部。

电流检测部82设于栅极驱动电路7的内部，检测在节点N1与未图示的负载之间流动的主电路电流以及在开关元件5的源极与节点N1之间流动的元件电流中的至少一方。电流检测部82将表示该检测值的检测信号Sg输出至驱动能力控制部12的控制器38。电流检测部83设于栅极驱动电路8的内部，检测主电路电流以及在开关元件6的源极与直流电源线3之间流动的元件电流中的至少一方。电流检测部83将表示该检测值的检测信号Sh输出至驱动能力控制部15的控制器38。

断开电压检测部84设于栅极驱动电路7的内部，基于峰值电压检测部11的分压电路30的分压电压Vd检测断开电压，并将表示该检测值的检测信号Si输出至驱动能力控制部12的控制器38。断开电压检测部85设于栅极驱动电路8的内部，基于峰值电压检测部14的分压电路30的分压电压Vd检测断开电压，并将表示该检测值的检测信号Sj输出至驱动能力控制部15的控制器38。

温度检测部86设于栅极驱动电路7的内部，例如基于由设于开关元件5的附近的二极管等构成的感温元件88的端子电压的变化来检测开关元件5的元件温度。温度检测部86将表示该检测值的检测信号Sk输出至驱动能力控制部12的控制器38。温度检测部87设于栅极驱动电路8的内部，例如基于设于开关元件6的附近的由二极管等构成的感温元件89的端子电压的变化来检测开关元件6的元件温度。温度检测部87将表示该检测值的检测信号Sl输出至驱动能力控制部15的控制器38。

另外，在该情况下，对栅极驱动装置81，从其外部赋予表示电源电压Va的检测值的检测信号Sm。另外，检测信号Sm从设于栅极驱动装置81的外部的用于检测电源电压Va的电压检测电路、栅极驱动装置81的上位的控制装置等输出。检测信号Sm被赋予给驱动能力控制部12、15的控制器38。

驱动能力控制部12、15除了第一实施方式等中说明的各种控制之外，还执行基于上述的各检测部的检测结果来校正导通时的驱动能力的值的运算结果的控制。具体而言，驱动能力控制部12、15在主电路电流或元件电流向变大的方向变化了的情况下，以驱动能力的值变小的方式进行校正，并且在主电路电流或元件电流向变小的方向变化了的情况下，以驱动能力的值变大的方式进行校正。

另外，驱动能力控制部12、15在断开电压或电源电压Va向变大的方向变化了的情况下，以驱动能力的值变小的方式进行校正，并且在断开电压或电源电压Va向变小的方向变化了的情况下，以驱动能力的值变大的方式进行校正。而且，驱动能力控制部12、15在元件温度向降低的方向变化了的情况下，以驱动能力的值变小的方式进行校正，并且在元件温度向变高的方向变化了的情况下，以驱动能力的值变大的方式进行校正。

如以上说明那样，本实施方式的栅极驱动装置81所具备的驱动能力控制部12、15基于主电路电流、元件电流、断开电压、电源电压Va以及元件温度的各检测值来校正驱动能力的值的运算结果，因此即使在这些主电路电流、元件电流、断开电压、电源电压Va以及元件温度发生了变动的情况下，也能够在考虑它们的变动、即干扰的基础上优化驱动部10、13的驱动能力。因而，根据本实施方式，无论主电路电流、元件电流、断开电压、电源电压Va以及元件温度等变动如何，都能够在不增加导通损失的情况下抑制浪涌电压。

栅极驱动装置81能够基于断开电压以及电源电压Va中的至少一方的检测值来校正驱动能力的值的运算结果。在采用了基于断开电压的检测值校正驱动能力的值的运算结果的构成的情况下，具有如下那样的优点。即，断开电压检测部84、85基于原本设置的分压电路30的分压电压Vd来检测断开电压。因而，根据上述构成，无需为了进行基于断开电压检测部84、85的断开电压的检测而设置专用的端子，可获得能够有助于栅极驱动电路7、8的小型化的效果。

另外，在采用了基于电源电压Va的检测值校正驱动能力的值的运算结果的构成的情况下，具有如下那样的优点。即，电源电压Va不同于只能在开关元件5、6关断时进行检测的断开电压，能够基于检测信号Sm始终进行检测。因此，根据上述构成，具有执行基于电源电压Va的检测值的校正的定时不产生制约的优点。

另外，栅极驱动装置81构成为，基于主电路电流及元件电流中的至少一方、断开电压及电源电压Va中的至少一方以及元件温度的各检测值来校正驱动能力的值的运算结果。但是，作为栅极驱动装置，也可以构成为基于这些各检测值中的至少一方的检测值来校正驱动能力的值的运算结果。在该情况下，对于各检测部，仅保留为了进行上述校正所需的构成，能够省略其他检测部。根据这样的构成，无论主电路电流、元件电流、断开电压、电源电压Va以及元件温度中的至少一方的变动如何，都能够在不增加导通损失的情况下抑制浪涌电压。

(第六实施方式)

以下，参照图12以及图13，对第六实施方式进行说明。

＜栅极驱动装置的概略构成＞

如图12所示，本实施方式的栅极驱动装置91驱动连接于直流电源线2、3间的构成半桥电路92的上下臂的两个开关元件5、93。在该情况下，一方的开关元件5与图1等所示的构成相同，为包含MOS晶体管的构成，但另一方的开关元件93由二极管构成。另外，开关元件5也可以与图3等所示的构成相同，为包含IGBT的构成。上述构成的半桥电路92能够应用于降压转换器。

栅极驱动装置91具备图1等所示的构成中的驱动部10、驱动能力控制部12及峰值电压检测部14、以及传递部94。峰值电压检测部14检测开关元件5导通时的开关元件93的主端子的峰值电压。在该情况下，开关元件93的主端子的峰值电压是指，以直流电源线3的电位为基准的情况下的开关元件93的阴极电压的峰值、即开关元件93的端子间电压的峰值。峰值电压检测部14将上述峰值电压的检测值输出至传递部94。传递部94向驱动能力控制部12传递峰值电压检测部14的上述峰值电压的检测值。虽然会在后面详细叙述，但传递部94构成为，经由与第一实施方式等中的传递部9相同的绝缘部传递峰值电压检测部14的检测值。

＜栅极驱动装置的具体的构成＞

作为栅极驱动装置91的具体构成，例如能够采用图13所示那样的构成。如图13所示，本实施方式的栅极驱动装置91所具备的驱动部10、驱动能力控制部12以及峰值电压检测部14是与图3等所示的构成相同的构成。传递部94具备磁耦合器95。磁耦合器95将从峰值电压检测部14输出的脉冲信号Sf绝缘传送至驱动能力控制部12，相当于绝缘部。

根据以上说明的本实施方式的构成，与第一实施方式相同，也能够进行驱动部10的导通时的驱动能力的优化。因此，如本实施方式的栅极驱动装置91那样，即使在应用于作为上下臂由互不相同的开关元件5、93构成的系统的降压转换器的情况下，也可获得与第一实施方式相同的效果、即能够在不增加导通损失的情况下抑制浪涌电压的优异效果。

(第七实施方式)

以下，参照图14对第七实施方式进行说明。

＜栅极驱动装置的概略构成＞

如图14所示，本实施方式的栅极驱动装置101驱动连接于直流电源线2、3间的构成半桥电路102的上下臂的两个开关元件103、6。在该情况下，一方的开关元件6与图1等所示的构成相同，为包含MOS晶体管的构成，但另一方的开关元件103由二极管构成。另外，开关元件6也可以与图3等所示的构成相同，为包含IGBT的构成。上述构成的半桥电路102能够应用于升压转换器。

栅极驱动装置101具备图1等所示的构成中的峰值电压检测部11、驱动部13及驱动能力控制部15、以及传递部104。峰值电压检测部11检测开关元件6导通时的开关元件103的主端子的峰值电压。在该情况下，开关元件103的主端子的峰值电压是指，以节点N1的电位为基准的情况下的开关元件103的阴极电压的峰值、即开关元件103的端子间电压的峰值。峰值电压检测部11将上述峰值电压的检测值输出至传递部104。传递部104向驱动能力控制部15传递峰值电压检测部11的上述峰值电压的检测值。传递部104构成为，经由与第一实施方式等中的传递部9相同的绝缘部传递峰值电压检测部11的检测值。

＜栅极驱动装置的具体的构成＞

虽然省略了图示，但作为栅极驱动装置101的具体构成，能够采用如下那样的构成。即，栅极驱动装置101所具备的峰值电压检测部11、驱动部13以及驱动能力控制部15能够采用与图3等所示的构成相同的构成。另外，传递部104能够采用将从峰值电压检测部11输出的脉冲信号Se经由相当于绝缘部的磁耦合器绝缘传送至驱动能力控制部15的构成。

根据以上说明的本实施方式的构成，与第一实施方式相同，也能够进行驱动部13的导通时的驱动能力的优化。因此，如本实施方式的栅极驱动装置101那样，即使在应用于作为上下臂由互不相同的开关元件103、6构成的系统的升压转换器的情况下，也可获得与第一实施方式相同的效果、即能够在不增加导通损失的情况下抑制浪涌电压的优异效果。

(第八实施方式)

以下，参照图15对第八实施方式进行说明。

如图15所示，本实施方式的栅极驱动装置111驱动连接于直流电源线2、3之间的构成半桥电路112的上下臂的开关元件113、114。开关元件113、114均为并联连接相同种类的两个元件的构成。另外，开关元件113、114只要是并联连接相同种类的多个元件的构成即可，例如也可以是并联连接相同种类的三个以上的元件的构成。

具体而言，开关元件113是并联连接两个功率元件113a、113b的构成。功率元件113a、113b均为与图1等所示的构成中的开关元件5相同的构成、即包含MOS晶体管的构成。另外，开关元件114是并联连接两个功率元件114a、114b的构成。功率元件114a、114b均为与图1等所示的构成中的开关元件6相同的构成、即包含MOS晶体管的构成。另外，功率元件113a、113b、114a、114b也可以与图3等所示的构成相同，为包含IGBT的构成。

栅极驱动装置111具备栅极驱动电路115、116以及传递部9。栅极驱动电路115、116为与上述各实施方式中的栅极驱动电路7、8相同的构成。在该情况下，栅极驱动电路115所具备的驱动部10为与图7所示的驱动部10相同的构成、即对开关元件113的栅极进行恒压驱动的构成。另外，在该情况下，栅极驱动电路116所具备的驱动部13为与图7所示的驱动部13相同的构成、即对开关元件114的栅极进行恒压驱动的构成。

在该情况下，从驱动部10赋予给开关元件113的栅极的栅极信号在比电阻52、53的下游侧端子靠开关元件113侧被分支为多个，相同的栅极信号被传递至各功率元件113a、113b的栅极。即，驱动部10构成为一同驱动各功率元件113a、113b。另外，在该情况下，从驱动部13赋予给开关元件114的栅极的栅极信号在比电阻52、53的下游侧端子靠开关元件114侧被分支为多个，相同的栅极信号被传递至各功率元件114a、114b的栅极。即，驱动部13构成为，一同驱动各功率元件114a、114b。

在上述构成中，通过根据能力设定信号Sc变更电阻52的电阻值，分别同样地变更功率元件113a、113b的导通时的各栅极电阻、即功率元件113a、113b的导通时的各驱动能力。另外，在上述构成中，通过根据能力设定信号Sd变更电阻52的电阻值，分别同样地变更功率元件114a、114b的导通时的各栅极电阻、即功率元件114a、114b的导通时的各驱动能力。

本实施方式的峰值电压检测部11构成为，输入比功率元件113a、113b的各漏极的合流点靠电源侧的节点的电压，并基于该输入电压检测开关元件114导通时的开关元件113的主端子的峰值电压。另外，峰值电压检测部11也可以构成为，基于功率元件113a、113b中的某一个元件最近处的漏极电位来检测上述峰值电压。这样，能够在尽量不受到寄生成分的影响的情况下检测峰值电压，其检测精度提高。

本实施方式的峰值电压检测部14构成为，输入比功率元件114a、114b的各漏极的合流点靠节点N1侧的节点的电压，并基于该输入电压检测开关元件113导通时的开关元件114的主端子的峰值电压。另外，峰值电压检测部14也可以构成为，基于功率元件114a、114b中的某一个元件最近处的漏极电位来检测上述峰值电压。这样，能够在尽量不受到寄生成分的影响的情况下检测峰值电压，其检测精度提高。

根据以上说明的本实施方式的构成，与第一实施方式相同，也能够进行驱动部10、13的导通时的驱动能力的优化。因此，如本实施方式的栅极驱动装置111那样，即使是驱动作为并联连接相同种类的多个元件的构成的开关元件113、114的构成，也可获得与第一实施方式相同的效果、即能够在不增加导通损失的情况下抑制浪涌电压的优异效果。

(第九实施方式)

以下，参照图16对第九实施方式进行说明。

图16所示的本实施方式的栅极驱动装置121驱动构成半桥电路122的上下臂的两个开关元件。另外，在图16中，仅图示了构成上臂的开关元件123以及用于驱动该开关元件123的构成、即上臂侧的构成。但是，关于构成下臂的开关元件以及用于驱动该开关元件的构成、即下臂侧的构成，也是与上臂侧的构成相同的构成。

开关元件123是并联连接种类互不相同的两个元件的构成。另外，开关元件123只要是并联连接互不相同的多个元件的构成即可，例如也可以是并联连接种类互不相同的三个以上的元件的构成。具体而言，开关元件123是并联连接两个功率元件123a、123b的构成。功率元件123a是与图3等所示的构成中的开关元件5相同的构成、即包含IGBT的构成。功率元件123b是与图1等所示的构成中的开关元件5相同的构成、即包含MOS晶体管的构成。

栅极驱动装置121具备用于驱动开关元件123的栅极驱动电路124等。栅极驱动电路124与上述各实施方式中的栅极驱动电路7的不同之处在于，代替驱动部10而具备驱动部125等。驱动部125与图7所示的驱动部10相同，构成为对开关元件123的栅极进行恒压驱动。但是，在该情况下，构成为分别驱动开关元件123的各功率元件123a、123b的栅极。

即，驱动部125与功率元件123a及123b分别对应地具备2个系统的图7所示的驱动部10所具备的开关21、22、电阻52、53。以下，关于开关21、22以及电阻52、53，对与功率元件123a对应的构成的附图标记的末尾标注“a”，并且对与功率元件123b对应的构成的附图标记的末尾标注“b”。

开关21a对被供给电源电压Vm的电源线26a与电阻52a的上游侧端子之间进行开闭。电源电压Vm与电源电压Vb相同，是以电源线27的电位为基准的电压，是比功率元件123a的栅极阈值电压足够高的电压。电阻52a的下游侧端子连接于功率元件123a的栅极。开关22a对电阻53a的下游侧端子与电源线27之间进行开闭。电阻53a的上游侧端子连接于功率元件123a的栅极。

开关21b对被供给电源电压Vn的电源线26b与电阻52b的上游侧端子之间进行开闭。电源电压Vn与电源电压Vb相同，是以电源线27的电位为基准的电压，是比功率元件123b的栅极阈值电压足够高的电压。电阻52b的下游侧端子连接于功率元件123b的栅极。开关22b对电阻53b的下游侧端子与电源线27之间进行开闭。电阻53b的上游侧端子连接于功率元件123b的栅极。

在上述构成中，通过根据能力设定信号Sc变更电阻52a、52b的电阻值，分别同样地变更功率元件123a、123b的导通时的各栅极电阻、即功率元件123a、123b的导通时的各驱动能力。但是，为了使浪涌电压成为所希望的电压的栅极电阻的值在各功率元件123a、123b中不同。因此，电阻52a、52b的各电阻值以与所希望的浪涌电压相关的规格对应的方式分别独立地设定。另外，在本实施方式中，电阻52a、52b的电阻值以相同的定时变更。

驱动部125所具备的栅极驱动逻辑126与图7所示的驱动部10所具备的栅极驱动逻辑25相同，基于驱动信号Sa互补地接通断开开关21a、22a，并且基于驱动信号Sa互补地接通断开开关21b、22b。但是，栅极驱动逻辑126具有调整驱动信号Sa的定时的构成，由此，在开关元件123导通时，使两个功率元件123a、123b中的一方最先接通，在经过规定的延迟时间之后使另一方接通。另外，栅极驱动逻辑126在开关元件123关断时，使两个功率元件123a、123b中的一方最先断开，在经过规定的延迟时间之后使另一方断开。在本实施方式中，使功率元件123a最先导通，并且随后使功率元件123b断开。

根据以上说明的本实施方式的构成，与第一实施方式相同，也能够进行驱动部125的导通时的驱动能力的优化。因此，如本实施方式的栅极驱动装置121那样，即使是驱动作为并联连接种类互不相同的多个元件的构成的开关元件123的构成，也可获得与第一实施方式相同的效果、即能够在不增加导通损失的情况下抑制浪涌电压的优异效果。

在上述构成中，在最先导通的功率元件123a的导通时，浪涌电压表现得较大。因而，在上述构成中，至少优化最先导通的功率元件123a的导通时的驱动能力即可。在本实施方式中，电阻52a、52b的电阻值以相同的定时变更。因此，根据本实施方式，即使在先导通功率元件123a、123b中的某个的情况下，由于最先导通的功率元件的导通时的驱动能力被优化，因此也能够可靠地获得上述的效果。

另外，若为功率元件123a、123b的导通的定时被固定、没有被变更的可能性的系统，则也可以仅将电阻52a、52b中的驱动最先导通的元件的一侧构成为电阻值可变，基于能力设定信号Sc变更其电阻值。在该情况下，驱动能力控制部12以两个功率元件123a、123b中的最先导通的元件为对象，进行导通时的驱动能力的值的运算以及导通时的驱动能力的变更。

(其他实施方式)

另外，本公开并不限定于上述且附图所记载的各实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够任意地进行变形、组合、或者扩展。

上述各实施方式中所示的数值等为例示，并不限定于此。

本公开遵照实施例进行了记述，但可理解为本公开并不限定于该实施例、结构。本公开包含各种变形例、等效范围内的变形。除此之外，各种组合、方式、进而在它们中仅包含一个要素、其以上、或以下的其他组合、方式也落入本公开的范畴、思想范围内。

Claims (14)

1.一种栅极驱动装置，具备：

一方的驱动部(10、125)，对构成半桥电路(4、92)的上下臂的两个开关元件(5、6、93、103、113、114、123)中的一方的开关元件(5、113、123)的栅极进行驱动；

另一方的峰值电压检测部(14)，对所述一方的开关元件导通时的另一方的开关元件(6、93、114)的主端子的峰值电压进行检测；以及

一方的驱动能力控制部(12)，在由所述另一方的峰值电压检测部检测的主端子的峰值电压不超过根据所述另一方的开关元件的规格而确定的所述主端子的电压的允许值的范围内运算所述一方的驱动部的导通时的驱动能力的值，并且基于该运算结果变更所述一方的驱动部的导通时的驱动能力。

2.如权利要求1所述的栅极驱动装置，其中，

所述栅极驱动装置还具备：

另一方的驱动部(13)，对所述两个开关元件中的另一方的开关元件(6、114)的栅极进行驱动；

一方的峰值电压检测部(11)，对所述另一方的开关元件导通时的一方的开关元件(5、103、113、123)的主端子的峰值电压进行检测；

另一方的驱动能力控制部(15)，在由所述一方的峰值电压检测部检测的主端子的峰值电压不超过根据所述一方的开关元件的规格而确定的所述主端子的电压的允许值的范围内运算所述另一方的驱动部的导通时的驱动能力的值，并且基于该运算结果变更所述另一方的驱动部的导通时的驱动能力；以及

传递部(9、94、104)，对所述一方的驱动能力控制部传递所述另一方的峰值电压检测部的检测值，并且对所述另一方的驱动能力控制部传递所述一方的峰值电压检测部的检测值，

所述一方的驱动部、所述一方的峰值电压检测部以及所述一方的驱动能力控制部和所述另一方的驱动部、所述另一方的峰值电压检测部以及所述另一方的驱动能力控制部构成为互不相同的装置。

3.如权利要求2所述的栅极驱动装置，其中，

所述传递部是经由使所述不同的装置间绝缘的绝缘部(33、34、55、56、95)传递所述峰值电压检测部的检测值的构成。

4.如权利要求1或2所述的栅极驱动装置，其中，

所述栅极驱动装置还具备：

另一方的驱动部(13)，对所述两个开关元件中的另一方的开关元件(6、114)的栅极进行驱动；

一方的峰值电压检测部(11)，对所述另一方的开关元件导通时的一方的开关元件(5、103、113、123)的主端子的峰值电压进行检测；

另一方的驱动能力控制部(15)，在由所述一方的峰值电压检测部检测的主端子的峰值电压不超过根据所述一方的开关元件的规格而确定的所述主端子的电压的允许值的范围内运算所述另一方的驱动部的导通时的驱动能力的值，并且基于该运算结果变更所述另一方的驱动部的导通时的驱动能力，

所述一方的驱动部、所述一方的峰值电压检测部以及所述一方的驱动能力控制部和所述另一方的驱动部、所述另一方的峰值电压检测部以及所述另一方的驱动能力控制部构成为相同的装置。

5.如权利要求1至4中任一项所述的栅极驱动装置，其中，

所述驱动能力控制部按所述开关元件的每个驱动周期进行所述驱动能力的值的运算，在该运算后的下一个所述驱动周期中的所述开关元件的导通开始时刻之前进行所述驱动能力的变更。

6.如权利要求1至4中任一项所述的栅极驱动装置，其中，

所述驱动能力控制部按每个比所述开关元件的驱动周期长的周期进行所述驱动能力的值的运算以及所述驱动能力的变更。

7.如权利要求1至6中任一项所述的栅极驱动装置，其中，

所述栅极驱动装置还具备检测部(82、83、84、85、86、87)，该检测部检测流经所述开关元件的电流、在所述开关元件关断时施加于所述开关元件的主端子的电压以及所述开关元件的温度中的至少一方，

所述驱动能力控制部基于所述检测部的检测结果校正所述驱动能力的值的运算结果。

8.如权利要求1至7中任一项所述的栅极驱动装置，其中，

所述驱动部是对所述开关元件的栅极进行恒流驱动的构成，

所述驱动能力控制部通过变更所述开关元件导通时的栅极电流来变更所述驱动部的驱动能力。

9.如权利要求1至7中任一项所述的栅极驱动装置，其中，

所述驱动能力控制部通过变更所述开关元件导通时的栅极电阻来变更所述驱动部的驱动能力。

10.如权利要求1至9中任一项所述的栅极驱动装置，其中，

所述开关元件(5、6)是包含MOS晶体管的构成。

11.如权利要求1至10中任一项所述的栅极驱动装置，其中，

所述开关元件(5、6)是包含IGBT的构成。

12.如权利要求1所述的栅极驱动装置，其中，

所述一方的开关元件(5、6)是包含MOS晶体管的构成，

所述另一方的开关元件(93、103)由二极管构成。

13.如权利要求1所述的栅极驱动装置，其中，

所述一方的开关元件是包含IGBT(5、6)的构成，

所述另一方的开关元件(93、103)由二极管构成。

14.如权利要求1至11中任一项所述的栅极驱动装置，其中，

所述开关元件(123)是并联连接种类互不相同的多个元件(123a、123b)的构成，

所述驱动部(125)是分别驱动所述多个元件的栅极的构成，

所述驱动能力控制部以所述多个元件中的最先导通的元件为对象，进行所述导通时的驱动能力的值的运算以及所述导通时的驱动能力的变更。

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