CN112986660A - 电压变化率检测电路 - Google Patents

Abstract

本公开的实施方式涉及电压变化率检测电路。一种电压变化率检测电路，具有输出表示测定对象节点的电压的时间变化率的直流信号的输出节点，其中，具备：第1电容器及第1电阻，串联地连接于测定对象节点与基准电压节点之间；第1整流电路，连接于所述第1电容器及所述第1电阻的连接节点与所述输出节点之间；以及第2电容器，连接于所述输出节点与所述基准电压节点之间。

Description

电压变化率检测电路

本申请以日本专利申请(日本特愿2019-225716、申请日：12/13/2019)为基础，从该申请享受优先的利益。通过参照该申请，包含该申请的全部内容。

技术领域

本公开涉及电压变化率检测电路。

背景技术

在EV车、HV车等中，为了驱动马达需要大的驱动电压，所以设置将超过100V的直流电压变换为交流电压的电力变换器。电力变换器使功率MOSFET、IGBT等开关元件成为导通/截止来生成交流电压，但在由于噪声、负载变动等而在开关元件中生成的交流电压的时间变化率变动时，存在马达的动作变得不稳定的可能性。

关于使开关元件成为导通/截止而生成的交流电压，由于根据时间其电压电平大幅变动，所以不易高精度地测量该时间变化率。例如，可考虑使示波器(oscilloscope)等测量器的显示部显示交流电压的电压波形，并根据该电压波形换算时间变化率，但存在不仅花费工夫而且无法实时地检测交流电压的时间变化率这样的问题。

发明内容

本公开的一个方案提供一种能够简易并且高精度地检测使开关元件成为导通/截止而生成的交流电压等测定对象节点的电压的时间变化率的电压变化率检测电路、半导体装置以及电力变换器。

为了解决上述课题，在本公开的一个方案中，提供一种电压变化率检测电路，具有输出表示测定对象节点的电压的时间变化率的直流信号的输出节点，其中，所述电压变化率检测电路具备：

第1电容器及第1电阻，串联地连接于测定对象节点与基准电压节点之间；

第1整流电路，连接于所述第1电容器及所述第1电阻的连接节点与所述输出节点之间；以及

第2电容器，连接于所述输出节点与所述基准电压节点之间。

附图说明

图1是具备第1实施方式所涉及的电压变化率检测电路的电力变换器的电路图。

图2是示出电力变换电路的输出节点的电压波形的图。

图3是示出决定电压变化率检测电路中的电路参数的过程的图。

图4A是在本实施方式所涉及的电压变化率检测电路的仿真中使用的电路图。

图4B是对图4A追加二极管的电路图。

图5A是图4A的交流电源的输出电压从0V上升的过渡状态的通过仿真得到的电压波形图。

图5B是在被提供图5A的电压时通过仿真得到的图4A的电压变化率检测电路的输出电压波形图。

图6是示出图1的电压变化率检测电路的实验结果的电压波形图。

图7是示出电压变化率检测电路的检测灵敏度的图形。

图8是一个变形例所涉及的电压变化率检测电路的电路图。

图9是一个变形例所涉及的电压变化率检测电路的电路图。

图10是一个变形例所涉及的电压变化率检测电路的电路图。

图11是图10的第1切换器的电路图。

图12是示出具备第2实施方式所涉及的电压变化率检测电路的电力变换器的概略结构的框图。

(符号说明)

1：电压变化率检测电路；1a：第1电压变化率检测部；1b：第2电压变化率检测部；1c：第3电压变化率检测部；1d：第4电压变化率检测部；2、2a、2b、2c、2d：电力变换器；3：电力变换电路；4：直流电源；D1：第1整流电路；D2：第2整流电路；D3：第3整流电路；D4：第4整流电路；D5：第5整流电路；d1：第1二极管；d2：第2二极管。

具体实施方式

以下，详细说明本公开的实施方式。

(第1实施方式)

图1是具备第1实施方式所涉及的电压变化率检测电路1的电力变换器2的电路图。图1的电压变化率检测电路1与作为电力变换电路3的输出节点的测定对象节点n1连接。电力变换器2具备电压变化率检测电路1和电力变换电路3。电力变换电路3例如使用开关元件Q1、Q2将直流电压变换为交流电压。图1的电力变换电路3具有直流电源4、电容器C10、以及开关元件Q1、Q2，但电力变换电路3的具体的电路结构没有限制。

图1的电压变化率检测电路1检测电力变换电路3的输出电压的时间变化率dv/dt。以下，将电力变换电路3的输出节点称为测定对象节点n1。图1的电压变化率检测电路1具有第1电容器C1、第1电阻R1、第1整流电路D1、以及第2电容器C2。第1电容器C1和第1电阻R1串联地连接于测定对象节点n1与基准电压节点Vss之间。基准电压节点Vss是指例如接地节点。图1的电力变换电路3的至少一部分的结构零件在基板上能够通过半导体工艺形成，能够芯片化。

第1整流电路D1是例如二极管D1。在图1的例子中，二极管D1的阳极与第1电容器C1和第1电阻R1的连接节点连接。二极管D1的阴极与电压变化率检测电路1的输出节点OUT连接。第2电容器C2连接于电压变化率检测电路1的输出节点OUT与基准电压节点Vss之间。第2电容器C2积蓄与电力变换电路3的输出电压的时间变化率dv/dt对应的电荷。因此，从电压变化率检测电路1的输出节点OUT输出具有与第2电容器C2的积蓄电荷对应的电压电平的直流信号。该直流信号是表示电力变换电路3的输出节点的时间变化率dv/dt的信号。

另外，图1的电压变化率检测电路1具有切换是否使第2电容器C2的积蓄电荷放电的第1切换器SW1。第1切换器SW1连接于电压变化率检测电路1的输出节点OUT与基准电压节点Vss之间。即，第2电容器C2和第1切换器SW1并联连接于电压变化率检测电路1的输出节点OUT与基准电压节点Vss之间。

在检测电力变换电路3的输出电压的时间变化率dv/dt这样的观点中，第1切换器SW1并非必须的结构零件，但在从电压变化率检测电路1输出与某个时刻下的时间变化率dv/dt对应的直流信号之后，只要不使第2电容器C2的积蓄电荷放电，则无法检测其他时刻下的电力变换电路3的输出电压的时间变化率dv/dt。因此，为了使第2电容器C2的积蓄电荷定期地放电，设置有第1切换器SW1。

接下来，说明图1的电压变化率检测电路1的动作。在电力变换电路3的输出节点n1的电压上升时，过渡性地经由第1电容器C1在第1电阻R1中流过电流。由此，第1电阻R1的两端电压变大，并且经由二极管D1在第2电容器C2中也流过电流而积蓄电荷，与其对应地电压变化率检测电路1的输出节点OUT的电压电平变大。即使电力变换电路3的输出节点n1的电压达到峰值或者开始下降，第2电容器C2的积蓄电荷只要第1切换器SW1是截止的就不会放电，所以保持与第2电容器C2的一端连接的输出节点OUT的电压电平。因此，从电压变化率检测电路1的输出节点OUT输出与电力变换电路3的输出节点n1的电压的时间变化率dv/dt对应的电压电平的直流信号。

电力变换电路3的输出节点n1的电压周期性地变化，所以需要在第2电容器C2中积蓄与dv/dt对应的电荷之后，接下来，在到达希望检测电力变换电路3的输出节点n1的电压的dv/dt的定时之前，使第2电容器C2的积蓄电荷放电。具体而言，通过使第1切换器SW1成为导通，第2电容器C2的积蓄电荷被放电。在第2电容器C2放电之后，在第2电容器C2中再次积蓄与电力变换电路3的输出节点n1的电压的时间变化率dv/dt对应的电荷，从电压变化率检测电路1输出与dv/dt对应的电压电平的直流信号。

这样，图1的电压变化率检测电路1每当通过第1切换器SW1使第2电容器C2放电时，能够将电力变换电路3的输出节点n1的电压的时间变化率dv/dt检测为直流信号。

图2是示出电力变换电路3的输出节点(测定对象节点n1)的电压波形的图。电力变换电路3从其输出节点n1输出电压电平周期性地变化的交流电压。图2示出电力变换电路3的输出节点n1的电压电平从0V上升的过渡状态的电压波形。本实施方式所涉及的电压变化率检测电路1输出将图2所示的过渡状态的电压波形中的电压的时间变化率dv/dt的值作为电压电平的直流信号。如图2的电压波形所示，电力变换电路3的输出节点n1的电压的时间变化率dv/dt在过渡状态中大致恒定，在第2电容器C2中积蓄与此时的时间变化率dv/dt对应的电荷，根据该积蓄电荷，从输出节点OUT输出直流信号。

在图3所示的过程中，决定本实施方式所涉及的电压变化率检测电路1中的第1电容器C1以及第2电容器C2的电容值和第1电阻R1的电阻值。首先，决定第1电容器C1的电容值(步骤S1)。在此，例如，将第1电容器C1的电容值设定为电力变换电路3的寄生电容的1/10以下。由此，能够使电压变化率检测电路1的输出节点OUT的电压迅速地变化。

接下来，决定第1电阻R1的电阻值(步骤S2)。能够通过第1电阻R1的电阻值，控制从电压变化率检测电路1的输出节点OUT输出的直流信号的电压电平、即增益。

在此，从电压变化率检测电路1的输出节点OUT输出的直流信号Vout能够用以下的式(1)表示。式(1)通过对从输入至输出的传递函数进行拉普拉斯变换而得到。

Vout＝C1×R×(dv/dt)×[1-exp{-t/R(C1+C2)}]…(1)

接下来，决定第2电容器C2的电容值(步骤S3)。在此，以使电力变换电路3的时间常数T、第1电容器C1及第2电容器C2的电容值、以及第1电阻R1的电阻值的关系满足以下的式(2)的方式，决定第2电容器C2的电容值。也可以将步骤S2和S3合并，以满足式(2)的方式，决定第1电阻R1的电阻值和第2电容器C2的电容值。式(2)的右边的2.2是与电压变化率检测电路1的输出节点OUT的电压从10％成为90％的时间对应的系数。

T≥2.2×R×(C1+C2)…(2)

在此，电力变换电路3的输出节点n1的时间常数T被设定为例如100n秒以下。在该情况下，根据式(2)，以满足以下的式(3)的方式，决定第1电阻R1的电阻值和第2电容器C2的电容值。

45.5≥R×(C1+C2)…(3)

图4A是在本实施方式所涉及的电压变化率检测电路1的仿真中使用的电路图。图4A的电路成为从图1的电压变化率检测电路1省略二极管D1的电路结构。二极管D1本来是如图4B所示，连接于电容器C1、C2之间。代替图4A的电力变换电路3而连接交流电源10。图5A是图4A的交流电源10的输出电压从0V上升的过渡状态的通过仿真得到的电压波形图。图5B是在作为交流电源10的输出电压被提供图5A的电压时通过仿真得到的图4A的电压变化率检测电路1的输出电压波形图。

从图5B的电压波形可知，在交流电源10的电压线性地上升时，与其相伴地，图4A的电压变化率检测电路1的输出节点OUT的电压也急剧上升，在第2电容器C2中积蓄满电荷时，电压变化率检测电路1的输出节点OUT的电压变得恒定。其是输出与图1的电力变换电路3的输出节点n1的电压的时间变化率dv/dt的值对应的直流信号的状态。

图4A的电压变化率检测电路1不具有二极管D1，所以在电力变换电路3的输出节点n1的电压达到峰值的时间点，第2电容器C2的积蓄电荷经由第1电阻R1被放电。

在假设如图4B所示在第1电容器C1以及第2电容器C2的连接节点与第2电容器C2之间连接有二极管D1的情况下，与图1的电压变化率检测电路1相同，如在图5B中虚线所示，电压变化率检测电路1的输出节点OUT的电压保持恒定的电压振幅。

图6是示出图1的电压变化率检测电路1的实验结果的电压波形图。图6的波形w1是电压变化率检测电路1的输出节点OUT的电压波形，波形w2是将波形w1的一部分放大的电压波形图，波形w3是电力变换电路3的输出节点n1的电压波形图。波形w1～w3是用示波器测定出的电压波形。

如图6所示，在电力变换电路3的输出节点n1的电压从0V上升时，如波形w2所示，在短暂的期间内，电压变化率检测电路1的输出节点OUT的电压大幅变动，但在超过0.8μ秒时，成为与电力变换电路3的输出节点n1的电压对应的大致直流信号。稳定化的直流信号的电压电平的时间变化率dv/dt是35V/n秒程度。

另一方面，电力变换电路3的输出节点n1的电压如波形w3所示，变化极其短的时间，其峰值是35V/n秒程度。比较波形w3和w2可知，从电压变化率检测电路1的输出节点OUT输出的电压电平是与电力变换电路3的输出节点n1的电压的时间变化率dv/dt的值相同的程度。由此可知，图1的电压变化率检测电路1正确地检测电力变换电路3的输出节点n1的电压的时间变化率dv/dt。

图7是示出电压变化率检测电路1的检测灵敏度的图形。图7的图形g1是示出在使电力变换电路3的输出节点n1的电压的时间变化率dv/dt变化的情况下电压变化率检测电路1的输出节点OUT的电压如何变化的图形。另外，图形g2是示出在使电力变换电路3的输出节点n1的电压的时间变化率dv/dt变化的情况下电压变化率检测电路1的检测灵敏度如何变化的图形。

从图形g2可知，即使电力变换电路3的输出节点n1的电压的时间变化率dv/dt变化，电压变化率检测电路1的检测灵敏度也几乎不变化，所以电压变化率检测电路1的实用性以及可靠性充分高。另外，从图形g1可知，能够使电压变化率检测电路1的输出节点OUT的直流信号电平针对电力变换电路3的输出节点n1的电压的时间变化率dv/dt的变化而言大致线性地变化，线性性优良。

图1的电压变化率检测电路1在第1整流电路D1中仅具有1个二极管D1，该二极管D1的阳极与第1电容器C1和第1电阻R1的连接节点连接，二极管D1的阴极与输出节点OUT连接，所以只能在电力变换电路3的输出节点n1的电压上升时输出与dv/dt对应的直流信号。不仅是电力变换电路3的输出节点电压上升的情况，而且在下跳变的情况下，为了输出与dv/dt对应的直流信号，电压变化率检测电路1考虑例如图8的电路结构。

图8的电压变化率检测电路1具有第1电压变化率检测部1a、和第2电压变化率检测部1b。第1电压变化率检测部1a与电力变换电路3的输出节点(测定对象节点n1)连接，从第1输出节点OUT1输出表示测定对象节点n1的上升沿电压的时间变化率dv/dt的第1直流信号。第1电压变化率检测部1a的电路结构与图1的电压变化率检测电路1的电路结构相同。

更具体而言，第1电压变化率检测部1a具有与第1电容器C1对应的第3电容器C3、与第1电阻R1对应的第2电阻R2、与第1整流电路D1对应的第2整流电路D2、与第2电容器C2对应的第4电容器C4、以及与第1切换器SW1对应的第2切换器SW2。

第2电压变化率检测部1b与电力变换电路3的输出节点(测定对象节点n1)连接，从第2输出节点OUT2输出表示测定对象节点n1的上升沿电压的时间变化率dv/dt的第2直流信号。第2电压变化率检测部1b的电路结构与图1的电压变化率检测电路1的电路结构相同。

更具体而言，第2电压变化率检测部1b具有与第1电容器C1对应的第5电容器C5、与第1电阻R1对应的第3电阻R3、与第1整流电路D1对应的第3整流电路D3、与第2电容器C2对应的第6电容器C6、以及与第1切换器SW1对应的第3切换器SW3。

在图8的电压变化率检测电路1中，独立地设置电力变换电路3的输出节点的电压上升的情况的电路(第1电压变化率检测部1a)、和下跳变的情况的电路(第2电压变化率检测部1b)，所以电路规模成为图1的电压变化率检测电路1的约2倍。

图9是示出比图8更简化电路结构的电压变化率检测电路1的另一例子的电路图。图9的电压变化率检测电路1具有第3电压变化率检测部1c、和第4电压变化率检测部1d。

第3电压变化率检测部1c与第1电容器C1以及第1电阻R1的连接节点连接，从第1输出节点OUT1输出表示测定对象节点n1的上升沿电压的时间变化率dv/dt的信号。更具体而言，第3电压变化率检测部1c具有与第1整流电路D1对应的第4整流电路D4、和与第2电容器C2对应的第7电容器C7。另外，第3电压变化率检测部1c具有与第7电容器C7并联连接的第4切换器SW4。第4切换器SW4切换是否使第7电容器C7的积蓄电荷放电。第4整流电路D4是具有连接于第1电容器C1与第1电阻R1之间的阳极、和与第1输出节点OUT连接的阴极的二极管。

第4电压变化率检测部1d与第1电容器C1以及第1电阻R1的连接节点连接，从第2输出节点OUT输出表示测定对象节点n1的下降沿电压的时间变化率dv/dt的信号。更具体而言，第4电压变化率检测部1d具有与第1整流电路D1对应的第5整流电路D5、和与第2电容器C2对应的第8电容器C8。另外，第4电压变化率检测部1d具有与第8电容器C8并联连接的第5切换器SW5。第5切换器SW5切换是否使第8电容器的积蓄电荷放电。第5整流电路D5是具有连接于第1电容器C1与第1电阻R1之间的阳极、和与第2输出节点OUT连接的阴极的二极管。

图9的电压变化率检测电路1由于第3电压变化率检测部1c和第4电压变化率检测部1d共用第1电容器C1和第1电阻R1，所以相比于图8的电压变化率检测电路1，能够更简化电路结构。

图10是示出比图9更简化电路结构的电压变化率检测电路1的另一例子的电路图。在图10的电压变化率检测电路1中，第1整流电路D1的内部结构与图1的电压变化率检测电路1不同。更具体而言，图10的第1整流电路D1具有第1二极管d1和第2二极管d2。第1二极管d1与图1的二极管同样地，具有与第1电容器C1以及第1电阻R1的连接节点连接的阳极、和与电压变化率检测电路1的输出节点OUT连接的阴极。第2二极管d2具有与第1电容器C1以及第1电阻R1的连接节点连接的阴极、和与电压变化率检测电路1的输出节点OUT连接的阳极。

图10的电压变化率检测电路1中的第1切换器SW1例如图11所示，具有级联连接的PMOS晶体管Q3以及NMOS晶体管Q4。在PMOS晶体管Q3和NMOS晶体管Q4的各个中，内置有具有与源极连接的阳极、和与漏极连接的阴极的体二极管D6、D7。这些体二极管D6、D7的连接方向相互相逆，所以无妨碍第1二极管D4和第2二极管D5的动作的可能性。

这样，在第1实施方式中，将电力变换电路3的输出节点n1的电压的时间变化率dv/dt检测为直流信号，所以无需根据使用示波器等测量的电力变换电路3的输出节点n1的电压波形来计算dv/dt，能够简易并且高精度地检测dv/dt。特别地，即使在电力变换电路3的输出节点n1的电压的上升沿期间、下降沿期间结束之后，电压变化率检测电路1也输出与dv/dt对应的电压电平的直流信号，所以能够在事后进行dv/dt的解析。

另外，本实施方式所涉及的电压变化率检测电路1能够由包括第1电容器C1、第1电阻R1、第1整流电路D1以及第2电容器C2的简易的电路构成，所以能够低成本地检测dv/dt的值。

进而，本实施方式所涉及的电压变化率检测电路1具有使第2电容器C2的积蓄电荷放电的第1切换器SW1，所以通过定期地使第2电容器C2的积蓄电荷放电，能够持续地输出与电力变换电路3的输出电压的时间变化率dv/dt对应的直流信号。

从本实施方式所涉及的电压变化率检测电路1输出的直流信号包含电力变换电路3的输出电压的时间变化率的信息，所以如后所述能够反馈到电力变换电路3的电力变换动作。即，能够通过从电压变化率检测电路1输出的直流信号来判断电力变换电路3的电力变换动作是否正常，所以通过使该直流信号反馈来控制电力变换电路3中的开关元件Q1、Q2的栅极电压，能够使电力变换电路3的电力变换动作最佳化。

(第2实施方式)

第2实施方式是将从电压变化率检测电路1输出的直流信号用于电力变换电路3的控制的例子。

图12是示出具备第2实施方式所涉及的电压变化率检测电路1的电力变换器2的概略结构的框图。图12的电力变换器2具备电压变化率检测电路1、电力变换电路3、以及控制电路11。

电压变化率检测电路1具有与上述图1、图8、图9或者图10同样的电路结构。电力变换电路3例如具有级联连接的多个开关元件Q1、Q2、和与各开关元件Q1、Q2的栅极连接的可变电阻器12、13。此外，电力变换电路3的内部结构是任意的，可考虑各种电路结构。用电力变换电路3电力变换后的交流电压用于驱动例如马达等负载。

控制电路11根据从电压变化率检测电路1输出的直流信号的电压电平，控制各开关元件Q1、Q2的栅极电压。在更具体的一个例子中，控制电路11通过根据直流信号的电压电平而控制可变电阻器12、13的电阻值，控制各开关元件Q1、Q2的栅极电压。

电力变换电路3中的开关元件Q1、Q2被期待以预先决定的频率以及占空比进行开关动作。由于温度、电压变动、或者负载变动等，开关元件Q1、Q2的开关动作有时偏离期望的动作，在该情况下，电力变换电路3的输出节点n1的电压的时间变化率dv/dt成为与期望的值不同的值。因此，在本实施方式中，用电压变化率检测电路1监视电力变换电路3的输出节点n1的电压的时间变化率dv/dt，将与从电压变化率检测电路1输出的dv/dt对应的电压电平的直流信号供给给控制电路11。控制电路11根据该直流信号的电压电平，以使电力变换电路3的输出节点n1的电压的时间变化率dv/dt成为期望的值的方式，控制电力变换电路3中的开关元件Q1、Q2的栅极电压。

这样，通过从电压变化率检测电路1输出表示电力变换电路3的输出电压的时间变化率的直流信号，能够使用该直流信号使电力变换电路3的电力变换动作最佳化。更具体而言，通过用上述直流信号控制电力变换电路3中的开关元件Q1、Q2的栅极电压，能够在简化电路结构的同时，将电力变换电路3的输出电压波形控制为期望的电压波形。

此外，能够将上述实施方式总结为以下的技术方案。

技术方案1

一种电压变化率检测电路，具有输出表示测定对象节点的电压的时间变化率的直流信号的输出节点，其中，所述电压变化率检测电路具备：

第1电容器及第1电阻，串联地连接于测定对象节点与基准电压节点之间；

第1整流电路，连接于所述第1电容器及所述第1电阻的连接节点与所述输出节点之间；以及

第2电容器，连接于所述输出节点与所述基准电压节点之间。

技术方案2

在技术方案1记载的电压变化率检测电路中，

具备切换器，该切换器连接于所述输出节点与所述基准电压节点之间，切换是否使所述第2电容器的积蓄电荷放电。

技术方案3

在技术方案2记载的电压变化率检测电路中，

所述切换器在从所述输出节点输出的所述直流信号的电压电平稳定之后成为导通，使所述第2电容器放电。

技术方案4

在技术方案1至3中的任意一项记载的电压变化率检测电路中，

所述第1电容器具有所述测定对象节点的寄生电容的1/10以下的电容值。

技术方案5

在技术方案1至4中的任意一项记载的电压变化率检测电路中，

以使直至从所述输出节点输出与所述测定对象节点的电压变化对应的所述直流信号所需的时间常数成为100n秒以下的方式设定所述第1电容器的电容、所述第2电容器的电容以及所述第1电阻的电阻值。

技术方案6

在技术方案5记载的电压变化率检测电路中，

以使所述时间常数T满足式(1)的方式设定所述第1电容器的电容C1、所述第2电容器的电容C2、以及所述第1电阻的电阻值R。

T≥2.2×R×(C1+C2)…(1)

技术方案7

在技术方案1至6中的任意一项记载的电压变化率检测电路中，

所述输出节点的电压Vout使用所述测定对象节点的电压的时间变化率dv/dt、所述第1电容器的电容C1、所述第2电容器的电容C2、以及所述第1电阻的电阻值R，通过式(2)表示。

Vout＝C1×R×(dv/dt)×[1-exp{-t/R(C1+C2)}]…(2)

技术方案8

在技术方案1至7中的任意一项记载的电压变化率检测电路中，具备：

第1电压变化率检测部，与所述测定对象节点连接，从第1输出节点输出表示所述测定对象节点的上升沿电压的时间变化率的第1直流信号；以及

第2电压变化率检测部，与所述测定对象节点连接，从第2输出节点输出表示所述测定对象节点的下降沿电压的时间变化率的第2直流信号，

所述第1电压变化率检测部具有与所述第1电容器对应的第3电容器、与所述第1电阻对应的第2电阻、与所述第1整流电路对应的第2整流电路、以及与所述第2电容器对应的第4电容器，

所述第2电压变化率检测部具有与所述第1电容器对应的第5电容器、与所述第1电阻对应的第3电阻、与所述第1整流电路对应的第3整流电路、以及与所述第2电容器对应的第6电容器。

技术方案9

在技术方案1至7中的任意一项记载的电压变化率检测电路中，具备：

第3电压变化率检测部，与所述第1电容器及所述第1电阻的连接节点连接，从第1输出节点输出表示所述测定对象节点的上升沿电压的时间变化率的信号；以及

第4电压变化率检测部，与所述第1电容器及所述第1电阻的连接节点连接，从第2输出节点输出表示所述测定对象节点的下降沿电压的时间变化率的信号，

所述第3电压变化率检测部具有与所述第1整流电路对应的第4整流电路、和与所述第2电容器对应的第7电容器，

所述第4电压变化率检测部具有与所述第1整流电路对应的第5整流电路、和与所述第2电容器对应的第8电容器。

技术方案10

在技术方案1至7中的任意一项记载的电压变化率检测电路中，

所述第1整流电路具有：

第1二极管，具有与所述第1电容器及所述第1电阻的连接节点连接的阳极、和与所述输出节点连接的阴极；以及

第2二极管，具有与所述第1电容器及所述第1电阻的连接节点连接的阴极、和与所述输出节点连接的阳极。

技术方案11

一种半导体装置，在基板上配置有电压变化率检测电路，该电压变化率检测电路具有输出表示测定对象节点的电压的时间变化率的直流信号的输出节点，其中，

所述电压变化率检测电路具备：

第1电容器及第1电阻，串联地连接于测定对象节点与基准电压节点之间；

第1整流电路，连接于所述第1电容器及所述第1电阻的连接节点与所述输出节点之间；以及

第2电容器，连接于所述输出节点与所述基准电压节点之间。

技术方案12

一种电力变换器，具备：

电力变换电路，进行电力变换；

电压变化率检测电路，具有输出表示所述电力变换电路的输出电压的时间变化率的直流信号的输出节点；以及

控制电路，根据所述直流信号，控制所述电力变换电路，其中，

所述电压变化率检测电路具有：

第1电容器及第1电阻，串联地连接于输出由所述电力变换电路电力变换后的电压的测定对象节点与基准电压节点之间；

第1整流电路，连接于所述第1电容器及所述第1电阻的连接节点与所述输出节点之间；以及

第2电容器，连接于所述输出节点与所述基准电压节点之间。

技术方案13

在技术方案12记载的电力变换器中，

所述电力变换电路具有与所述测定对象节点连接的开关元件，

所述控制电路以使所述直流信号成为预定的电压电平的方式根据所述直流信号，控制所述开关元件的控制端子的电压。

技术方案14

在技术方案12或者13记载的电力变换器中，

所述电压变化率检测电路具备切换器，该切换器连接于所述输出节点与所述基准电压节点之间，切换是否使所述第2电容器的积蓄电荷放电。

技术方案15

在技术方案14记载的电力变换器中，

所述切换器在从所述输出节点输出的所述直流信号的电压电平稳定之后成为导通，使所述第2电容器放电。

技术方案16

在技术方案12至15中的任意一项记载的电力变换器中，

所述第1电容器具有所述测定对象节点的寄生电容的1/10以下的电容值。

技术方案17

在技术方案12至16中的任意一项记载的电力变换器中，

以使直至从所述输出节点输出与所述测定对象节点的电压变化对应的所述直流信号所需的时间常数成为100n秒以下的方式，设定所述第1电容器的电容、所述第2电容器的电容以及所述第1电阻的电阻值。

技术方案18

在技术方案17记载的电力变换器中，

以使所述时间常数T满足式(3)的方式，设定所述第1电容器的电容C1、所述第2电容器的电容C2、以及所述第1电阻的电阻值R。

T≥2.2×R×(C1+C2)…(3)

技术方案19

在技术方案12至18中的任意一项记载的电力变换器中，

所述输出节点的电压Vout使用所述测定对象节点的电压的时间变化率dv/dt、所述第1电容器的电容C1、所述第2电容器的电容C2、以及所述第1电阻的电阻值R，通过式(4)表示。

Vout＝C1×R×(dv/dt)×[1-exp{-t/R(C1+C2)}]…(4)

技术方案20

在技术方案12至19中的任意一项记载的电力变换器中，

所述电压变化率检测电路具备：

第1电压变化率检测部，与所述测定对象节点连接，从第1输出节点输出表示所述测定对象节点的上升沿电压的时间变化率的第1直流信号；以及

第2电压变化率检测部，与所述测定对象节点连接，从第2输出节点输出表示所述测定对象节点的下降沿电压的时间变化率的第2直流信号，

所述第1电压变化率检测部具有与所述第1电容器对应的第3电容器、与所述第1电阻对应的第2电阻、与所述第1整流电路对应的第2整流电路、以及与所述第2电容器对应的第4电容器，

所述第2电压变化率检测部具有与所述第1电容器对应的第5电容器、与所述第1电阻对应的第3电阻、与所述第1整流电路对应的第3整流电路、以及与所述第2电容器对应的第6电容器。

虽然说明了本公开的几个实施方式，但这些实施方式仅为例示，未意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式实施，能够在不脱离发明的要旨的范围内，进行各种省略、置换、变更。这些实施方式、其变形包含于发明的范围、要旨，并且包含于权利要求书记载的发明和其均等的范围。

Claims (10)

1.一种电压变化率检测电路，具有输出表示测定对象节点的电压的时间变化率的直流信号的输出节点，其中，所述电压变化率检测电路具备：

第1电容器及第1电阻，串联地连接于测定对象节点与基准电压节点之间；

第1整流电路，连接于所述第1电容器及所述第1电阻的连接节点与所述输出节点之间；以及

第2电容器，连接于所述输出节点与所述基准电压节点之间。

2.根据权利要求1所述的电压变化率检测电路，其中，

具备切换器，该切换器连接于所述输出节点与所述基准电压节点之间，切换是否使所述第2电容器的积蓄电荷放电。

3.根据权利要求2所述的电压变化率检测电路，其中，

所述切换器在从所述输出节点输出的所述直流信号的电压电平稳定之后成为导通，使所述第2电容器放电。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电压变化率检测电路，其中，

所述第1电容器具有所述测定对象节点的寄生电容的1/10以下的电容值。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的电压变化率检测电路，其中，

以使直至从所述输出节点输出与所述测定对象节点的电压变化对应的所述直流信号所需的时间常数成为100n秒以下的方式设定所述第1电容器的电容、所述第2电容器的电容以及所述第1电阻的电阻值。

6.根据权利要求5所述的电压变化率检测电路，其中，

以使所述时间常数T满足式(1)的方式设定所述第1电容器的电容C1、所述第2电容器的电容C2、以及所述第1电阻的电阻值R，

T≥2.2×R×(C1+C2)…(1)。

7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的电压变化率检测电路，其中，

所述输出节点的电压Vout使用所述测定对象节点的电压的时间变化率dv/dt、所述第1电容器的电容C1、所述第2电容器的电容C2、以及所述第1电阻的电阻值R，通过式(2)表示，

Vout＝C1×R×(dv/dt)×[1-exp{-t/R(C1+C2)}]…(2)。

8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的电压变化率检测电路，其中，具备：

第1电压变化率检测部，与所述测定对象节点连接，从第1输出节点输出表示所述测定对象节点的上升沿电压的时间变化率的第1直流信号；以及

第2电压变化率检测部，与所述测定对象节点连接，从第2输出节点输出表示所述测定对象节点的下降沿电压的时间变化率的第2直流信号，

所述第1电压变化率检测部具有与所述第1电容器对应的第3电容器、与所述第1电阻对应的第2电阻、与所述第1整流电路对应的第2整流电路、以及与所述第2电容器对应的第4电容器，

所述第2电压变化率检测部具有与所述第1电容器对应的第5电容器、与所述第1电阻对应的第3电阻、与所述第1整流电路对应的第3整流电路、以及与所述第2电容器对应的第6电容器。

9.根据权利要求1至7中的任意一项所述的电压变化率检测电路，其中，具备：

第3电压变化率检测部，与所述第1电容器及所述第1电阻的连接节点连接，从第1输出节点输出表示所述测定对象节点的上升沿电压的时间变化率的信号；以及

第4电压变化率检测部，与所述第1电容器及所述第1电阻的连接节点连接，从第2输出节点输出表示所述测定对象节点的下降沿电压的时间变化率的信号，

所述第3电压变化率检测部具有与所述第1整流电路对应的第4整流电路、和与所述第2电容器对应的第7电容器，

所述第4电压变化率检测部具有与所述第1整流电路对应的第5整流电路、和与所述第2电容器对应的第8电容器。

10.根据权利要求1至7中的任意一项所述的电压变化率检测电路，其中，

所述第1整流电路具有：

第1二极管，具有与所述第1电容器及所述第1电阻的连接节点连接的阳极、和与所述输出节点连接的阴极；以及

第2二极管，具有与所述第1电容器及所述第1电阻的连接节点连接的阴极、和与所述输出节点连接的阳极。

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