CN115708301A - 驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明优选能应对开关元件的高速动作。提供一种驱动开关元件的驱动装置，包括：高电位线；对开关元件的控制端子是否连接到高电位线进行切换的高电位侧切换控制部；在从开关元件的控制端子到高电位线的路径中与高电位侧切换控制部串联配置的高电位侧的第1电阻元件；在从开关元件的控制端子到高电位线的路径中与第1电阻元件并联设置的高电位侧电容器；以及对是否使高电位侧电容器放电进行控制的高电位侧放电控制部。

Description

驱动装置
技术领域
本发明涉及对开关元件进行驱动的驱动装置。
背景技术
以往，已知控制晶体管等开关元件的驱动装置(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本专利特开2000-324801号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在驱动装置中，优选能应对开关元件的高速动作。
用于解决技术问题的技术手段
为了解决上述问题，在本发明的一个方式中，提供对开关元件进行驱动的驱动装置。驱动装置可以包括高电位线。驱动装置可以包括对开关元件的控制端子是否连接到高电位线进行切换的高电位侧切换控制部。驱动装置可以包括在从开关元件的控制端子到高电位线的路径中与高电位侧切换控制部串联地进行配置的高电位侧的第1电阻元件。驱动装置可以包括在从开关元件的控制端子到高电位线的路径中与第1电阻元件并联地进行设置的高电位侧电容器。驱动装置可以包括对是否使高电位侧电容器放电进行控制的高电位侧放电控制部。
高电位侧放电控制部可以以开关元件的控制端子处的控制电压为台阶电压以上为条件，使高电位侧电容器放电。
开关元件可以是一对互补动作的开关元件中的任意元件。高电位侧放电控制部可以在从作为驱动对象的开关元件的导通完成到下次的截止开始的期间，使高电位侧电容器放电。
第1电阻元件可以配置在开关元件的控制端子与高电位侧切换控制部之间。高电位侧电容器可以在开关元件的控制端子与高电位侧切换控制部之间与第1电阻元件并联配置。
驱动装置可以包括在开关元件的控制端子与高电位侧电容器之间与第1电阻元件并联配置的高电位侧二极管。
高电位侧放电控制部可以是配置在高电位侧二极管和高电位侧电容器的连接点与高电位线之间的高电位侧开关。
驱动装置可以包括在高电位侧电容器和高电位侧开关的连接点与开关元件的控制端子之间与高电位侧二极管串联配置的高电位侧的第2电阻元件。
驱动装置可以包括在高电位侧电容器和高电位侧开关的连接点与高电位线之间与高电位侧开关串联配置的高电位侧的第3电阻元件。
驱动装置可以包括在高电位侧切换控制部和第1电阻元件的连接点与高电位侧二极管和高电位侧开关的连接点之间与高电位侧电容器串联配置的高电位侧的第4电阻元件。
高电位侧电容器的电容可以是可变的。驱动装置可以包括对高电位侧电容器的电容进行控制的电容控制部。
第2电阻元件的电阻值可以是可变的。驱动装置可以包括对第2电阻元件的电阻值进行控制的电阻控制部。
第3电阻元件的电阻值可以是可变的。驱动装置可以包括对第3电阻元件的电阻值进行控制的电阻控制部。
第4电阻元件的电阻值可以是可变的。驱动装置可以包括对第4电阻元件的电阻值进行控制的电阻控制部。
驱动装置可以包括电位低于高电位线的基准电位线。驱动装置可以包括对开关元件的控制端子是否连接到基准电位线进行切换的基准电位侧切换控制部。驱动装置可以包括与基准电位侧切换控制部串联配置在从开关元件的控制端子到基准电位线的路径中的基准电位侧的第1电阻元件。驱动装置可以包括与基准电位侧的第1电阻元件并联设置在从开关元件的控制端子到基准电位线的路径中的基准电位侧电容器。驱动装置可以包括对是否使基准电位侧电容器放电进行控制的基准电位侧放电控制部。
开关元件和高电位侧开关中的至少一方可以是碳化硅、氮化镓、氧化镓和金刚石中的至少一个为主材料的宽带隙半导体元件。
高电位侧开关可以是晶体管元件、光耦合器、数字隔离器、机械继电器和光电二极管中的任一个。
附图说明
图1是示出参考例所涉及的供电电路200的一个示例的图。
图2是示出供电电路100的结构例的图。
图3是示出开关元件112-1和基准电位侧电路140的截止时的动作例的图。
图4是示出基准电位侧电路140的其他结构例的图。
图5是示出基准电位侧电路140的其他结构例的图。
图6是示出基准电位侧电路140的其他结构例的图。
图7是示出基准电位侧电路140的其他结构例的图。
图8是示出基准电位侧电路140的其他结构例的图。
图9是示出基准电位侧电路140的其他结构例的图。
图10是示出基准电位侧电路140的其他结构例的图。
图11是示出基准电位侧电路140的其他结构例的图。
图12是示出基准电位侧电路140的其他结构例的图。
图13示出图12所示的基准电位侧电路140和开关元件112-1的等效电路。
图14是示出本发明一个实施方式所涉及的供电电路100的结构例的图。
图15是示出开关元件112-1和高电位侧电路130的动作例的图。
图16是示出高电位侧电路130的其他结构例的图。
图17是示出高电位侧电路130的其他结构例的图。
图18是示出高电位侧电路130的其他结构例的图。
图19是示出高电位侧电路130的其他结构例的图。
图20是示出高电位侧电路130的其他结构例的图。
图21是示出高电位侧电路130的其他结构例的图。
图22是示出高电位侧电路130的其他结构例的图。
图23是示出高电位侧电路130的其他结构例的图。
具体实施方式
以下，通过发明的实施方式来说明本发明，但是以下的实施方式并不限定权利要求所涉及的发明。另外，实施方式中说明的特征的组合并不全是解决本发明的技术问题的技术手段所必需的。另外，在本说明书及附图中，对具有实质上相同的功能、结构的要素标注相同的标号，从而省略重复说明，此外，与本发明没有直接关系的要素省略图示。此外，在一个附图中，对于具有相同的功能、结构的要素，有时代表地标注标号，而对于其他要素，有时省略标号。
本说明书中还可以包含被称为“相同”或“相等”的情况、具有由制造偏差等引起的误差的情况。该误差例如为10％以内。此外，被称为“相同”或“相等”的情况下，由于成本上的原因可以是接近的值。接近的值是例如“将3.1Ω作为3.3Ω”那样从非序列的值中采用E序列的值等。
图1是示出参考例所涉及的供电电路200的一个示例的图。供电电路200向负载供电。本例的供电电路200包括开关元件112-1、112—2、驱动装置210-1、210-2、控制电路114、高电位线120和基准电位线122。
作为一个示例，开关元件112-1和开关元件112-2是MOSFET等晶体管，但不限于此。各个开关元件112可以具有漏极端子、源极端子和栅极端子。在开关元件112为绝缘栅双极晶体管(IGBT)等的情况下，漏极端子和源极端子也被称为集电极端子和发射极端子。栅极端子是用于控制开关元件112的导通/截止状态的控制端子的一个示例。
本例的开关元件112-1和开关元件112-2在高电位线120与基准电位线122之间串联连接。基准电位线122上施加有接地电位等基准电位。高电位线120上施加有高于基准电位的高电位。基准电位线122和高电位线120上可以连接外部电源。此外，基准电位线122与高电位线120之间可以连接电容器116。
本例中，开关元件112-2的漏极端子连接到高电位线120，开关元件112-1的漏极端子连接到开关元件112-2的源极端子。此外，开关元件112-1的源极端子连接到基准电位线122。
供电电路200从开关元件112-1和开关元件112-2的连接点118向负载供电。开关元件112-1和开关元件112-2互补地切换导通/截止状态。即，在一个开关元件112处于导通状态的情况下，控制另一个开关元件112为截止状态。由此，对是将负载连接到高电位线120还是连接到基准电位线122进行切换。
驱动装置210-1控制开关元件112-1切换导通状态和截止状态。驱动装置210-2控制开关元件112-2切换导通状态和截止状态。驱动装置210-2可以和驱动装置210-1具有相同的功能和结构。本例中，说明驱动装置210-1的结构和动作，省略对驱动装置210-2的说明。此外在本说明书中，有时将驱动装置210-1简称为驱动装置210。
驱动装置210生成输入到开关元件112的栅极端子的控制信号。在本说明书中，有时将开关元件112-1简称为开关元件112。驱动装置210具有高电位侧电路230和基准电位侧电路240。基准电位侧电路240包括第1切换控制部11、基准电位侧的第1电阻元件21、第1电源31和第1电容器50。高电位侧电路230包括第2切换控制部12、高电位侧的第1电阻元件22和第2电源32。
第1电源31和第2电源32在高电位线40与基准电位线42之间串联地进行配置。第1电源31和第2电源32生成高电位线40与基准电位线42之间的电压。第1电源31和第2电源32的连接点91可以连接到开关元件112的源极端子。
第1切换控制部11和第2切换控制部12控制开关元件112的导通/截止状态的切换。本例的第1切换控制部11和第2切换控制部12是在高电位线40和基准电位线42之间串联地进行配置并互补地进行动作的晶体管。本说明书和附图所示的各晶体管可以是双极晶体管，可以是MOSFET，可以是IGBT，可以是以碳化硅、氮化镓、氧化镓和金刚石中的至少一个为主材料的宽带隙半导体元件，也可以是其他的半导体开关元件。第1切换控制部11和第2切换控制部12的连接点92连接到开关元件112的控制端子(栅极端子)。
第1切换控制部11对是否将开关元件112的控制端子连接到基准电位线42进行控制。本例中，第1切换控制部11处于导通状态的情况下，开关元件112的控制端子连接到基准电位线42。第2切换控制部12对是否将开关元件112的控制端子连接到高电位线40进行控制。本例中，第2切换控制部12处于导通状态的情况下，开关元件112的控制端子连接到高电位线40。
控制电路114控制第1切换控制部11和第2切换控制部12的导通/截止状态。控制电路114可以生成施加到第1切换控制部11和第2切换控制部12的控制端子上的控制信号。
第1电阻元件21在开关元件112的控制端子与基准电位线42之间的路径中与第1切换控制部11串联地进行设置。本例的第1电阻元件21配置在第1切换控制部11与基准电位线42之间，但也可以配置在连接点92与第1切换控制部11之间。第1切换控制部11处于导通时，存储在开关元件112的栅极电容中的电荷通过第1电阻元件21被抽出到基准电位线42。因此，能通过第1电阻元件21的电阻值来调整开关元件112截止的速度，调整开关元件112的主电流(本例中为漏极电流Id)的时间变化率(也被称为di/dt)。另外，开关元件112进行截止动作时，开关元件112的主电流的时间变化率所对应的浪涌电压在开关元件112的主端子(本例中为源极端子和漏极端子)上产生。
第1电阻元件22在开关元件112的控制端子与高电位线40之间的路径中与第2切换控制部12串联地进行设置。本例的第1电阻元件22配置在第2切换控制部12与高电位线40之间，但也可以配置在连接点92与第2切换控制部12之间。第2切换控制部12导通时，电荷从高电位线40通过第1电阻元件22向开关元件112的栅极电容充电。因此，能通过第1电阻元件22的电阻值来调整开关元件112导通的速度，调整开关元件112的主电流(本例中为漏极电流Id)的时间变化率(也被称为di/dt)。另外，开关元件112-1进行导通动作时，开关元件112-1的主电流的时间变化率所对应的反向恢复浪涌电压在其他开关元件(这种情况下为开关元件112-2)的主端子(本例中为源极端子和漏极端子)上产生。
如上所述，若增大第1电阻元件21的电阻值，则能减小主电流的时间变化率，抑制浪涌电压。然而，若增大第1电阻元件21的电阻值，则开关元件112的栅极电荷的放电时间变长，开关元件112从开始进行截止动作到完成为止的时间(本说明书中被称为截止时间)增大。因此，开关元件112的截止损耗增大。另外，截止完成可以是开关元件112的主电流的切断完成的定时，也可以是浪涌电压产生后的主端子间电压与电容器116的电压一致的定时。
同样地，若增大第1电阻元件22的电阻值，则能减小主电流Id的时间变化率，抑制反向恢复浪涌电压。然而，若增大第1电阻元件22的电阻值，则开关元件112的栅极电荷的充电时间变长，开关元件112从开始进行导通动作到完成为止的时间(本说明书中被称为导通时间)增大。因此，开关元件112的导通损耗增大。另外，导通完成可以是开关元件112的主电流等于流过负载的电流的定时，也可以是主端子间电压为零的定时。
另外，若减小第1电阻元件21的电阻值，则能缩短开关元件112的截止时间以减小截止损耗。然而，浪涌电压会变大。另外，若减小第1电阻元件22的电阻值，则能缩短开关元件112的截止时间以减小导通损耗。然而，反向恢复浪涌电压会变大。
近年来的半导体设备的操作频率增加，开关元件112也优选能够进行高速动作。为了使开关元件112进行高速动作，优选兼顾浪涌电压的抑制、以及截止时间和截止损耗的抑制。同样，为了使开关元件112进行高速动作，优选兼顾浪涌电压的抑制、以及导通时间和导通损耗的抑制。
供电电路200包括第1电容器50，该第1电容器50与第1电阻元件21并联设置在从开关元件112的控制端子到基准电位线42的路径中。本例的第1电容器50与第1电阻元件21并联设置在第1切换控制部11和第1电阻元件21的连接点93与基准电位线42之间。
通过设置第1电容器50，在第1切换控制部11处于导通状态后，开关元件112的栅极电荷立即经由第1切换控制部11移动到第1电容器50。该情况下，栅极电荷不通过第1电阻元件21。因此，开关元件112的栅极电压快速地降低。因此，能缩短开关元件112的截止时间。
在第1电容器50中存储了足够的电荷后，开关元件112的栅极电荷主要通过第1切换控制部11和第1电阻元件21移动到基准电位线42。因此，能通过第1电阻元件21调整主电流的时间变化率，能够抑制浪涌电压。
由此，通过设置第1电容器50，能够缩短开关元件112的截止时间并抑制浪涌电压。同样地，通过与第1电阻元件22并联设置第2电容器，能够缩短开关元件112的导通时间并抑制浪涌电压。
然而，重复开关元件112的导通、截止的情况下，如果在上次截止时存储在第1电容器50中的电荷在下次截止时之前没有充分放电，则在下次截止时不能向第1电容器50移动足够的栅极电荷。该情况下，不能缩短截止时间这一点也同样适用于导通动作中的第2电容器。
本例中，第1电阻元件21兼作为第1电容器50的放电电路。因此，存储在第1电容器50中的电荷经由第1电阻元件21进行放电。因此，若以抑制浪涌电压为目的来增大第1电阻元件21的电阻值，则第1电容器50的存储电荷的放电变慢，有可能产生在下次截止时之前不能使存储电荷充分放电的情况。特别地，当开关元件112进行高速动作时，第1电容器50可能来不及放电。若减小第1电阻元件21的电阻值，则第1电容器50的放电时间会缩短，但难以抑制浪涌电压。同样地，当与第1电阻元件22并联设置第2电容器的情况下，第1电阻元件22兼作为第2电容器的放电电路。因此，若以抑制浪涌电压为目的来增大第1电阻元件22的电阻值，则第2电容器的放电变慢，有可能产生在下次导通时之前不能使第2电容器充分放电的情况。特别地，当开关元件112进行高速动作时，第2电容器可能来不及放电。若减小第1电阻元件22的电阻值，则第2电容器50的放电时间会缩短，但难以抑制浪涌电压。
图2是示出供电电路100的结构例的图。供电电路100包括驱动装置110-1、110-2，以代替图1所示的驱动装置210-1、210-2。驱动装置110以外的结构与图1所示的供电电路200相同。驱动装置110-2可以和驱动装置110-1具有相同的功能和结构。本例中，说明驱动装置110-1的结构和动作，省略对驱动装置110-2的说明。此外在本说明书中，有时将驱动装置110-1简称为驱动装置110。
驱动装置110驱动开关元件112。驱动装置110具有高电位侧电路130和基准电位侧电路140。驱动装置110与驱动装置210相同，包括第1电源31、第2电源32、第1切换控制部11、第2切换控制部12、第1电阻元件21、第1电阻元件22和第1电容器50。这些结构中，第1电源31、第1切换控制部11、第1电阻元件21和第1电容器50包含在基准电位侧电路140中。第1切换控制部11是基准电位侧切换控制部的一个示例，第1电容器50是基准电位侧电容器的一个示例。此外，第2电源32、第2切换控制部12和第1电阻元件22包含在高电位侧电路130中。第2切换控制部12是高电位侧切换控制部的一个示例。图2的示例中，第1电阻元件21配置在连接点92与第1切换控制部11之间，第1电阻元件22配置在连接点92与第2切换控制部12之间。在其他示例中，第1电阻元件21可以配置在第1切换控制部11与基准电位线42之间。此外，第1电阻元件22可以配置在第2切换控制部12与高电位线40之间。
第1电容器50与第1电阻元件21并联设置在从开关元件112的控制端子到基准电位线42的路径中。本例的第1电容器50与第1电阻元件21并联配置在开关元件112的控制端子与第1切换控制部11(或连接点93)之间。连接点93是第1电阻元件21和第1切换控制部11的连接点。
基准电位侧电路140还包括对第1电容器50是否放电进行控制的第1放电控制部52。第1放电控制部52是基准电位侧放电控制部的一个示例。第1放电控制部52与第1切换控制部11分开设置。本例的第1放电控制部52是对是否将第1电容器50的开关元件112侧的电极连接到基准电位线42进行切换的第1晶体管。第1晶体管是基准电位侧晶体管的一个示例。若第1切换控制部11处于导通状态，并且第1放电控制部52处于导通状态，则第1电容器50的两端连接到基准电位线42。由此，使第1电容器50放电而不经由第1电阻元件21。另外，第1切换控制部11和第1放电控制部52的导通电阻与第1电阻元件21相比足够小。
第1放电控制部52在第1切换控制部11处于导通状态的定时之后进入导通状态。由此，第1切换控制部11处于导通状态之后的规定期间内，开关元件112的栅极电荷向第1电容器50移动，开关元件112的栅极电压迅速降低。因此，能缩短开关元件112的截止时间。然后，第1放电控制部52处于导通状态，从而使第1电容器50的存储电荷放电而不经由第1电阻元件21。由此，可以使第1电容器50的存储电荷迅速地放电，并且即使在开关元件112进行高速动作的情况下，也能充分地进行第1电容器50的放电。此外，通过调整第1电阻元件21的电阻值，能够抑制浪涌电压。
控制电路114可以控制第1放电控制部52的导通/截止状态。控制电路114可以基于使第1切换控制部11处于导通状态的定时来控制第1放电控制部52。例如可以在使第1切换控制部11处于导通状态之后经过规定的时间之后，使第1放电控制部52处于接通状态。此外，控制电路114也可以基于驱动装置110-1、驱动装置110-2、开关元件112-1、和开关元件112-2的任一状态来控制第1放电控制部52。各装置和元件的状态可以是电路上规定位置处电压或电流的瞬时值或时间波形。
基准电位侧电路140还可以包括第1二极管54。第1二极管54是基准电位侧二极管的一个示例。第1二极管54与第1电阻元件21并联配置在开关元件112的控制端子与第1电容器50之间。对第1晶体管54进行配置，使得从开关元件112到第1电容器50的方向为正向。通过设置第1二极管54，可以防止第1电容器50的存储电荷经由第1电阻元件21放电。本例的第1放电控制部52配置在第1二极管54和第1电容器50的连接点95与基准电位线42之间。
图3是示出开关元件112-1和基准电位侧电路140的截止时的动作例的图。图3中的横轴表示时间，纵轴表示电压或电流的大小。此外，将开关元件112的栅极电压(栅极-源极间电压)设为Vgs，将栅极电流设为Ig，将主端子间电压设为Vds，将主电流设为Id，将第1电容器50的电压设为Vc。
在图3的初始状态中，开关元件112处于导通状态。在定时t1，第1切换控制部11从截止状态转变为导通状态。由此，栅极电流Ig流动，开关元件112的栅极电荷移动到第1电容器50。栅极电压Vgs迅速下降，电容器电压Vc上升。在图3中，将流入开关元件112的控制端子的栅极电流Ig设为正，将从控制端子流出的栅极电流设为负。栅极电荷移动到第1电容器50，直到栅极电压Vgs降低到开关元件112的台阶电压的定时t2。后面将描述台阶电压。为了使开关元件112的栅极电压Vgs与台阶电压一致，第1电容器50可以具有通过移动栅极电荷来存储的电容，也可以具有能够移动并存储栅极电荷直到开关元件112的栅极电压Vgs至少变为台阶电压为止的电容。
栅极电压Vgs降低到台阶电压以后(t2以后)，开关元件112的栅极电荷通过第1电阻元件21及第1切换控制部11流向基准电位线42。通过第1电阻元件21的电阻值，栅极电流Ig相对变小。另外，由于开关元件112开始截止，因此主端子间电压Vds逐渐上升。
若栅极电压Vgs下降到台阶电压后经过规定的期间，则栅极电压Vgs开始小于台阶电压(定时t3)。例如，当开关元件112的反馈电容Crss(或栅极漏极间电容Cgd)的电荷释放结束时，栅极电压Vgs开始降低。时段t2-t3的长度也可以是0。影响浪涌电压大小的主电流Id的时间变化率(di/dt)由在时段t2-t3之前的栅极电流Ig的大小确定。本例中，由于能够通过第1电阻元件21调整该期间的栅极电流Ig，因此能够抑制浪涌电压。
在图2的实施例中，在定时t3之后的规定定时t4，第1放电控制部52使第1电容器50放电。在图3的示例中，以栅极电压Vgs在第1阈值电压以下为条件，第1放电控制部52进入导通状态。第1阈值电压比台阶电压小。由此，由于第1电容器50的电容器电压Vc迅速地降低，因此即使当开关元件112进行高速动作时，也能够使第1电容器50充分放电。此外，开关元件112的栅极电流Ig也通过第1放电控制部52流向基准电位线42。因此，栅极电压Vgs也能迅速降低。另外，在定时t4使第1放电控制部52处于导通状态时，栅极电流Ig变大，但不影响在定时t3产生的浪涌电压的大小。
如上所述，根据图2和图3所示的实施例，能兼顾开关元件112的浪涌电压的抑制和截止时间的缩短，并提供即使增加开关元件112的操作频率也能够进行应对的驱动装置110。
所谓的台阶电压，可以是满足以下(1)-(3)条件中任一个以上的电压。
(1)开关元件112的栅极电荷-Vgs特性曲线上的拐点间的区间内的栅极-源极间电压Vgs。
(2)开关元件的开关动作中，主电流Id不变化的情况下，漏极-源极间电压Vds变化的期间内的栅极电压Vgs。
(3)MOSFET中的反馈电容Crss(或栅极漏极间电容Cgd)放电期间的栅极电压Vgs。
当开关元件112的制造商等设置了台阶电压的规格值时，也可以使用该规格值。
此外，第1阈值电压也可以是以下的(4)-(6)中的任一个所定义的电压，并且当开关元件112的制造商等设定阈值电压的规格值时，也可以使用该规格值。
(4)主电流Id为0的情况下的栅极电压Vgs。主电流Id为0的情况包括实质上为0的情况，如主电流小于测量设备的测量分辨率的情况。
(5)开关元件112的额定电流的0.1％的主电流Id通过时的栅极电压Vgs。这里使用的主电流Id的值只要与额定电流相比足够小即可，如低于1％，不限于额定电流的0.1％。
(6)流向开关元件112的主电流Id等于截止状态下的切断时漏电流的情况下的栅极电压Vgs。与切断时漏电流相等包括基本相等的情况，例如差值小于等于测量仪器的测量分辨率的情况。
在定时t4以后，由于第1放电控制部分52处于导通状态，所以开关元件112的控制端子和基准电位线42等效地处于短路状态。因此，开关元件112的栅极-源极间电压Vgs被固定为反向偏置电压，可以防止开关元件112错误地处于导通状态。因此，第1放电控制部52还用作防止开关元件112误导通的有源反射钳位电路。
因此，最迟在该开关元件的下一次导通开始之前完成第1电容器50的放电即可。直到该开关元件的下一次导通为止，第1电容器50可以在进行互补动作的一对开关元件112-1、112-2的死区时间期间内放电。死区时间期间是指双方的开关元件112处于截止状态(或被控制为处于截止状态)的期间。
另外，通过在该开关元件的栅极电压小于第1阈值电压的时刻使第1放电控制部52导通，第1放电控制部52还可以用作有源反射钳位电路。
控制电路114可以基于栅极电压Vgs、栅极电流Ig、主端子间电压Vds、主电流Id中的至少一个来控制第1放电控制部52。控制电路114可基于其中至少一个来推测栅极电压Vgs开始小于台阶电压的定时t3。例如，控制电路114可以将主端子间电压Vds指示峰值的定时检测为t3，也可以将主电流Id从稳定值开始下降的定时检测为t3。控制电路114可以在定时t3之后的规定定时将第1放电控制部52控制为导通状态。
图4是示出基准电位侧电路140的其他结构例的图。本例的基准电位侧电路140除了图2中所说明的基准电位侧电路140的结构之外，还包括基准电位侧的第2电阻元件24。第2电阻元件24与第1二极管54串联配置在第1电容器50和第1放电控制部52的连接点95与开关元件112的控制端子之间。图4的示例中，第2电阻元件24配置在第1二极管54与连接点95之间，但是在其他示例中，第2电阻元件24可以配置在第1二极管54与开关元件112的控制端子之间。通过以这种方式配置第2电阻元件24，不会降低第1电容器50的放电速度，能将流到第1二极管54的电流限制在第1二极管54的限制值之内。
通过设置第2电阻元件24，可以调整流过第1二极管54的电流。例如，通过设置第2电阻元件24，可以防止超过额定的电流通过第1二极管54。另外为了缩短截止时间，优选第2电阻元件24的电阻值小于第1电阻元件21的电阻值。
此外，通过调整第2电阻元件24的电阻值，可以调整从开关元件112的控制端子流向第1电容器50的电流。由此，可以调整主端子间电压Vds的时间变化率。进而，通过调整第1电阻元件21的电阻值，能够调整从开关元件112的控制端子经由第1电阻元件21和第1切换控制部11流向基准电位线42的电流。由此，可以调整主电流Id的时间变化率。即，在本示例中，通过单独地调整第1电阻元件21和第2电阻元件24，可以单独地调整主端子间电压Vds的时间变化率和主电流Id的时间变化率。由此，可以在不增加浪涌电压的情况下增加开关速度，并且可以减少开关损耗。
图5是示出基准电位侧电路140的其他结构例的图。本例的基准电位侧电路140除了图2至图4中所说明的任意基准电位侧电路140的结构之外，还包括基准电位侧的第3电阻元件26。基准电位侧电路140如图4所示，也可以包括第2电阻元件24。第3电阻元件26与第1放电控制部52串联配置在连接点95与基准电位线42之间。在图5的示例中，第3电阻元件26配置于第1放电控制部52与连接点95之间，但是在其他示例中，第3电阻元件26也可以配置在第1放电控制部52与基准电位线42之间。由此，通过配置第3电阻元件26，可以在不增加截止时间的情况下将流向第1放电控制部52的电流限制在第1放电控制部52的限制值之内。
通过设置第3电阻元件26，可以调整流过第1放电控制部52的电流。例如，通过设置第3电阻元件26，可以防止超过额定的电流通过第1放电控制部52。另外为了缩短截止时间，优选第3电阻元件26的电阻值小于第1电阻元件21的电阻值。
图6是示出基准电位侧电路140的其他结构例的图。本例的基准电位侧电路140除了图2至图5中所说明的基准电位侧电路140的结构之外，还包括基准电位侧的第4电阻元件28。基准电位侧电路140如图4和图5所示，可以包括第2电阻元件24和第3电阻元件26的至少一方。第4电阻元件28与第1电容器50串联配置在连接点93与连接点95之间。在图6的示例中，第4电阻元件28配置在连接点93与第1电容器50之间，但是在其他示例中，第4电阻元件28也可以配置在连接点95与第1电容器50之间。以这种方式配置第4电阻元件28，可以将流向第1电容器50的电流限制在第1电容器50的限定值之内，而不降低第1放电控制部52所具有的反射钳位电路的效果。
通过设置第4电阻元件28，可以调整流过第1电容器50的电流。例如，通过设置第4电阻元件28，可以防止超过额定的电流流过第1电容器50或第1晶体管54。另外为了缩短截止时间，优选第4电阻元件28的电阻值小于第1电阻元件21的电阻值。
此外，通过调整第4电阻元件28的电阻值，可以调整从开关元件112的控制端子流向第1电容器50的电流。由此，可以调整主端子间电压Vds的时间变化率。进而，通过调整第1电阻元件21的电阻值，能够调整从开关元件112的控制端子经由第1电阻元件21和第1切换控制部11流向基准电位线42的电流。由此，可以调整主电流Id的时间变化率。即，在本示例中，通过单独地调整第1电阻元件21和第4电阻元件28，可以单独地调整主端子间电压Vds的时间变化率和主电流Id的时间变化率。由此，可以在不增加浪涌电压的情况下增加开关速度，并且可以减少开关损耗。
图7是示出基准电位侧电路140的其他结构例的图。本例的基准电位侧电路140在图2至图6中所说明的任意基准电位侧电路140的结构中，第1电容器50的电容是可变的。此外，驱动装置110可以包括控制第1电容器50的电容的电容控制部124。第1电容器50和电容控制部124以外的结构与图2至图6所说明的任意示例相同。
电容控制部124可以调整第1电容器50的电容，以使得图3所示的期间t1-t3接近0。由此，能够使栅极电压Vgs小于台阶电压的定时t3提前，能缩短开关元件112的截止时间。
例如，若增大第1电容器50的电容，则能将更多的栅极电荷移动到第1电容器50。期间t2-t3中，由于未移动到第1电容器50的栅极电荷经由第1电阻元件21放电，因此通过增大第1电容器50的电容，能缩短期间t2-t3。但是，如果使第1电容器50的电容过大，则即使在主端子间电压Vds上升之后也有较大的栅极电流Ig流过，因此浪涌电压变大。
电容控制部124可以在浪涌电压不会变大的范围内调整第1电容器50的电容。电容控制部124使用电路的动作情报(栅极电压Vgs、栅极电流Ig、主端子间电压Vds、主电流Id和电容器电压Vc等)或驱动对象元件的控制信息(驱动对象元件的导通时间或截止时间、从控制电路114输入到驱动装置110的信号等)来调整第1电容器50的电容。此外，可以调整第1电容器50的电容以减小期间t2-t3。
图8是示出基准电位侧电路140的其他结构例的图。本例的基准电位侧电路140在图4所示的基准电位侧电路140的结构中，第2电阻元件24的电阻值是可变的。此外，驱动装置110可以包括控制第2电阻元件24的电阻值的电阻控制部126。第2电阻元件24和电阻控制部126以外的结构与图4所说明的示例相同。
本例中，能调整流过第1二极管54的电流。此外，通过调整第2电阻元件24的电阻值，能够调整从开关元件112的控制端子流向第1电容器50的电流和经由第1放电控制部52从开关元件112的控制端子流向基准电位线42的电流。电阻控制部126可以调整第2电阻元件24的电阻值以使得第1二极管54的通电电流在限制值以内。
图9是示出基准电位侧电路140的其他结构例的图。本例的基准电位侧电路140在图5所示的基准电位侧电路140的结构中，第3电阻元件26的电阻值是可变的。此外，驱动装置110可以包括控制第3电阻元件26的电阻值的电阻控制部126。第3电阻元件26和电阻控制部126以外的结构与图5所说明的示例相同。
本例中，能调整流过第1放电控制部52的电流。此外，通过对第3电阻元件26的电阻值进行调整，能够调整从第1电容器50流向基准电位线42的电流和经由第3电阻元件26从开关元件112流向基准电位线42的电流。电阻控制部126可以调整第3电阻元件26的电阻值以使得第1二极管54的通电电流在限制值以内。
图10是示出基准电位侧电路140的其他结构例的图。本例的基准电位侧电路140在图6所示的基准电位侧电路140的结构中，第4电阻元件28的电阻值是可变的。此外，驱动装置110可以包括控制第4电阻元件28的电阻值的电阻控制部126。第4电阻元件28和电阻控制部126以外的结构与图6所说明的示例相同。
本例中，能调整流过第1电容器50的电流。此外，通过调整第4电阻元件28的电阻值，能够调整从开关元件112的控制端子流向第1电容器50的电流和从第1电容器50流向基准电位线42的电流。电阻控制部126可以调整第4电阻元件28的电阻值以使得第1二极管54的通电电流在限制值以内。
图8至图10中所说明的电阻控制部126可以控制第2电阻元件24、第3电阻元件26和第4电阻元件28中的一个以上的电阻。此外，电阻控制部126也可以控制第1电阻元件21的电阻值。该情况下，能够调整图3所示的期间t3-t4中栅极电压Vgs的斜率。
图11是示出基准电位侧电路140的其他结构例的图。本例的基准电位侧电路140除了图1所示的基准电位侧电路240的结构之外，还包括第1放电控制部52。本例的第1放电控制部52也对是否使第1电容器50放电进行控制。第1放电控制部52使第1电容器50放电的定时与图2至图10中所说明的示例相同。
本例的第1放电控制部52与第1电容器50并联设置。本例的第1放电控制部52是对是否连接第1电容器50两极进行控制的晶体管。然而，第1放电控制部52的结构并不限于此。第1放电控制部52只要能独立于第1切换控制部11使第1电容器50在任意定时放电即可。根据本示例，也能够抑制浪涌电压、缩短截止时间以及实现第1电容器50的高速放电。
图12是示出基准电位侧电路140的其他结构例的图。本例的基准电位侧电路140在图2至图10中所说明的任意基准电位侧电路140中，第1二极管54是齐纳二极管。第1二极管54以外的结构与图2至图10所说明的任意示例相同。根据本示例，在开关元件112截止的期间，能够抑制栅极电压Vgs向负方向变动。
开关元件112-1处于截止状态且其他开关元件112-2处于导通或截止状态时,开关元件112-1的栅极电压Vgs可能向正方向或负方向变动。栅极电压Vgs向负方向变动的情况下，栅极-源极间有时会发生绝缘破坏。此外，栅极电压Vgs向正方向变动的情况下，开关元件112-1可能错误地转换为导通状态，造成开关元件112-1和开关元件112-2都导通的短路状态。
如图2等所说明的，由于第1放电控制部52作为有源反射钳位电路而发挥功能，因此能防止开关元件112-1错误地转变至导通状态。此外，通过将第1二极管54设置为齐纳二极管，可以抑制栅极电压Vgs向负方向变动。
图13示出如图12所示的基准电位侧电路140和开关元件112-1的等效电路。图13中，示出了开关元件112-1的各端子间的电容Cgd、Cds、Cgs。此外，图13示出了当开关元件112转变为截止状态并处于正常状态时的等效电路。第1切换控制部11和第1放电控制部52都处于导通状态。该情况下，由于第1电容器50处于两端电极相连接的短路状态，因此不考虑图13的等效电路。在正常状态下，电容Cgs的栅极电压Vgs几乎等于由第1电源31生成的电压Vg。
在该状态下，当其他开关元件112-2进行开关，栅极电压Vgs向负方向上升时，对应于变动部分的电压Vgs-Vg被施加到第1二极管54。另外，第1电阻元件21也被施加同样的电压Vgs-Vg。
电压Vgs-Vg超过第1二极管54的击穿电压时，第1二极管54导通，并且第1电源31与电容Cgs并联连接。此时，施加在第1电阻元件21的电压下降到0V。另外第1二极管54的击穿电压优选设计成使得栅极电压Vgs不超过栅极-源极间耐压。
由于第1电源31与电容Cgs并联连接，因此栅极电压Vgs与电压Vg相等。由此，能防止栅极电压Vgs在负方向上过度上升。
图14是示出本发明一个实施方式所涉及的供电电路100的结构例的图。本例的驱动装置110的基准电位侧电路140和高电位侧电路130的结构与图2的示例不同。图2所示的驱动装置110旨在缩短截止时间，而本示例的驱动装置110旨在缩短导通时间。
本例的基准电位侧电路140包括第1电源31、第1切换控制部11和第1电阻元件21。各个组件的结构要素的功能与图2相同。然而，驱动装置110可以包括在图2至图13中说明的任意基准电位侧电路140。该情况下，驱动装置110可以同时减少截止时间和导通时间。
本例的高电位侧电路130除了图2所示的高电位侧电路130的结构之外，还包括第2电容器60和第2放电控制部62。第2电容器60是高电位侧电容器的一个示例，第2放电控制部62是高电位侧放电控制部的一个示例。第2电容器60与第1电阻元件22并联设置在从开关元件112的控制端子到高电位线40的路径中。本例的第2电容器60与第1电阻元件22并联配置在开关元件112的控制端子与第2切换控制部12(或连接点94)之间。连接点94是第1电阻元件22和第2切换控制部12的连接点。
第2放电控制部62与第2切换控制部12分开设置。本例的第2放电控制部62是对第2电容器60的开关元件112侧的电极是否连接到高电位线40进行切换的高电位侧开关。高电位侧开关可以是晶体管元件、光耦合器、数字隔离器、机械继电器或光电二极管中的某个，也可以是其他的开关元件。这些元件根据输入的控制信号，对第2电容器60的开关元件112侧的电极是否连接到高电位线40进行切换。通过使用光耦合器等绝缘传输元件，能够以容易的设计和较小的电路规模实现上述电绝缘。晶体管元件可以是形成在硅基板上的半导体元件，也可以是形成在GaN等化合物半导体基板上的半导体元件。另外，与针对第2放电控制部62说明的示例相同的结构也可以应用于第1放电控制部52。第2切换控制部12处于导通状态，并且第2放电控制部62处于导通状态时，第2电容器60的两端连接到高电位线40。由此，使第2电容器60放电而不经由第1电阻元件22。另外，第2切换控制部12和第2放电控制部62的导通电阻与第1电阻元件22相比足够小。
第2放电控制部62在第2切换控制部12处于导通状态的定时之后进入导通状态。由此，在第2切换控制部12处于导通状态起的规定期间，经由第2电容器60提供开关元件112的栅极电荷，使栅极电压迅速上升。因此，能缩短开关元件112的导通时间。然后，第2放电控制部62处于导通状态，从而使第2电容器60的存储电荷放电而不经由第1电阻元件22。由此，能使第2电容器60的存储电荷迅速地放电，并且即使在开关元件112进行高速动作的情况下，也能充分地进行第2电容器60的放电。此外，通过调节第1电阻元件22的电阻值，能够抑制浪涌电压。
控制电路114可以控制第2放电控制部62的导通/截止状态。控制电路114可以基于使第2切换控制部12处于导通状态的定时来控制第2放电控制部62。例如可以在使第2切换控制部12处于导通状态之后经过规定的时间之后，使第2放电控制部62处于接通状态。此外，控制电路114也可以基于驱动装置110-1、驱动装置110-2、开关元件112-1、和开关元件112-2的任意状态来控制第2放电控制部62。各装置和元件的状态可以是电路上规定位置处电压或电流的瞬时值或时间波形。
高电位侧电路130还可以包括第2二极管64。第2二极管64是高电位侧二极管的一个示例。第2二极管64与第1电阻元件22并联配置在开关元件112的控制端子与第2电容器60之间。配置第2晶体管64，使得从开关元件112到第2电容器60的方向成为反向。通过设置第2二极管64，来防止第2电容器60的存储电荷经由第1电阻元件22放电。本例的第2放电控制部62配置在第2二极管64和第2电容器60的连接点96与高电位线40之间。
图15是示出开关元件112-1和高电位侧电路130的导通动作的一个示例的图。图15中的横轴表示时间，纵轴表示电压或电流的大小。此外，将开关元件112-1的栅极电压(栅极-源极间电压)设为Vgs，将栅极电流设为Ig，将主端子间电压设为Vds，将主电流设为Id，将第2电容器电压设为Vc’。此外在图15中，合并示出流过开关元件112-2中的回流二极管的回流电流If和回流二极管的阴极间电压VAK的波形。在图15中示出图14的实施例的动作。
在图15的初始状态中，开关元件112-1处于截止状态。在定时t7，第2切换控制部12从截止状态转变为导通状态。由此，栅极电流Ig流动，经由第2电容器60向开关元件112-1的栅极提供电荷。栅极电压Vgs迅速上升，第2电容器电压Vc上升。在图15中，将流入开关元件112-1的控制端子的栅极电流Ig设为正，将从控制端子流出的栅极电流设为负。经由第2电容器60向开关元件112-1的控制端子提供电荷，直到栅极电压Vgs达到开关元件112-1的阈值电压Vth为止。阈值电压Vth可以与上述第1阈值电压相同。为了，第2电容器60可以具有能提供栅极电荷以使得开关元件112-1的栅极电压Vgs与阈值电压Vth相一致的电容，也可以具有能够提供栅极电荷直到开关元件112-1的栅极电压Vgs至少变为阈值电压Vth为止的电容，。
栅极电压Vgs上升到阈值电压Vth以后(图15中，t8以后)，栅极电流Ig通过第1电阻元件22及第2切换控制部12，从高电位线40流向开关元件112-1。栅极电流Ig因第1电阻元件22的电阻值而变得较小。此外，由于开关元件112-1开始导通，因此，流过漏极端子的主电流Id逐渐增加。
根据本例，在栅极电压Vgs上升到阈值电压Vth以后直到达到台阶电压为止的期间(图15中的t8～t9)，即在影响浪涌电压的大小的主电流Id的时间变化率(di/dt)由栅极电流Ig确定的期间，栅极电流Ig能够由第1电阻元件22调整，因此能够调整浪涌电压。
此外，开关元件112-1导通而主电流Id增加时，流向开关元件112-2的回流电流If减少。流向开关元件112-1的主电流Id的时间变化di/dt越大，回流电流If的时间变化也越大，开关元件112-2中的反向恢复浪涌电压VAK(peak)越大。本例中，期间t8以后由于栅极电流经由第1电阻元件22流动，所以可以防止主电流Id的时间变化di/dt变得过大。因此，能够抑制反向恢复浪涌电压VAK(peak)。此外，期间t8之前，由于栅极电流不经由第1电阻元件22而是经由第2电容器60流动，因此开关元件112-1的栅极电压Vgs能迅速启动到阈值电压Vth。因此，能兼顾导通损耗的降低和反向恢复浪涌的抑制。
在图14和图15的实施例中，在定时t9或定时t9之后的规定定时t10中，第2放电控制部62使第2电容器60放电。图15的示例中，以栅极电压Vgs在台阶电压以上为条件，第2放电控制部62变为导通状态，使第2电容器60放电。第2放电控制部62可以在栅极电压Vgs达到台阶电压的定时处于导通状态，也可以在栅极Vgs达到台阶电压的定时之后处于导通状态。由此，由于第2电容器60的电容器电压Vc’迅速地降低，因此，与至此为止的实施例相同，即使当开关元件112进行高速动作时，第2电容器60也能够充分地放电。此外，开关元件112的栅极电流Ig也从高电位线40经由第2放电控制部62流向控制端子。因此，栅极电压Vgs也可以迅速上升。另外，在定时t10使第2放电控制部62处于导通状态时，栅极电流Ig变大，但不影响在定时t9产生的反向恢复浪涌电压的大小。
如上所述，根据图14和图15所示的实施例，与图2和图3的实施例相同，能兼顾开关元件112的反向恢复浪涌电压的抑制和导通时间的缩短，进而能提供即使增加开关元件112的动作频率也能够应对的驱动装置110。
因此，根据图14和图15所示的实施例，第2电容器60的放电最迟在该开关元件112的下一次导通开始之前完成即可。第2放电控制部62可以在从开关元件112的导通完成到下一次截止开始的期间使第2电容器60放电。此外，第2放电控制部62也可以在一对互补动作的开关元件112-1、11—2的死区期间内使第2电容器60放电。
控制电路114可以基于栅极电压Vgs、栅极电流Ig、主端子间电压Vds、主电流Id中的至少一个来控制第2放电控制部62。控制电路114可基于至少一个来推测栅极电压Vgs开始大于台阶电压的定时t9。例如控制电路114将一对进行互补动作的开关元件112-1、112-2中进行反向恢复动作的开关元件(例如，当112-2执行导通动作时，112-1执行反向恢复动作)的主端子间电压Vds表示峰值的定时检测为t9，也可以将主电流Id达到稳定值的定时检测为t9。控制电路114可以在定时t9之后的规定定时将第2放电控制部62控制为导通状态。
图16是示出高电位侧电路130的其他结构例的图。本例的高电位侧电路130除了图14中所说明的高电位侧电路130的结构之外，还包括高电位侧的第2电阻元件74。第2电阻元件74与第2二极管64串联配置在第2电容器60和第2放电控制部62的连接点96与开关元件112的控制端子之间。图16的示例中，第2电阻元件74配置在第2二极管64与连接点96之间，但是在其他示例中，第2电阻元件74可以配置在第2二极管64与开关元件112的控制端子之间。通过以这种方式配置第2电阻元件74，能将流到第2二极管64的电流收敛在第2二极管64的限制值以内而不降低第2电容器60的放电速度。
通过设置第2电阻元件74，能调整流过第2二极管64的电流。例如，通过设置第2电阻元件74，能防止超过额定的电流通过第2二极管64。另外为了缩短截止时间，优选第2电阻元件74的电阻值小于第1电阻元件22的电阻值。
图17是示出高电位侧电路130的其他结构例的图。本例的高电位侧电路130除了图14至图16中所说明的任意高电位侧电路130的结构之外，还包括高电位侧的第3电阻元件76。高电位侧电路130如图16所示，也可以包括第2电阻元件74。第3电阻元件76与第2放电控制部62串联配置在连接点96与高电位线40之间。在图17的示例中，第3电阻元件76配置于第2放电控制部62与连接点96之间，但是在其他示例中，第3电阻元件76也可以配置在第2放电控制部62与高电位线40之间。由此，通过配置第3电阻元件76，能在不增加导通时间的情况下将流向第2放电控制部62的电流收敛在第2放电控制部62的限制值以内。
通过设置第3电阻元件76，能调整流过第2放电控制部62的电流。例如，通过设置第3电阻元件76，能防止超过额定的电流通过第2放电控制部62。另外为了缩短导通时间，优选第3电阻元件76的电阻值小于第1电阻元件22的电阻值。
此外，通过调整第3电阻元件76的电阻值，能够调整经由第2放电控制部62从高电位线40流向开关元件112的控制端子的电流。由此，能调整主端子间电压Vds的时间变化率。进而，通过调整第1电阻元件22的电阻值，能够调整从高电位线42通过第1电阻元件22和第2切换控制部12流向开关元件112的控制端子的电流。由此，能调整主电流Id的时间变化率。即，在本示例中，通过单独地调整第1电阻元件22和第3电阻元件76，能单独地调整主端子间电压Vds的时间变化率和主电流Id的时间变化率。由此，能在不增加浪涌电压的情况下增加开关速度，能减少开关损耗。
图18是示出高电位侧电路130的其他结构例的图。本例的高电位侧电路130除了图14至图17中所说明的高电位侧电路130的结构之外，还包括高电位侧的第4电阻元件78。高电位侧电路130如图16至图17所示，可以包括第2电阻元件74和第3电阻元件76的至少一方。第4电阻元件78与第2电容器60串联配置在连接点94与连接点96之间。在图18的示例中，第4电阻元件78配置在连接点94与第2电容器60之间，但是在其他示例中，第4电阻元件78也可以配置在连接点96与第2电容器60之间。以这种方式配置第4电阻元件78，从而能将流向第2电容器60的电流收敛在第2电容器60的限定值以内，而不降低第2放电控制部62的截止时间的缩短效果。
通过设置第4电阻元件78，能调整流过第2电容器60的电流。例如，通过设置第4电阻元件78，能防止超过额定的电流流过第2电容器60或第2二极管64。另外为了缩短导通时间，优选第4电阻元件78的电阻值小于第1电阻元件22的电阻值。
此外，通过调节第4电阻元件78的电阻值，能调整从开关元件112的控制端子流向第2电容器60的电流。由此，能调节主端子间电压Vds的时间变化率。进而，通过调整第1电阻元件22的电阻值，能够调整从高电位线40通过第1电阻元件22和第2切换控制部12流向开关元件112的控制端子的电流。由此，能调整主电流Id的时间变化率。即，在本示例中，通过单独地调整第1电阻元件22和第4电阻元件78，能单独地调整主端子间电压Vds的时间变化率和主电流Id的时间变化率。由此，能在不增加浪涌电压的情况下增加开关速度，能减少开关损耗。
图19是示出高电位侧电路130的其他结构例的图。本例的高电位侧电路130在图14至图18中所说明的任意高电位侧电路130的结构中，第2电容器60的电容是可变的。此外，驱动装置110可以包括对第2电容器60的电容进行控制的电容控制部124。第2电容器60和电容控制部124以外的结构与图14至图18所说明的任意示例相同。
电容控制部124可以调整第2电容器60的电容，以使得图15所示的期间t7-t8接近0。由此，能够使栅极电压Vgs达到阈值电压Vth的定时t8提前，能缩短开关元件112的导通时间。
例如，当第2电容器60的电容增大时，能将更多的栅极电荷经由第2电容器60移动到开关元件112的控制端子。期间t7-t8中，经由第2电容器60向开关元件112的控制端子充电，因此，能够通过增大第2电容器60的电容来缩短期间t7-t8。但是，如果使第2电容器60的电容过大，则即使在栅极电压Vgs大于阈值电压Vth之后也有较大的栅极电流Ig流过，因此反向恢复浪涌电压变大。
电容控制部124可以在反向恢复浪涌电压不会变大的范围内调整第2电容器60的电容。电容控制部124可以使用电路的动作情报(栅极电压Vgs、栅极电流Ig、主端子间电压Vds、主电流Id和第2电容器电压Vc’等)或驱动对象元件的控制信息(驱动对象元件的导通时间或截止时间、从控制电路114输入到驱动装置110的信号等)来调整第2电容器60的电容。此外，可以调整第2电容器60的电容以减小期间t7-t8。
图20是示出高电位侧电路130的其他结构例的图。本例的高电位侧电路130在图16所示的高电位侧电路130的结构中，第2电阻元件74的电阻值是可变的。此外，驱动装置110可以包括对第2电阻元件74的电阻值进行控制的电阻控制部126。第2电阻元件74和电阻控制部126以外的结构与图16所说明的示例相同。
本例中，能调整流过第2二极管64的电流。此外，通过调整第2电阻元件74的电阻值，能够调整从开关元件112的控制端子流向第2电容器60的电流和经由第2放电控制部62从高电位线40流向开关元件112的控制端子的电流。电阻控制部126也可以调整第2电阻元件74的电阻值以使得第2二极管64的通电电流在限制值以内。
图21是示出高电位侧电路130的其他结构例的图。本例的高电位侧电路130在图17所示的高电位侧电路130的结构中，第3电阻元件76的电阻值是可变的。此外，驱动装置110可以包括对第3电阻元件76的电阻值进行控制的电阻控制部126。第3电阻元件76和电阻控制部126以外的结构与图17所说明的示例相同。
根据本示例，能调整流过第2放电控制部62的电流。此外，通过调整第3电阻元件76的电阻值，能够调整从高电位线40流向第2电容器60的电流和从第3电子元件76流向开关元件112的控制端子的电流。电阻控制部126也可以调整第3电阻元件76的电阻值以使得第2二极管64的通电电流在限制值以内。
图22是示出高电位侧电路130的其他结构例的图。本例的高电位侧电路130在图18所示的高电位侧电路130的结构中，第4电阻元件78的电阻值是可变的。此外，驱动装置110可以包括对第4电阻元件78的电阻值进行控制的电阻控制部126。第4电阻元件78和电阻控制部126以外的结构与图18所说明的示例相同。
根据本示例，能调整流过第2电容器60的电流。此外，通过调整第4电阻元件78的电阻值，能够调整从第2电容器60流向高电位线40的电流和从第2电容器60流向开关元件112的控制端子的电流。电阻控制部126也可以调整第4电阻元件78的电阻值以使得第2二极管64的通电电流在限制值以内。
图20至图22中所说明的电阻控制部126可以控制第2电阻元件74、第3电阻元件76和第4电阻元件78中的一个以上的电阻。此外，电阻控制部126也可以控制第1电阻元件22的电阻值。该情况下，能够调整图15所示的期间t8-t9中栅极电压Vgs的斜率。
图23是示出高电位侧电路130的其他结构例的图。本例的高电位侧电路130除了图1所示的高电位侧电路230的结构之外，还包括第2电容器60和第2放电控制部62。本例的第2电容器60与第1电阻元件22并联设置在连接点94与高电位线40之间。本例的第2放电控制部62也对第2电容器60是否放电进行控制。第2放电控制部62使第2电容器60放电的定时与图14至图22中所说明的示例相同。
本例的第2放电控制部62与第2电容器60并联设置。本例的第2放电控制部62是对是否连接第2电容器60两极进行控制的晶体管。然而，第2放电控制部62的结构并不限于此。第2放电控制部62只要能独立于第2切换控制部12使第2电容器60在任意定时放电即可。根据本示例，也能够实现反向恢复浪涌电压的抑制、导通时间的缩短、以及第2电容器60的高速放电。
驱动装置110也可以由图2到图12中所记载的任意基准电位侧电路140和图14到图23中所记载的任意高电位侧电路130适当组合而成。该情况下，驱动装置110能在不增加浪涌电压或反向恢复浪涌电压的情况下缩短截止时间和导通时间。
以上，使用实施方式对本发明进行了说明，但本发明的技术范围并不限于上述实施方式所记载的范围。能够在上述实施方式的基础上进行各种变更或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。根据专利权利要求书的记载可知，施加了这样的变更或改良的方式也包含在本发明的技术范围内。
标号说明
11第1切换控制部，12第2切换控制部，21第1电阻元件，22第1电阻元件，24第2电阻元件，26第3电阻元件，28第4电阻元件，31第1电源，32第2电源，40高电位线，42基准电位线，50第1电容器，52第1放电控制部，54第1二极管，60第2电容器，62第2放电控制部，64第2二极管，74第2电阻元件，76第3电阻元件，78第4电阻元件，91、92、93、94、95、96、118连接点，100供电电路，110、210驱动装置，112开关元件，114控制电路，116电容器，120高电位线，122基准电位线，124电容控制部，126电阻控制部，130高电位侧电路，140基准电位侧电路，230高电位侧电路，240基准电位侧电路，200供电电路。

Claims (16)

1.一种驱动装置，该驱动装置对开关元件进行驱动，其特征在于，包括：
高电位线；
高电位侧切换控制部，该高电位侧切换控制部对所述开关元件的控制端子是否连接到所述高电位线进行切换；
高电位侧的第1电阻元件，该高电位侧的第1电阻元件在从所述开关元件的所述控制端子到所述高电位线的路径中，与所述高电位侧切换控制部串联地进行配置；
高电位侧电容器，该高电位侧电容器在从所述开关元件的所述控制端子到所述高电位线的路径中，与所述第1电阻元件并联地进行设置；以及
高电位侧放电控制部，该高电位侧放电控制部对是否使所述高电位侧电容器放电进行控制。
2.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，
所述高电位侧放电控制部以所述开关元件的所述控制端子处的控制电压达到台阶电压以上为条件，使所述高电位侧电容器放电。
3.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，
所述开关元件是一对进行互补动作的开关元件中的任意元件，
所述高电位侧放电控制部在从作为驱动对象的所述开关元件的导通完成起到下次的截止开始的期间，使所述高电位侧电容器放电。
4.如权利要求1至3中任一项所述的驱动装置，其特征在于，
所述第1电阻元件配置在所述开关元件的所述控制端子与所述高电位侧切换控制部之间，
所述高电位侧电容器与所述第1电阻元件并联配置在所述开关元件的所述控制端子与所述高电位侧切换控制部之间。
5.如权利要求4所述的驱动装置，其特征在于，还包括：
高电位侧二极管，该高电位侧二极管与所述第1电阻元件并联配置在所述开关元件的所述控制端子与所述高电位侧电容器之间。
6.如权利要求5所述的驱动装置，其特征在于，
所述高电位侧放电控制部是配置在所述高电位侧二极管和所述高电位侧电容器的连接点与所述高电位线之间的高电位侧开关。
7.如权利要求6所述的驱动装置，其特征在于，还包括：
高电位侧的第2电阻元件，该第2电阻元件与所述高电位侧二极管串联配置在所述高电位侧电容器和所述高电位侧开关的连接点与所述开关元件的所述控制端子之间。
8.如权利要求6或7所述的驱动装置，其特征在于，还包括：
高电位侧的第3电阻元件，该第3电阻元件与所述高电位侧开关串联配置在所述高电位侧电容器和所述高电位侧开关的连接点与所述高电位线之间。
9.如权利要求6至8中任一项所述的驱动装置，其特征在于，还包括：
高电位侧的第4电阻元件，该第4电阻元件与所述高电位侧电容器串联配置在所述高电位侧切换控制部和所述第1电阻元件的连接点与所述高电位侧二极管和所述高电位侧开关的连接点之间。
10.如权利要求1至9中任一项所述的驱动装置，其特征在于，
所述高电位侧电容器的电容是可变的，
所述驱动装置还包括电容控制部，该电容控制部对所述高电位侧电容器的电容进行控制。
11.如权利要求7所述的驱动装置，其特征在于，
所述第2电阻元件的电阻值是可变的，
所述驱动装置还包括电阻控制部，该电阻控制部对所述第2电阻元件的电阻值进行控制。
12.如权利要求8所述的驱动装置，其特征在于，
所述第3电阻元件的电阻值是可变的，
所述驱动装置还包括电阻控制部，该电阻控制部对所述第3电阻元件的电阻值进行控制。
13.如权利要求9所述的驱动装置，其特征在于，
所述第4电阻元件的电阻值是可变的，
所述驱动装置还包括电阻控制部，该电阻控制部对所述第4电阻元件的电阻值进行控制。
14.如权利要求1至13中任一项所述的驱动装置，其特征在于，还包括：
基准电位线，该基准电位线的电位低于所述高电位线；
基准电位侧切换控制部，该基准电位侧切换控制部对所述开关元件的控制端子是否连接到所述基准电位线进行切换；
基准电位侧的第1电阻元件，该第1电阻元件在从所述开关元件的所述控制端子到所述基准电位线的路径中，与所述基准电位侧切换控制部串联地进行配置；
基准电位侧电容器，该基准电位侧电容器在从所述开关元件的所述控制端子到所述基准电位线的路径中，与所述基准电位侧的第1电阻元件并联地进行设置；以及
基准电位侧放电控制部，该基准电位侧放电控制部对是否使所述基准电位侧电容器放电进行控制。
15.如权利要求1至14中任一项所述的驱动装置，其特征在于，
所述开关元件和所述高电位侧放电控制部中的至少一方是以碳化硅、氮化镓、氧化镓和金刚石中的至少一种为主要材料的宽带隙半导体元件。
16.如权利要求1至15中任一项所述的驱动装置，其特征在于，
所述高电位侧放电控制部是晶体管元件、光耦合器、数字隔离器、机械继电器和光电二极管中的任一个。
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