CN116830439A - 栅极驱动器、绝缘模块、低压电路单元以及高压电路单元 - Google Patents

栅极驱动器、绝缘模块、低压电路单元以及高压电路单元 Download PDF

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CN116830439A
CN116830439A CN202280012524.5A CN202280012524A CN116830439A CN 116830439 A CN116830439 A CN 116830439A CN 202280012524 A CN202280012524 A CN 202280012524A CN 116830439 A CN116830439 A CN 116830439A
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Abstract

栅极驱动器(10)具有：低压电路(20)，其通过被施加第一电压(V1)而动作；高压电路(30)，其通过被施加比第一电压(V1)高的第二电压(V2)而动作；变压器(40A)，其具有隔着绝缘层相互对置配置的第一线圈(41A)以及第二线圈(42A)；电容器(50A)，其与变压器(40A)串联连接。低压电路(20)和高压电路(30)经由变压器(40A)和电容器(50A)连接，并经由变压器(40A)和电容器(50A)传递信号。

Description

栅极驱动器、绝缘模块、低压电路单元以及高压电路单元
技术领域
本公开涉及栅极驱动器、绝缘模块、低压电路单元以及高压电路单元。
背景技术
作为驱动晶体管等开关元件的栅极驱动器，例如已知有绝缘型栅极驱动器。例如，在专利文献1中，记载了作为具有变压器的绝缘型栅极驱动器的半导体集成电路，该变压器具有初级侧的第一线圈以及次级侧的第二线圈。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-51547号公报
发明内容
发明要解决的课题
由于第一线圈的地线与第二线圈的地线分别独立地设置，因此存在例如第一线圈的接地电位与第二线圈的接地电位不同的情况。此时，担心会产生因在这些接地电位间可能产生的强电场而导致变压器的第一线圈与第二线圈短路的短路异常(绝缘破坏)。这样的问题在变压器以外的绝缘构造，例如基于电容器的绝缘构造中也可能同样地产生。
用于解决课题的手段
本公开的一方式的栅极驱动器，其对开关元件的栅极施加驱动电压信号，所述栅极驱动器具有：低压电路，其通过被施加第一电压而动作；高压电路，其通过被施加比所述第一电压高的第二电压而动作；变压器；以及电容器，其与所述变压器串联连接，所述低压电路和所述高压电路经由所述变压器和所述电容器连接，并经由所述变压器和所述电容器传递信号。
根据该结构，变压器和与变压器串联连接的电容器双方将低压电路与高压电路绝缘，因此，即使在变压器和电容器中的一方产生了由短路引起的绝缘破坏时，也能够通过变压器和电容器中的另一方来维持低压电路与高压电路的绝缘。因此，能够实现安全性的提高。
本公开的一方式的绝缘模块，其用于将栅极驱动器所包含的低压电路与高压电路绝缘，该栅极驱动器对开关元件的栅极施加驱动电压信号，所述绝缘模块具有：变压器；以及电容器，其与所述变压器串联连接，所述低压电路与所述高压电路经由所述变压器和所述电容器连接，所述变压器与所述电容器用于传递所述低压电路与所述高压电路之间的信号。
根据该结构，变压器和与变压器串联连接的电容器双方将低压电路与高压电路绝缘，因此，即使在变压器和电容器中的一方产生了由短路引起的绝缘破坏时，也能够通过变压器和电容器中的另一方来维持低压电路与高压电路的绝缘。因此，能够实现安全性的提高。
发明效果
根据上述栅极驱动器、绝缘模块、低压电路单元以及高压电路单元，能够实现安全性的提高。
附图说明
图1是第一实施方式的栅极驱动器的示意性的电路图。
图2是表示第一实施方式的栅极驱动器的内部结构的俯视图。
图3是示意性地表示图2的3-3线的截面构造的一部分的剖视图。
图4是表示第二实施方式的栅极驱动器的内部结构的俯视图。
图5是示意性地表示图4的5-5线的截面构造的一部分的剖视图。
图6是第三实施方式的栅极驱动器的示意性的电路图。
图7是第三实施方式的栅极驱动器的示意性的剖视图。
图8是表示第四实施方式的栅极驱动器的内部结构的俯视图。
图9是示意性地表示图8的9-9线的截面构造的一部分的剖视图。
图10是第五实施方式的栅极驱动器的示意性的电路图。
图11是第五实施方式的栅极驱动器的示意性的剖视图。
图12是第六实施方式的栅极驱动器的示意性的电路图。
图13是第六实施方式的绝缘模块的示意性的剖视图。
图14是第七实施方式的栅极驱动器的示意性的电路图。
图15是第七实施方式的低压电路单元的示意性的剖视图。
图16是第八实施方式的栅极驱动器的示意性的电路图。
图17是第八实施方式的高压电路单元的示意性的剖视图。
图18是变更例的栅极驱动器的示意性的剖视图。
图19是变更例的栅极驱动器的示意性的剖视图。
图20是变更例的栅极驱动器的示意性的剖视图。
图21是变更例的栅极驱动器的示意性的电路图。
图22是变更例的栅极驱动器的示意性的电路图。
具体实施方式
以下，参照附图对栅极驱动器的实施方式进行说明。以下所示的实施方式例示了用于将技术思想具体化的结构、方法，各结构部件的材质、形状、构造、配置、尺寸等不限于下述内容。
[第一实施方式]
参照图1～图3，对第一实施方式的栅极驱动器10进行说明。图1简化表示栅极驱动器10的电路结构的一例。
如图1所示，栅极驱动器10对开关元件的栅极施加驱动电压信号，例如，应用于在电动汽车、混合动力汽车中搭载的逆变器装置500。逆变器装置500具有：相互串联连接的一对开关元件501、502、栅极驱动器10、以及控制栅极驱动器10的ECU503。开关元件501例如是与驱动电源连接的高侧的开关元件，开关元件502是低侧的开关元件。作为开关元件501、502，例如列举出SiMOSFET、SiCMOSFET、IGBT等晶体管。第一实施方式的栅极驱动器10对开关元件501的栅极施加驱动电压信号。此外，在以后的说明中，作为在开关元件501、502中使用MOSFET的情况进行说明。
栅极驱动器10按开关元件501、502分别设置，单独驱动开关元件501、502。在第一实施方式中，为了便于说明，对驱动开关元件501的栅极驱动器10进行说明。
栅极驱动器10具有：被施加第一电压V1的低压电路20、被施加比第一电压V1高的第二电压V2的高压电路30、变压器40以及电容器50。第一电压V1和第二电压V2是直流电压。
第一实施方式的栅极驱动器10构成为：根据来自作为外部的控制装置的ECU503的控制信号，从低压电路20经由变压器40和电容器50向高压电路30传递信号，从高压电路30输出驱动电压信号。在此，来自ECU503的控制信号对应于外部指令。
作为从低压电路20向高压电路30传递的信号即从低压电路20输出的信号，例如是用于驱动开关元件501的信号，作为一例，列举有置位信号(SET)及复位信号(RESET)。置位信号是传递来自ECU503的控制信号上升的信号，复位信号是传递来自ECU503的控制信号下降的信号。也可以说置位信号和复位信号是用于生成开关元件501的驱动电压信号的信号。因此，置位信号和复位信号对应于第一信号。
详细而言，低压电路20是通过被施加第一电压V1而动作的电路。低压电路20是与ECU503电连接的电路，根据从ECU503输入的控制信号生成置位信号及复位信号。例如，低压电路20响应于控制信号上升而生成置位信号，另一方面，响应于控制信号下降而生成复位信号。并且，低压电路20向高压电路30发送生成的置位信号和复位信号。
高压电路30是通过被施加第二电压V2而动作的电路。高压电路30是与开关元件501的栅极电连接的电路，根据从低压电路20接收到的置位信号以及复位信号，生成用于驱动开关元件501的驱动电压信号，并将该驱动电压信号施加于开关元件501的栅极。即，也可以说高压电路30根据从低压电路20输出的第一信号来生成施加于开关元件501的栅极的驱动电压信号。详细而言，高压电路30根据置位信号来生成将开关元件501接通的驱动电压信号，并施加于开关元件501的栅极。另一方面，高压电路30根据复位信号而生成将开关元件501断开的驱动电压信号，并将该驱动电压信号施加于开关元件501的栅极。这样，通过栅极驱动器10控制开关元件501的接通断开。
高压电路30例如具有被输入置位信号以及复位信号的RS型触发器电路、和根据RS型触发器电路的输出信号生成驱动电压信号的驱动器部。但是，高压电路30的具体的电路结构是任意的。
变压器40以及电容器50双方设置在低压电路20与高压电路30之间。即，低压电路20和高压电路30经由变压器40以及电容器50电连接。在第一实施方式中，电容器50在电路上设置于变压器40与高压电路30之间，变压器40与电容器50串联连接。
在第一实施方式的栅极驱动器10中，通过变压器40及电容器50将低压电路20与高压电路30绝缘。详细而言，通过变压器40及电容器50限制在低压电路20与高压电路30之间传递直流电压，但是，能够进行置位信号、复位信号等各种信号的传递。
即，低压电路20与高压电路30绝缘的状态意味着在低压电路20与高压电路30之间直流电压的传递被切断的状态，允许低压电路20与高压电路30之间的信号传递。
栅极驱动器10的绝缘耐压例如为2500Vrms以上且7500Vrms以下。第一实施方式的栅极驱动器10的绝缘耐压为3750Vrms左右。但是，栅极驱动器10的绝缘耐压的具体数值不限于此，是任意的。
第一实施方式中的变压器40的绝缘耐压例如为2500Vrms以上且7500Vrms以下。此外，变压器40的绝缘耐压也可以为2500Vrms以上且5700Vrms以下。但是，不限于此，变压器40的绝缘耐压是任意的。
电容器50的绝缘耐压例如设定为变压器40的绝缘耐压以上。作为一例，电容器50的绝缘耐压为200Vrms以上且5700Vrms以下，优选为600Vrms以上且5700Vrms以下。但是，从电容器50的绝缘耐压的范围可知，不限于电容器50的绝缘耐压为变压器40的绝缘耐压以上，电容器50的绝缘耐压也可以比变压器40的绝缘耐压低。
在第一实施方式中，低压电路20的地线和高压电路30的地线独立地设置。以下，将低压电路20的接地电位设为第一基准电位，将高压电路30的接地电位设为第二基准电位。此时，第一电压V1为来自第一基准电位的电压，第二电压V2为来自第二基准电位的电压。第一电压V1例如为4.5V以上且5.5V以下，第二电压V2例如为9V以上且24V以下。
以下，对变压器40及电容器50进行详细说明。
第一实施方式的栅极驱动器10与从低压电路20向高压电路30传递两种信号对应地具有两个变压器40以及两个电容器50。详细而言，栅极驱动器10具有用于传递置位信号的变压器40和电容器50、以及用于传递复位信号的变压器40和电容器50。
以下，为了便于说明，将用于传递置位信号的变压器40及电容器50设为变压器40A及电容器50A，将用于传递复位信号的变压器40及电容器50设为变压器40B及电容器50B。即，也可以说变压器40包含变压器40A以及变压器40B，也可以说电容器50包含电容器50A以及电容器50B。
栅极驱动器10具有：连接低压电路20和变压器40A的低压信号线21A、连接低压电路20和变压器40B的低压信号线21B。因此，低压信号线21A是传递置位信号的信号线，低压信号线21B是传递复位信号的信号线。
栅极驱动器10具有连接变压器40A和高压电路30的高压信号线31A、连接变压器40B和高压电路30的高压信号线31B。因此，高压信号线31A是传递置位信号的信号线，高压信号线31B是传递复位信号的信号线。
在第一实施方式中，变压器40A和电容器50A通过高压信号线31A串联连接，电容器50A和高压电路30通过高压信号线31A连接。因此，也可以说变压器40A和高压电路30经由电容器50A电连接。另外，变压器40B和电容器50B通过高压信号线31B串联连接，电容器50B和高压电路30通过高压信号线31B连接。因此，也可以说变压器40B和高压电路30经由电容器50B电连接。
从低压电路20输出的置位信号经由变压器40A及电容器50A向高压电路30传递。从低压电路20输出的复位信号经由变压器40B及电容器50B向高压电路30传递。
变压器40A具有第一线圈41A和与第一线圈41A绝缘且能够磁耦合的第二线圈42A。
第一线圈41A通过低压信号线21A与低压电路20连接，另一方面，与低压电路20的地线连接。即，第一线圈41A的第一端部与低压电路20电连接，第一线圈41A的第二端部与低压电路20的地线电连接。因此，第一线圈41A的第二端部的电位成为第一基准电位。第一基准电位例如为0V。
第二线圈42A通过高压信号线31A与高压电路30连接，另一方面，与高压电路30的地线连接。即，第二线圈42A的第一端部与高压电路30电连接，第二线圈42A的第二端部与高压电路30的地线电连接。因此，第二线圈42A的第二端部的电位成为第二基准电位。
在此，高压电路30的地线与开关元件501的源极连接，因此，第二基准电位随着逆变器装置500的驱动而变动，例如有时成为600V以上。
电容器50A具有被绝缘的第一电极51A以及第二电极52A。第一电极51A与变压器40A电连接，第二电极52A与高压电路30电连接。更详细而言，第一电极51A通过高压信号线31A与第二线圈42A连接，第二电极52A通过高压信号线31A与高压电路30连接。
变压器40B具有通过低压信号线21B与低压电路20电连接的第一线圈41B和与第一线圈41B绝缘且能够磁耦合的第二线圈42B。第二线圈42B经由电容器50B与高压电路30电连接。
电容器50B具有被绝缘的第一电极51B以及第二电极52B。第一电极51B与变压器40B电连接，第二电极52B与高压电路30电连接。变压器40B以及电容器50B与变压器40A以及电容器50A相同，因此，省略详细的说明。
以下，使用图2以及图3对栅极驱动器10的构造进行说明。图2示出表示栅极驱动器10的内部结构的俯视图的一例，图3表示图2的3-3线的剖视图。
此外，在图1中，简化表示栅极驱动器10的电路结构，因此，图2的栅极驱动器10的外部端子数量比图1的栅极驱动器10的外部端子数量多。在此，栅极驱动器10的外部端子数量是指能够将栅极驱动器10与ECU503、开关元件501(参照图1)等栅极驱动器10的外部电子部件连接的外部电极数量。另外，图2的栅极驱动器10中的从低压电路20向高压电路30发送信号的信号线数量(后述的导线W的数量)比图1的栅极驱动器10的信号线数量多。
如图2所示，栅极驱动器10是将多个半导体芯片进行了单封装化而成的半导体装置，例如安装于在逆变器装置500设置的电路基板。此外，各开关元件501、502安装于与上述电路基板不同的安装基板。在该安装基板实装有冷却器。
栅极驱动器10的封装形式是SO系统，在第一实施方式中是SOP。栅极驱动器10具有作为半导体芯片的低压电路芯片60、高压电路芯片70及变压器芯片80、搭载有低压电路芯片60的低压引线框90、搭载有高压电路芯片70的高压引线框100、将各引线框90、100的一部分及各芯片60、70、80密封的密封树脂110。此外，在图2中为了便于说明栅极驱动器10的内部构造，用双点划线表示密封树脂110。另外，栅极驱动器10的封装形式能够任意地变更。
密封树脂110由具有电绝缘性的材料构成，例如由黑色的环氧树脂构成。密封树脂110形成为以z方向为厚度方向的矩形板状。密封树脂110具有4个树脂侧面111～114。详细而言，密封树脂110具有作为x方向的两端面的树脂侧面111、112和作为y方向的两端面的树脂侧面113、114。x方向和y方向是与z方向正交的方向。x方向和y方向彼此正交。此外，在以后的说明中，俯视图是指从z方向观察。
低压引线框90及高压引线框100分别由导体构成，在第一实施方式中由Cu(铜)构成。各引线框90、100设置为跨越密封树脂110的内外。
低压引线框90具有配置在密封树脂110内的低压裸片焊盘91、和配置为跨越密封树脂110的内外的多根低压引线92。各低压引线92构成与ECU503(参照图1)等外部的电子设备电连接的外部端子。
在低压裸片焊盘91搭载有低压电路芯片60及变压器芯片80。在俯视图中，低压裸片焊盘91配置为其y方向的中央比密封树脂110的y方向的中央更靠近树脂侧面113。在第一实施方式中，低压裸片焊盘91不从密封树脂110露出。俯视图中低压裸片焊盘91的形状是x方向为长边方向，y方向为短边方向的矩形状。
多根低压引线92在x方向上相互分离地排列。多根低压引线92中的配置于x方向的两端部的低压引线92分别与低压裸片焊盘91一体化。各低压引线92的一部分从树脂侧面113向密封树脂110的外侧突出。
高压引线框100包含配置在密封树脂110内的高压裸片焊盘101和配置为跨越密封树脂110的内外的多根高压引线102。各高压引线102构成与开关元件501(参照图1)的栅极等外部的电子设备电连接的外部端子。
在高压裸片焊盘101搭载有高压电路芯片70。在俯视图中，高压裸片焊盘101在y方向上与低压裸片焊盘91相比配置于更靠近树脂侧面114的位置。在第一实施方式中，高压裸片焊盘101不从密封树脂110露出。俯视图中高压裸片焊盘101的形状是x方向为长边方向，y方向为短边方向的矩形状。
低压裸片焊盘91和高压裸片焊盘101在y方向上分离地排列。因此，也可以说y方向是两个裸片焊盘91、101的排列方向。
低压裸片焊盘91及高压裸片焊盘101的y方向的尺寸根据搭载的半导体芯片的尺寸、数量来设定。在第一实施方式中，在低压裸片焊盘91搭载低压电路芯片60及变压器芯片80，在高压裸片焊盘101搭载高压电路芯片70，因此，低压裸片焊盘91的y方向的尺寸比高压裸片焊盘101的y方向的尺寸大。
多根高压引线102在x方向上相互分离地排列。多根高压引线102中的一对高压引线102与高压裸片焊盘101一体化。各高压引线102的一部分从树脂侧面114向密封树脂110的外侧突出。
在第一实施方式中，高压引线102的数量与低压引线92的数量相同。从图2可知，多根低压引线92和多根高压引线102在与低压裸片焊盘91和高压裸片焊盘101的排列方向(y方向)正交的方向(x方向)上排列。此外，高压引线102的数量以及低压引线92的数量分别能够任意地变更。
在第一实施方式中，低压裸片焊盘91被与低压裸片焊盘91一体化的一对低压引线92支承，高压裸片焊盘101被与高压裸片焊盘101一体化的一对高压引线102支承，因此，在各裸片焊盘91、101未设置在树脂侧面111、112露出的悬挂引线。因此，能够增大低压引线框90与高压引线框100之间的沿面距离。
低压电路芯片60、高压电路芯片70以及变压器芯片80在y方向上相互分离地排列。换言之，也可以说在俯视图中，低压电路芯片60、高压电路芯片70及变压器芯片80在两个裸片焊盘91、101的排列方向上相互分离地排列。在第一实施方式中，在y方向上从树脂侧面113向树脂侧面114依次排列有低压电路芯片60、变压器芯片80及高压电路芯片70。
此外，若着眼于各引线92、102沿x方向排列这一点，则x方向也可以说是各引线92、102的排列方向，y方向也可以说是在俯视图中与各引线92、102的排列方向正交的方向。因此，也可以说低压电路芯片60、高压电路芯片70以及变压器芯片80在俯视图中在与各引线92、102的排列方向正交的方向上相互分离地排列。并且，也可以说在俯视图中，随着从低压引线92向高压引线102，依次排列低压电路芯片60、变压器芯片80及高压电路芯片70。
低压电路芯片60包含图1所示的低压电路20。俯视图中低压电路芯片60的形状是具有短边以及长边的矩形状。在俯视图中，低压电路芯片60以长边沿着x方向，短边沿着y方向的方式搭载于低压裸片焊盘91。如图3所示，低压电路芯片60具有在z方向上彼此朝向相反侧的芯片主面60s及芯片背面60r。低压电路芯片60的芯片背面60r通过焊料、Ag(银)膏等导电性接合材料SD与低压裸片焊盘91接合。
如图2所示，在低压电路芯片60的芯片主面60s形成有多个第一电极焊盘61、多个第二电极焊盘62以及多个第三电极焊盘63。各电极焊盘61～63与图1所示的低压电路20电连接。
多个第一电极焊盘61配置在芯片主面60s中的比芯片主面60s的y方向的中央靠近低压引线92的位置。多个第一电极焊盘61在x方向上排列。多个第二电极焊盘62配置于芯片主面60s的y方向的两端部中的靠近变压器芯片80的的端部。多个第二电极焊盘62在x方向上排列。多个第三电极焊盘63配置于芯片主面60s的x方向的两端部。
变压器芯片80包含图1所示的变压器40。俯视图中变压器芯片80的形状是具有短边及长边的矩形状。在第一实施方式中，在俯视图中，变压器芯片80以长边沿着x方向，短边沿着y方向的方式搭载于低压裸片焊盘91。
变压器芯片80配置在低压电路芯片60的y方向的旁边。变压器芯片80配置在比低压电路芯片60更靠近高压电路芯片70的位置。
如图3所示，变压器芯片80具有在z方向上彼此朝向相反侧的芯片主面80s及芯片背面80r。变压器芯片80的芯片背面80r通过导电性接合材料SD与低压裸片焊盘91接合。
如图2所示，在变压器芯片80的芯片主面80s形成有多个第一电极焊盘81及多个第二电极焊盘82。多个第一电极焊盘81例如配置在芯片主面80s的y方向的两端部中的更靠近低压电路芯片60的端部。多个第一电极焊盘81在x方向上排列。多个第二电极焊盘82配置在芯片主面80s的y方向的中央附近。多个第二电极焊盘82在x方向上排列。
为了将栅极驱动器10的绝缘耐压设为预先设定的绝缘耐压，需要使各引线框90、100最接近的低压裸片焊盘91与高压裸片焊盘101分离规定距离以上。因此，在俯视图中，高压电路芯片70与变压器芯片80之间的距离比低压电路芯片60与变压器芯片80之间的距离大。
如图3所示，变压器芯片80包含两个变压器40A、40B(参照图1)，详细而言，是将两个变压器40A、40B进行单芯片化而成的。变压器芯片80具有绝缘层83，变压器40A的两个线圈41A、42A埋入到绝缘层83内，隔着绝缘层83在z方向上相互分离地对置配置。此外，绝缘层83可以是1层，也可以是多层。
各线圈41A、42A由埋入到绝缘层83的导体层构成。在第一实施方式中，第二线圈42A配置于相对于第一线圈41A远离低压裸片焊盘91的位置。
第一线圈41A与第一电极焊盘81电连接。第二线圈42A与第二电极焊盘82电连接。此外，两个线圈41A、42A的位置关系能够任意地变更。
此外，虽未图示，但变压器40B是与变压器40A相同的结构。因此，变压器40B的第一线圈41B与不同于与第一线圈41A电连接的第一电极焊盘81的第一电极焊盘81电连接。第二线圈42B与不同于与第二线圈42A电连接的第二电极焊盘82的第二电极焊盘82电连接。
高压电路芯片70包含高压电路30。如图2所示，俯视图中的高压电路芯片70的形状是具有短边以及长边的矩形状。在俯视图中，高压电路芯片70以长边沿着x方向，短边沿着y方向的方式搭载在高压裸片焊盘101。如图3所示，高压电路芯片70具有在z方向上彼此朝向相反侧的芯片主面70s及芯片背面70r。高压电路芯片70的芯片背面70r通过导电性接合材料SD与高压裸片焊盘101接合。
如图3所示，第一实施方式的电容器50A、50B(参照图1)组装于高压电路芯片70。详细而言，高压电路芯片70具有绝缘层74，在该绝缘层74内埋入有两个电容器50A、50B。在第一实施方式中，绝缘层74由电介质构成。绝缘层74例如由SiO2构成。
高压电路30设置在比绝缘层74更靠近高压电路芯片70的芯片背面70r的位置。在第一实施方式中，电容器50A在y方向上配置于高压电路芯片70内靠近变压器芯片80的部分。
在第一实施方式中，如图3所示，电容器50A在高压电路芯片70内配置在比高压电路30更靠近芯片主面70s的位置。另外，在俯视图中，电容器50A配置于与高压电路30重叠的位置。此外，高压电路芯片70内电容器50A的配置位置能够任意地变更。
电容器50A的第一电极51A以及第二电极52A分别形成为在与z方向正交的方向上对置的平板状。第一电极51A以及第二电极52A隔着绝缘层74在z方向上相互分离地对置配置。在高压电路芯片70内，绝缘层74介于第一电极51A和第二电极52A之间。在第一实施方式中，第一电极51A配置在比第二电极52A更靠近芯片主面70s的位置。此外，虽未图示，但高压电路芯片70内的电容器50B的配置结构与电容器50A相同。这样，电容器50A、50B的第二电极52A、52B在高压电路芯片70内与高压电路30电连接。即，电容器50A、50B在高压电路芯片70内与高压电路30电连接。
如图2所示，在高压电路芯片70的芯片主面70s形成有多个第一电极焊盘71、多个第二电极焊盘72以及多个第三电极焊盘73。多个第一电极焊盘71配置在芯片主面70s的y方向的两端部中的靠近变压器芯片80的端部。多个第一电极焊盘71在x方向上排列。多个第二电极焊盘72配置在芯片主面70s的y方向的两端部中的远离变压器芯片80的端部。多个第二电极焊盘72在x方向上排列。多个第三电极焊盘73配置在芯片主面70s的x方向的两端部。
多个第一电极焊盘71与电容器50A、50B(参照图1)电连接。详细而言，多个第一电极焊盘71的一部分与电容器50A的第一电极51A(参照图1)电连接。多个第一电极焊盘71的其他的一部分与电容器50B的第一电极51B(参照图1)电连接。多个第二电极焊盘72和多个第三电极焊盘73分别与高压电路30(参照图1)电连接。
低压电路芯片60、变压器芯片80以及高压电路芯片70分别与多根导线W连接。各导线W是由导线键合装置形成的键合导线，例如由Au(金)、Al(铝)、Cu等导体构成。
低压电路芯片60通过导线W与低压引线框90电连接。详细而言，低压电路芯片60的多个第一电极焊盘61与多根低压引线92通过导线W连接。低压电路芯片60的多个第三电极焊盘63和多根低压引线92中的与低压裸片焊盘91一体化的一对低压引线92通过导线W连接。由此，低压电路20(参照图1)与多根低压引线92(栅极驱动器10的外部电极中的与ECU503电连接的外部电极)电连接。在第一实施方式中，与低压裸片焊盘91一体化的一对低压引线92构成接地端子，且通过导线W将低压电路20与低压裸片焊盘91电连接，因此，低压裸片焊盘91成为与低压电路20的地线相同的电位。
低压电路芯片60和变压器芯片80通过导线W电连接。详细而言，低压电路芯片60的多个第二电极焊盘62和变压器芯片80的多个第一电极焊盘81通过导线W连接。由此，低压电路20与变压器40A、40B的第一线圈41A、41B(参照图1)电连接。
另外，第一线圈41A、41B经由第一电极焊盘81、连接低压电路芯片60和变压器芯片80的导线W、第二电极焊盘62、低压电路20、第三电极焊盘63、以及与第三电极焊盘63连接的导线W，与低压裸片焊盘91电连接。由此，变压器40A、40B的第一线圈41A、41B与低压电路20的地线电连接。
变压器芯片80和高压电路芯片70通过导线W电连接。详细而言，变压器芯片80的多个第二电极焊盘82和高压电路芯片70的多个第一电极焊盘71通过导线W连接。由此，变压器40A的第二线圈42A与电容器50A的第一电极51A(均参照图1)电连接，变压器40B的第二线圈42B与电容器50B的第一电极51B(均参照图1)电连接。
另外，在第一实施方式中，电容器50A的第二电极52A在高压电路芯片70内与高压电路30电连接。即，高压信号线31A中的将第二电极52A与高压电路30连接的部分组装于高压电路芯片70。此外，高压信号线31B也同样。
高压电路芯片70和高压引线框100的多根高压引线102分别通过导线W电连接。详细而言，高压电路芯片70的多个第二电极焊盘72和多个第三电极焊盘73与多根高压引线102通过导线W连接。由此，高压电路30与多根高压引线102(栅极驱动器10的外部电极中的与开关元件501等逆变器装置500电连接的外部电极)电连接。在第一实施方式中，与高压裸片焊盘101一体化的一对高压引线102构成接地端子，且高压电路30和高压裸片焊盘101通过导线W电连接，因此，高压裸片焊盘101成为与高压电路30的地线相同的电位。
另外，变压器40A、40B的第二线圈42A、42B(参照图1)与高压电路30的地线电连接。详细而言，各线圈42A、42B经由第二电极焊盘82、连接变压器芯片80和高压电路芯片70的导线W、第一电极焊盘71、高压电路30、第三电极焊盘73、以及与第三电极焊盘73连接的导线W中的连接于与高压裸片焊盘101一体化的高压引线102的导线W，与高压裸片焊盘101电连接。
接下来，对第一实施方式的栅极驱动器10的作用进行说明。
在第一实施方式的栅极驱动器10中，有时高压电路30的接地电位比低压电路20的接地电位高。该情况下，电流可能从高压电路30的地线向低压电路20的地线流动。为了抑制该电流从高压电路30向低压电路20流动，在低压电路20与高压电路30之间设置有成为绝缘构造的变压器40。
在此，在被施加了比变压器40的绝缘耐压高的电压时，可能产生第一线圈41A(41B)与第二线圈42A(42B)短路的异常即绝缘破坏。该情况下，即使是在变压器40中产生了由第一线圈41A(41B)与第二线圈42A(42B)的短路引起的绝缘破坏的情况，通过与该变压器40串联连接的电容器50，低压电路20与高压电路30之间的绝缘也得以维持。即，电容器50作为对成为基础绝缘的变压器40的附加绝缘来发挥功能。
根据第一实施方式的栅极驱动器10，得到以下的效果。
(1-1)栅极驱动器10具有：低压电路20，其被施加第一电压V1；高压电路30，其被施加比第一电压V1高的第二电压V2；变压器40，其具有隔着绝缘层83相互对置配置的第一线圈41A、41B以及第二线圈42A、42B；电容器50，其与变压器40串联连接。低压电路20和高压电路30经由变压器40和电容器50传递信号。
根据该结构，变压器40和与变压器40串联连接的电容器50双方将低压电路20与高压电路30绝缘，因此，即使是在变压器40中产生了由第一线圈41A(41B)与第二线圈42A(42B)的短路引起的绝缘破坏的情况，也能够通过电容器50维持低压电路20与高压电路30的绝缘。因此，能够实现安全性的提高。
(1-2)电容器50A具有第一电极51A以及第二电极52A。第一电极51A与变压器40A电连接，第二电极52A与高压电路30电连接。电容器50B具有第一电极51B以及第二电极52B。第一电极51B与变压器40B电连接，第二电极52B与高压电路30电连接。根据该结构，即使是在变压器40A中产生了由第一线圈41A与第二线圈42A的短路引起的绝缘破坏的情况，也能够通过电容器50A在比变压器40A靠高压电路30侧的位置进行绝缘，即使是在变压器40B中产生了由第一线圈41B与第二线圈42B的短路引起的绝缘破坏的情况，也能够通过电容器50B在比变压器40B靠高压电路30侧的位置进行绝缘。因此，能够抑制因变压器40A、40B的上述绝缘破坏而对低压引线框90施加例如开关元件501的漏极电压等高电压。
(1-3)栅极驱动器10具有：低压电路芯片60，其包含低压电路20；高压电路芯片70，其包含高压电路30；变压器芯片80，其包含变压器40A、40B。根据该结构，与低压电路芯片60及高压电路芯片70分开地设置变压器芯片80，因此，能够对不同的低压电路芯片60及高压电路芯片70使用共同的变压器芯片80。由此，在制造低压电路芯片60以及高压电路芯片70中的至少一方不同的多种栅极驱动器时，能够降低制造成本。
(1-4)电容器50A、50B组装于高压电路芯片70。根据该结构，与将电容器50A、50B构成为独立的芯片的情况相比，能够减少栅极驱动器10内的半导体芯片的数量。因此，能够抑制栅极驱动器10的大型化。
另外，高压电路芯片70搭载于高压裸片焊盘101，因此，即使是在变压器40中产生了由第一线圈41A(41B)与第二线圈42A(42B)的短路引起的绝缘破坏的情况，高电压也难以到达低压引线框90。由此，能够抑制对低压引线框90施加高电压。
(1-5)在高压电路芯片70内，电容器50A、50B在俯视图中配置于与高压电路30重叠的位置。根据该结构，能够抑制高压电路芯片70的大型化。
(1-6)电容器50A、50B配置在高压电路芯片70中的变压器芯片80附近。根据该结构，能够缩短变压器40A与电容器50A之间的导电路径和变压器40B与电容器50B之间的导电路径双方。因此，能够降低由这些导电路径的长度引起的电感。
(1-7)变压器芯片80配置在低压电路芯片60与高压电路芯片70之间。根据该结构，利用导线W将在这些芯片60、70、80的排列方向(y方向)上相邻的芯片彼此连接，由此，在将这些芯片60、70、80电连接时，导线W无需跨越规定的芯片，因此，能够简化导线W的连接构造。
(1-8)电容器50的绝缘耐压设定为变压器40的绝缘耐压以上。根据该结构，即使是在变压器40中产生了由第一线圈41A(41B)与第二线圈42A(42B)的短路引起的绝缘破坏的情况，也能够维持低压电路20与高压电路30之间的绝缘，而不停止逆变器装置500的驱动。
[第二实施方式]
参照图4以及图5，对第二实施方式的栅极驱动器10进行说明。第二实施方式的栅极驱动器10与第一实施方式的栅极驱动器10相比，主要不同点在于，电容器50未组装于高压电路芯片70，作为半导体芯片具有独立的电容器芯片120。在以后的说明中，主要对与第一实施方式的栅极驱动器10不同的点进行说明，对与第一实施方式的栅极驱动器10共同的构成要素标注同一符号，省略其说明。此外，图4中为了便于说明栅极驱动器10的内部构造，用双点划线表示密封树脂110。
如图4所示，栅极驱动器10具有：低压电路芯片60、高压电路芯片70、变压器芯片80以及电容器芯片120。这些芯片60、70、80、120由密封树脂110密封。低压电路芯片60、高压电路芯片70、变压器芯片80以及电容器芯片120在y方向上相互分离地排列。也可以说这些芯片60、70、80、120在低压裸片焊盘91及高压裸片焊盘101的排列方向上排列。
在第二实施方式中，从低压引线92向高压引线102，依次排列有低压电路芯片60、变压器芯片80、电容器芯片120及高压电路芯片70。换言之，在俯视图中，变压器芯片80及电容器芯片120配置在低压电路芯片60与高压电路芯片70之间。在俯视图中，变压器芯片80配置在低压电路芯片60与电容器芯片120之间，电容器芯片120配置在变压器芯片80与高压电路芯片70之间。
低压电路芯片60及变压器芯片80双方与第一实施方式同样地搭载于低压引线框90的低压裸片焊盘91。
在第二实施方式中，电容器芯片120和高压电路芯片70双方搭载于高压引线框100的高压裸片焊盘101。为了确保电容器芯片120的搭载空间，第二实施方式的高压裸片焊盘101的y方向的长度比第一实施方式的高压裸片焊盘101的y方向的长度长。在一例中，高压裸片焊盘101的y方向的长度与低压裸片焊盘91的y方向的长度相等。
俯视图中的电容器芯片120的形状是具有长边及短边的矩形状。在俯视图中，电容器芯片120以长边沿着x方向，短边沿着y方向的方式搭载于高压裸片焊盘101。如图5所示，电容器芯片120具有在z方向上彼此朝向相反侧的芯片主面120s及芯片背面120r。电容器芯片120通过导电性接合材料SD与高压裸片焊盘101接合。
如图4所示，在电容器芯片120的芯片主面120s形成有多个第一电极焊盘121及多个第二电极焊盘122。多个第一电极焊盘121配置在芯片主面120s中的变压器芯片80附近。多个第一电极焊盘121在x方向上排列。多个第二电极焊盘122配置在芯片主面120s中的高压电路芯片70附近。多个第二电极焊盘122在x方向上排列。
如图5所示，电容器芯片120包含两个电容器50A、50B(参照图1)，详细而言，是将两个电容器50A、50B单封装化而成的。电容器芯片120具有绝缘层123，电容器50A的两个电极51A、52A埋入到绝缘层123内，隔着绝缘层123在z方向上相互分离地对置配置。在第二实施方式中，第一电极51A配置在比第二电极52A远离高压裸片焊盘101的位置。在第二实施方式中，绝缘层123由电介质构成。绝缘层123例如由SiO2构成。此外，绝缘层123可以是一层，也可以是多层。另外，虽未图示，但电容器芯片120内的电容器50B的配置结构与电容器50A相同。
两个电容器50A、50B在电容器芯片120内与第一电极焊盘121和第二电极焊盘122电连接。在一例中，如图5所示，第一电极焊盘121与电容器50A的第一电极51A电连接。第二电极焊盘122与电容器50A的第二电极52A电连接。
此外，虽未图示，但其他第一电极焊盘121与电容器50B的第一电极51B电连接。其他第二电极焊盘122与电容器50B的第二电极52B电连接。此外，两个电极51B、52B的配置关系与两个电极51A、52A同样。
电容器芯片120通过导线W与变压器芯片80和高压电路芯片70双方电连接。详细而言，变压器芯片80的第二电极焊盘82和电容器芯片120的第一电极焊盘121通过导线W连接，电容器芯片120的第二电极焊盘122和高压电路芯片70的第一电极焊盘71通过导线W连接。由此，变压器40、电容器50以及高压电路30电连接。
根据第二实施方式的栅极驱动器10，除了第一实施方式的(1-1)、(1-2)以及(1-8)的效果之外，还得到以下的效果。
(2-1)栅极驱动器10具有：低压电路芯片60，其包含低压电路20；高压电路芯片70，其包含高压电路30；变压器芯片80，其包含变压器40；电容器芯片120，其包含电容器50。依次排列有低压电路芯片60、变压器芯片80、电容器芯片120及高压电路芯片70。
根据该结构，利用导线W将在这些芯片60、70、80、120的排列方向(y方向)上相邻的芯片彼此连接，由此，在将这些芯片60、70、80、120电连接时，导线W无需跨越规定的芯片，因此，能够简化导线W的连接构造。
此外，与低压电路芯片60及高压电路芯片70分开地分别设置变压器芯片80及电容器芯片120，因此，能够对不同的低压电路芯片60及高压电路芯片70使用共同的变压器芯片80及共同的电容器芯片120。由此，在制造低压电路芯片60以及高压电路芯片70中的至少一方不同的多种栅极驱动器时，能够降低制造成本。
(2-2)栅极驱动器10具有：低压裸片焊盘91，其搭载有低压电路芯片60；高压裸片焊盘101，其搭载有高压电路芯片70。变压器芯片80搭载于低压裸片焊盘91，电容器芯片120搭载于高压裸片焊盘101。
在形成密封树脂110时，随着俯视图中的各裸片焊盘91、101的面积变大，容易在密封树脂110中的位于各裸片焊盘91、101附近的部分形成空隙。因此，假设在低压裸片焊盘91搭载变压器芯片80和电容器芯片120双方，则低压裸片焊盘91的面积变得过大，可能在低压裸片焊盘91附近形成空隙。
关于这一点，根据第二实施方式的栅极驱动器10，变压器芯片80和电容器芯片120分别分散地搭载于低压裸片焊盘91及高压裸片焊盘101，因此，能够抑制低压裸片焊盘91及高压裸片焊盘101中的一方变得过大。因此，能够抑制由各裸片焊盘91、101中的一方的裸片焊盘的面积变得过大引起的密封树脂110的空隙产生。
[第三实施方式]
参照图6以及图7，对第三实施方式的栅极驱动器10进行说明。第三实施方式的栅极驱动器10与第一实施方式的栅极驱动器10相比，主要不同点在于设置电容器50的位置。在以后的说明中，主要对与第一实施方式不同的点进行说明，对与第一实施方式的栅极驱动器10共同的构成要素标注同一符号，省略其说明。
如图6所示，电容器50与第一实施方式不同，在电路上设置于低压电路20与变压器40之间。详细而言，电容器50A在电路上设置于低压电路20与变压器40A之间，电容器50B在电路上设置于低压电路20与变压器40B之间。在第三实施方式中，变压器40A与电容器50A串联连接。变压器40B和电容器50B串联连接。
在第三实施方式中，变压器40A和电容器50A通过低压信号线21A串联连接，电容器50A和低压电路20通过低压信号线21A连接。因此，也可以说低压电路20和变压器40A经由电容器50A电连接。另外，变压器40B和电容器50B通过低压信号线21B串联连接，电容器50B和低压电路20通过低压信号线21B连接。因此，也可以说低压电路20和变压器40B经由电容器50B电连接。此外，在第三实施方式中，在电路上在变压器40A与高压电路30之间未设置电容器50A，在电路上在变压器40B与高压电路30之间未设置电容器50B。
如图7所示，栅极驱动器10具有：低压电路芯片60、高压电路芯片70以及变压器芯片80。这些芯片60、70、80的配置结构及各引线框90、100的结构与第一实施方式相同。如图7所示，变压器芯片80搭载于低压引线框90的低压裸片焊盘91。
第三实施方式的电容器50A、50B(参照图6)组装于低压电路芯片60。详细而言，低压电路芯片60具有绝缘层64，在该绝缘层64内埋入有两个电容器50A、50B。第一电极51A以及第二电极52A隔着绝缘层64在z方向上相互分离地对置配置。在第三实施方式中，电容器50A、50B在y方向上配置于低压电路芯片60内的靠近变压器芯片80的部分。在第三实施方式中，绝缘层64由电介质构成。绝缘层64例如由SiO2构成。
在第三实施方式中，电容器50在低压电路芯片60内配置在比低压电路20靠近芯片主面60s的位置。详细而言，如图7所示，电容器50A的两个电极51A、52A在低压电路芯片60内配置在比低压电路20靠近芯片主面60s的位置。另外，在俯视图中，电容器50A、50B在低压电路芯片60内配置于与低压电路20重叠的位置。此外，低压电路芯片60内的电容器50A、50B的配置位置能够任意地变更。
电容器50在低压电路芯片60内与低压电路20和低压电路芯片60的第二电极焊盘62双方电连接。详细而言，如图7所示，电容器50A的第一电极51A在低压电路芯片60内与低压电路20电连接。电容器50A的第二电极52A在低压电路芯片60内与第二电极焊盘62电连接。
另外，虽然未图示，但电容器50B是与电容器50A相同的结构。电容器50B的两个电极51B、52B也在低压电路芯片60内配置在比低压电路20靠近芯片主面60s的位置，在低压电路芯片60内与低压电路20和低压电路芯片60的第二电极焊盘62双方电连接。
与第一实施方式同样地，第二电极焊盘62通过导线W与变压器芯片80的第一电极焊盘81连接。详细而言，与电容器50A的第二电极52A电连接的第二电极焊盘62和与变压器40A的第一线圈41A电连接的第一电极焊盘81通过导线W连接。虽未图示，但与电容器50B的第二电极52B电连接的第二电极焊盘62和与变压器40B的第一线圈41B电连接的第一电极焊盘81通过导线W连接。
根据第三实施方式的栅极驱动器10，除了第一实施方式的(1-1)、(1-3)、(1-7)以及(1-8)的效果之外，还得到以下的效果。
(3-1)电容器50A的第一电极51A与低压电路20电连接，电容器50A的第二电极52A与变压器40A电连接。电容器50B的第一电极51B与低压电路20电连接，电容器50B的第二电极52B与变压器40B电连接。根据该结构，即使是在变压器40A中产生了由第一线圈41A与第二线圈42A的短路引起的绝缘破坏的情况，也能够通过电容器50A维持低压电路20与高压电路30的绝缘，即使是在变压器40B中产生了由第一线圈41B与第二线圈42B的短路引起的绝缘破坏的情况，也能够通过电容器50B维持低压电路20与高压电路30的绝缘。因此，能够抑制因变压器40A、40B的上述绝缘破坏而对低压电路20施加高电压，因此，能够抑制对低压引线框90施加高电压。
(3-2)电容器50A、50B组装于低压电路芯片60。
根据该结构，与将电容器50A、50B构成为独立的芯片的情况相比，能够减少栅极驱动器10内的半导体芯片的数量。因此，能够抑制栅极驱动器10的大型化。
(3-3)在低压电路芯片60内，电容器50A、50B在俯视图中配置于与低压电路20重叠的位置。根据该结构，能够抑制低压电路芯片60的大型化。
(3-4)电容器50A、50B配置在低压电路芯片60中的变压器芯片80附近。根据该结构，能够缩短电容器50A与变压器40A之间的导电路径、电容器50B与变压器40B之间的导电路径双方。因此，能够降低由这些导电路径的长度引起的电感。
[第四实施方式]
参照图8以及图9，对第四实施方式的栅极驱动器10进行说明。第四实施方式的栅极驱动器10与第三实施方式的栅极驱动器10相比，主要不同点在于，电容器50未组装于低压电路芯片60，作为半导体芯片具有独立的电容器芯片120。在以后的说明中，主要对与第三实施方式的栅极驱动器10不同的点进行说明，对与第三实施方式的栅极驱动器10共同的构成要素标注同一符号，省略其说明。此外，图8中为了便于说明栅极驱动器10的内部构造，用双点划线表示密封树脂110。
如图8所示，栅极驱动器10具有：低压电路芯片60、高压电路芯片70、变压器芯片80以及电容器芯片120。这些芯片60、70、80、120由密封树脂110密封。低压电路芯片60、高压电路芯片70、变压器芯片80以及电容器芯片120在y方向上相互分离地排列。也可以说这些芯片60、70、80、120在低压裸片焊盘91及高压裸片焊盘101的排列方向上排列。
在第四实施方式中，从低压引线92向高压引线102，依次排列有低压电路芯片60、电容器芯片120、变压器芯片80及高压电路芯片70。换言之，在俯视图中，电容器芯片120及变压器芯片80配置在低压电路芯片60与高压电路芯片70之间，电容器芯片120配置在低压电路芯片60与变压器芯片80之间。
在第四实施方式中，低压电路芯片60、电容器芯片120及变压器芯片80搭载于低压引线框90的低压裸片焊盘91。电容器芯片120通过导电性接合材料SD(参照图9)与低压裸片焊盘91接合。俯视图中的电容器芯片120的形状及配置姿势与第二实施方式同样。为了确保搭载电容器芯片120的空间，第四实施方式的低压裸片焊盘91的y方向的长度比第三实施方式的低压裸片焊盘91的y方向的长度长。此外，在变压器芯片80中，第一线圈41A相对于低压裸片焊盘91充分分离，由此，能够维持变压器芯片80与低压裸片焊盘91之间的绝缘。
仅高压电路芯片70搭载于高压引线框100的高压裸片焊盘101。第四实施方式的高压裸片焊盘101与第一实施方式的高压裸片焊盘101相同。
电容器芯片120通过导线W与低压电路芯片60和变压器芯片80双方电连接。详细而言，电容器芯片120的第一电极焊盘121、低压电路芯片60的第二电极焊盘62通过导线W连接。电容器芯片120的第二电极焊盘122、变压器芯片80的第一电极焊盘81通过导线W连接。
如图9所示，与电容器50A的第一电极51A电连接的第一电极焊盘121和与低压电路20电连接的第二电极焊盘62通过导线W连接，因此，电容器50A的第一电极51A与低压电路20电连接。与电容器50A的第二电极52A电连接的第二电极焊盘122和与变压器40A的第一线圈41A电连接的第二电极焊盘62通过导线W连接，因此，电容器50A的第二电极52A和变压器40A的第一线圈41A电连接。
此外，虽未图示，但与电容器50A同样地，电容器50B的第一电极51B与低压电路20电连接，电容器50B的第二电极52B与变压器40B的第一线圈41B电连接。
根据第四实施方式的栅极驱动器10，除了第三实施方式的(3-1)的效果之外，还得到以下的效果。
(4-1)栅极驱动器10具有：低压电路芯片60，其包含低压电路20；高压电路芯片70，其包含高压电路30；变压器芯片80，其包含变压器40；电容器芯片120，其包含电容器50。依次排列有低压电路芯片60、电容器芯片120、变压器芯片80及高压电路芯片70。根据该结构，能够得到与第二实施方式的(2-1)同样的效果。
[第五实施方式]
参照图10以及图11，对第五实施方式的栅极驱动器10进行说明。第五实施方式的栅极驱动器10与第一实施方式的栅极驱动器10相比，不同点在于，成为基于多个变压器的双重绝缘构造。在以后的说明中，对与第一实施方式不同的点进行说明，对与第一实施方式的栅极驱动器10共同的构成要素标注同一符号，省略其说明。
如图10所示，变压器40的变压器40A具有相互串联连接的第一变压器43A及第二变压器44A。变压器40B具有相互串联连接的第一变压器43B及第二变压器44B。这样，变压器40A、40B分别成为双重绝缘构造，因此，栅极驱动器10的绝缘耐压比第一～第四实施方式高，例如为5000Vrms左右。
第一变压器43A与低压电路20电连接。第一变压器43A具有第一线圈45A和与第一线圈45A绝缘且能够磁耦合的第二线圈46A。
第二变压器44A与高压电路30电连接。也可以说第二变压器44A设置在连接第一变压器43A和高压电路30的信号线上。第二变压器44A具有第一线圈47A和与第一线圈47A绝缘且能够磁耦合的第二线圈48A。
第一线圈45A通过低压信号线21A与低压电路20电连接，另一方面，与低压电路20的地线连接。即，第一线圈45A的第一端部与低压电路20电连接，第一线圈45A的第二端部与低压电路20的地线电连接。因此，第一线圈45A的第二端部的电位成为第一基准电位。第一基准电位例如为0V。
第二线圈46A与第二变压器44A的第一线圈47A连接。在一例中，第二线圈46A及第一线圈47A以成为电浮动状态的方式相互连接。即，第二线圈46A的第一端部与第一线圈47A的第一端部连接，第二线圈46A的第二端部与第一线圈47A的第二端部连接。这样，第二线圈46A及第一线圈47A成为对从第一线圈45A向第二线圈48A的置位信号的传递进行中继的中继线圈。
第二线圈48A通过高压信号线31A经由电容器50A与高压电路30电连接，另一方面，与高压电路30的地线连接。即，第二线圈48A的第一端部经由电容器50A电连接到高压电路30，第二线圈48A的第二端部与高压电路30的地线电连接。因此，第二线圈48A的第二端部的电位成为第二基准电位。第二基准电位随着逆变器装置500的驱动而变动，例如成为600V以上。
与第一实施方式同样地，电容器50A设置在高压信号线31A上。电容器50A设置在第二变压器44A与高压电路30之间。即，电容器50A设置在连接第二变压器44A和高压电路30的高压信号线31A上。电容器50A与第二变压器44A串联连接。电容器50A的第一电极51A与第二线圈48A电连接，电容器50A的第二电极52A与高压电路30电连接。
变压器40B的第一变压器43B具有与低压电路20电连接的第一线圈45B和与第一线圈45B绝缘且能够磁耦合的第二线圈46B。
变压器40B的第二变压器44B具有与高压电路30电连接的第一线圈47B和与第一线圈47B绝缘且能够磁耦合的第二线圈48B。变压器40B和电容器50B与变压器40A和电容器50A同样，因此，省略详细的说明。
如图11所示，栅极驱动器10具有：低压电路芯片60、高压电路芯片70、第一变压器芯片80A以及第二变压器芯片80B。低压电路芯片60、高压电路芯片70、第一变压器芯片80A以及第二变压器芯片80B在y方向上相互分离地排列。这些芯片60、70、80A、80B也可以说是在低压裸片焊盘91及高压裸片焊盘101的排列方向上排列。
在第五实施方式中，从低压引线92向高压引线102(参照图2)，依次排列有低压电路芯片60、第一变压器芯片80A、第二变压器芯片80B以及高压电路芯片70。换言之，在俯视图中，各变压器芯片80A、80B配置在低压电路芯片60与高压电路芯片70之间。
在第五实施方式中，低压电路芯片60及第一变压器芯片80A双方搭载于低压引线框90的低压裸片焊盘91。高压电路芯片70和第二变压器芯片80B都搭在于高压引线框100的高压裸片焊盘101。
第一变压器芯片80A包含变压器40A的第一变压器43A以及变压器40B的第一变压器43B(参照图10)，详细而言，是将两个变压器43A、43B进行单封装化而成的。即，第一变压器芯片80A包含变压器40A、40B中的在电路上配置于比高压电路30靠近低压电路20的位置的变压器。
如图11所示，第一变压器芯片80A与第一实施方式的变压器芯片80同样地具有绝缘层83。第一变压器43A的两个线圈45A、46A埋入到绝缘层83内，隔着绝缘层83在z方向上相互分离地对置配置。绝缘层83可以是1层，也可以是多层。
两个线圈45A、46A由埋入到绝缘层83的导体层构成。在第五实施方式中，第二线圈46A相对于第一线圈45A配置在远离低压裸片焊盘91的位置。第一线圈45A与第一电极焊盘81A电连接，第二线圈46A与第二电极焊盘82A电连接。此外，虽未图示，但第一变压器芯片80A内的第一变压器43B的配置结构与第一变压器43A相同。
第二变压器芯片80B包含变压器40A的第二变压器44A以及变压器40B的第二变压器44B(参照图10)，详细而言，是将两个变压器44A、44B进行单封装化而成的。即，第二变压器芯片80B包含变压器40A、40B中的在电路上配置于比低压电路20靠近高压电路30的位置的变压器。
如图11所示，第二变压器芯片80B与第一实施方式的变压器芯片80同样地具有绝缘层83。第二变压器44A的两个线圈47A、48A埋入到绝缘层83内，隔着绝缘层83在z方向上相互分离地对置配置。绝缘层83可以是1层，也可以是多层。
两个线圈47A、48A由埋入到绝缘层83的导体层构成。在第五实施方式中，第一线圈47A相对于第二线圈48A配置在远离高压裸片焊盘101的位置。第一线圈47A与第一电极焊盘81B电连接，第二线圈48A与第二电极焊盘82B电连接。此外，虽未图示，但第二变压器芯片80B内的第二变压器44B的配置结构与第二变压器44A相同。
低压电路芯片60和第一变压器芯片80A通过导线W连接。详细而言，低压电路芯片60的第二电极焊盘62和第一变压器芯片80A的第一电极焊盘81A通过导线W连接。由此，低压电路20与第一变压器43A的第一线圈45A电连接，低压电路20与第一变压器43B的第一线圈45B电连接。
第一变压器芯片80A和第二变压器芯片80B通过导线W连接。详细而言，第一变压器芯片80A的第二电极焊盘82A和第二变压器芯片80B的第一电极焊盘81B通过导线W连接。由此，第一变压器43A的第二线圈46A与第二变压器44A的第一线圈47A电连接，第一变压器43B的第二线圈46B与第二变压器44B的第一线圈47B(参照图10)电连接。
第二变压器芯片80B和高压电路芯片70通过导线W连接。详细而言，第二变压器芯片80B的第二电极焊盘82B和高压电路芯片70的第一电极焊盘71通过导线W连接。由此，第二变压器44A的第二线圈48A与电容器50A的第一电极51A电连接，第二变压器44B的第二线圈48B与电容器50B的第一电极51B(参照图10)电连接。
根据第五实施方式的栅极驱动器10，除了第一实施方式的(1-1)～(1-8)的效果之外，还得到以下的效果。
(5-1)变压器40A具有相互串联连接的第一变压器43A以及第二变压器44A。变压器40B具有相互串联连接的第一变压器43B及第二变压器44B。根据该结构，在传递置位信号的信号线中，通过第一变压器43A及第二变压器44A在低压电路20与高压电路30之间成为双重绝缘构造，在传递复位信号的信号线中，通过第一变压器43B及第二变压器44B在低压电路20与高压电路30之间成为双重绝缘构造，因此，能够提高栅极驱动器10的绝缘耐压。
[第六实施方式]
参照图12以及图13，对第六实施方式的栅极驱动器10进行说明。第六实施方式的栅极驱动器10与第二实施方式的栅极驱动器10相比，主要不同点在于栅极驱动器10由多个封装件构成。在以后的说明中，对与第二实施方式不同的点进行说明，对与第二实施方式的栅极驱动器10共同的构成要素标注同一符号，省略其说明。
如图12所示，第六实施方式的栅极驱动器10的电路结构与第一实施方式的栅极驱动器10的电路结构相同。栅极驱动器10具有：低压电路模块200、高压电路模块210以及绝缘模块220。
低压电路模块200包含低压电路20。在一例中，虽未图示，但低压电路模块200具有：低压电路芯片，其包含低压电路20；低压引线框，其包含搭载有低压电路芯片的低压裸片焊盘；密封树脂，其将低压引线框的一部分和低压电路芯片密封。
高压电路模块210包含高压电路30。在一例中，虽未图示，但高压电路模块210具有：高压电路芯片，其包含高压电路30；高压引线框，其包含搭载有高压电路芯片的高压裸片焊盘；密封树脂，其将高压引线框的一部分和高压电路芯片密封。
绝缘模块220能够发送从低压电路20向高压电路30的置位信号和复位信号，另一方面，将低压电路20与高压电路30绝缘。即，绝缘模块220用于将栅极驱动器10所包含的低压电路20与高压电路30绝缘。绝缘模块220包含变压器40和电容器50。变压器40及电容器50与第一实施方式同样地，用于传递低压电路20与高压电路30之间的信号(置位信号及复位信号)。如图12所示，绝缘模块220在电路上配置于低压电路20与高压电路30之间。因此，低压电路20和高压电路30经由变压器40和电容器50连接。
图13表示绝缘模块220的示意性的截面构造的一例。如图13所示，绝缘模块220具有：变压器芯片80、电容器芯片120、低压引线框221、高压引线框222、将变压器芯片80、电容器芯片120及密封各引线框221、222的一部分的密封树脂223。
各引线框221、222由导体构成，在第六实施方式中由Cu构成。各引线框221、222设置为跨越密封树脂223的内外。
低压引线框221是与低压电路20(参照图12)电连接的引线框，具有配置在密封树脂223内的低压裸片焊盘221a、和配置为跨越密封树脂223的内外的多根低压引线221b。各低压引线221b构成与低压电路20电连接的外部端子。
高压引线框222是与高压电路30(参照图12)电连接的引线框，具有配置在密封树脂223内的高压裸片焊盘222a、和配置为跨越密封树脂223的内外的多个高压引线222b。各高压引线222b构成与高压电路30电连接的外部端子。
在第六实施方式中，变压器芯片80搭载于低压裸片焊盘221a，电容器芯片120搭载于高压裸片焊盘222a。在第六实施方式中，低压裸片焊盘221a对应于第一裸片焊盘，高压裸片焊盘222a对应于第二裸片焊盘。低压引线221b对应于第一引线，高压引线222b对应于第二引线。
在第六实施方式中，随着从低压引线221b向高压引线222b，依次排列有变压器芯片80及电容器芯片120。
在栅极驱动器10中，变压器40A、40B的第一线圈41A、41B(参照图12)与低压电路20电连接，另一方面，与低压电路20的地线连接。即，第一线圈41A、41B的第一端部与低压电路20电连接，第一线圈41A、41B的第二端部与低压电路20的地线连接。
变压器芯片80的第一电极焊盘81和低压引线221b通过导线W连接。由此，变压器40A的第一线圈41A与低压引线221b电连接。另外，虽未图示，但变压器40B的第一线圈41B与其他低压引线221b电连接。另外，虽未图示，但变压器40A、40B的第一线圈41A、41B通过导线W连接于与低压裸片焊盘221a一体化的低压引线221b。
在栅极驱动器10中，变压器40A、40B的第二线圈42A、42B(参照图12)与电容器50A、50B电连接，另一方面，与高压电路30的地线连接。即，第二线圈42A、42B的第一端部与电容器50A、50B电连接，第二线圈42A、42B的第二端部与高压电路30的地线连接。
变压器芯片80的第二电极焊盘82和电容器芯片120的第一电极焊盘121通过导线W连接。由此，变压器40A的第二线圈42A与电容器50A的第一电极51A(参照图12)电连接。另外，虽未图示，但变压器40B的第二线圈42B与电容器50B的第一电极51B(参照图12)电连接。另外，虽未图示，但变压器40A、40B的第二线圈42A、42B通过导线W电连接于和高压裸片焊盘222a一体化的高压引线222b。
根据第六实施方式，除了第一实施方式的(1-1)、(1-2)以及(1-8)的效果之外，还得到以下的效果。
(6-1)变压器40及电容器50包含于与低压电路模块200及高压电路模块210不同的半导体模块即绝缘模块220。
根据该结构，能够对不同的低压电路模块200及高压电路模块210使用共同的绝缘模块220。由此，在制造低压电路模块200及高压电路模块210中的至少一方不同的多种栅极驱动器时，能够降低制造成本。
[第七实施方式]
参照图14以及图15，对第七实施方式的栅极驱动器10进行说明。第七实施方式的栅极驱动器10与第二实施方式的栅极驱动器10相比，主要不同点在于栅极驱动器10由多个封装件构成。在以后的说明中，对与第二实施方式不同的点进行说明，对与第二实施方式的栅极驱动器10共同的构成要素标注同一符号，省略其说明。
如图14所示，第七实施方式的栅极驱动器10的电路结构与第一实施方式的栅极驱动器10的电路结构相同。栅极驱动器10具有低压电路单元300和高压电路模块310。高压电路模块310是与第六实施方式的高压电路模块210(参照图12)相同的结构。
低压电路单元300包含：低压电路20、变压器40以及电容器50。低压电路单元300能够将来自低压电路20的置位信号及复位信号向高压电路30发送，另一方面，将低压电路20与高压电路30绝缘。
图15表示低压电路单元300的示意性的截面构造的一例。如图15所示，低压电路单元300具有：包含低压电路20的低压电路芯片60、变压器芯片80、电容器芯片120、低压引线框301、高压引线框302、将各芯片60、80、120及各引线框301、302的一部分密封的密封树脂320。因此，也可以说低压电路单元300具有包含变压器40及电容器50的绝缘模块。即，也可以说低压电路单元300具有绝缘模块和低压电路20(参照图14)。也可以说该绝缘模块具有变压器芯片80及电容器芯片120。
各引线框301、302由导体构成，在第七实施方式中由Cu构成。各引线框301、302设置为跨越密封树脂320的内外。
低压引线框301是与低压电路20电连接的引线框，具有配置在密封树脂320内的低压裸片焊盘301a、和配置为跨越密封树脂320的内外的多个低压引线301b。各低压引线301b构成与低压电路20电连接的外部端子。
高压引线框302是与高压电路30(参照图14)电连接的引线框，具有配置为跨越密封树脂320的内外的多个高压引线302a。各高压引线302a构成与高压电路30电连接的外部端子。
在第七实施方式中，低压电路芯片60、变压器芯片80和电容器芯片120搭载于低压裸片焊盘301a。低压电路芯片60、变压器芯片80及电容器芯片120在y方向上相互分离地排列。在第七实施方式中，随着从低压引线301b向高压引线302a，依次排列有低压电路芯片60、变压器芯片80及电容器芯片120。此外，在电容器芯片120中，第二电极52A相对于低压裸片焊盘301a充分分离，由此，能够维持电容器芯片120与低压裸片焊盘301a之间的绝缘。
基于导线W的低压电路芯片60、变压器芯片80及电容器芯片120的连接方式与第二实施方式同样。电容器芯片120的第二电极焊盘122通过导线W与多根高压引线302a连接。根据第七实施方式，得到第一实施方式的(1-1)、(1-2)以及(1-8)的效果。
[第八实施方式]
参照图16以及图17，对第八实施方式的栅极驱动器10进行说明。第八实施方式的栅极驱动器10与第二实施方式的栅极驱动器10相比，主要不同点在于栅极驱动器10由多个封装件构成。在以后的说明中，对与第二实施方式不同的点进行说明，对与第二实施方式的栅极驱动器10共同的构成要素标注同一符号，省略其说明。
如图16所示，第八实施方式的栅极驱动器10的电路结构与第一实施方式的栅极驱动器10的电路结构相同。栅极驱动器10包含低压电路模块400和高压电路单元410。低压电路模块400是与第六实施方式的低压电路模块200(参照图12)相同的结构。
高压电路单元410包含：高压电路30、变压器40以及电容器50。高压电路单元410能够使高压电路30接收来自低压电路20的置位信号和复位信号，另一方面，将低压电路20与高压电路30绝缘。
图17表示高压电路单元410的示意性的截面构造的一例。如图17所示，高压电路单元410具有：高压电路芯片70、变压器芯片80、电容器芯片120、低压引线框411、高压引线框412、以及将各引线框411、412的一部分及各芯片70、80、120密封的密封树脂420。因此，也可以说高压电路单元410具有包含变压器40及电容器50的绝缘模块。即，也可以说高压电路单元410具有绝缘模块和高压电路30(参照图16)。也可以说该绝缘模块具有变压器芯片80及电容器芯片120。
各引线框411、412由导体构成，在第八实施方式中由Cu构成。各引线框411、412设置为跨越密封树脂420的内外。
低压引线框411是与低压电路20(参照图16)电连接的引线框，具有配置为跨越密封树脂420的内外的多根低压引线411a。各低压引线411a构成与低压电路20电连接的外部端子。
高压引线框412是与高压电路30电连接的引线框，具有配置在密封树脂420内的高压裸片焊盘412a和配置为跨越密封树脂420的内外的多个高压引线412b。各高压引线412b构成与高压电路30电连接的外部端子。
在第八实施方式中，高压电路芯片70、变压器芯片80和电容器芯片120搭载于高压裸片焊盘412a。高压电路芯片70、变压器芯片80以及电容器芯片120在y方向上相互分离地排列。在第八实施方式中，随着从低压引线411a向高压引线412b，依次排列有变压器芯片80、电容器芯片120及高压电路芯片70。在此，在变压器芯片80中，第一线圈41A相对于高压裸片焊盘412a充分地分离，由此，即使高压裸片焊盘412a的第二基准电位变动而成为高电位，也能够维持变压器芯片80与高压裸片焊盘412a之间的绝缘。
基于导线W的高压电路芯片70、变压器芯片80及电容器芯片120的连接方式与第二实施方式同样。变压器芯片80的第一电极焊盘81通过导线W与多根低压引线411a连接。根据第八实施方式，能够得到第一实施方式的(1-1)、(1-2)以及(1-8)的效果。
[变更例]
上述各实施方式是与本公开相关的栅极驱动器、绝缘模块、低压电路单元以及高压电路单元能够采取的方式的例示，并不意图限制其方式。与本公开相关的栅极驱动器、绝缘模块、低压电路单元以及高压电路单元能够采取与上述各实施方式所例示的方式不同的方式。其一例是对上述各实施方式的结构的一部分进行了置换、变更或者省略的方式、或者对上述各实施方式附加了新的结构的方式。另外，以下的各变更例只要在技术上不矛盾，就能够相互组合。在以下的各变更例中，对与上述各实施方式共同的部分标注与上述各实施方式相同的符号，省略其说明。
·在第一及第二实施方式中，与低压电路芯片60及高压电路芯片70分开地设置变压器芯片80，但不限于此。在一例中，变压器40也可以组装于低压电路芯片60。
在变压器40组装于低压电路芯片60时，变压器40例如在y方向上配置于低压电路芯片60中的高压电路芯片70附近。在俯视图中，变压器40配置在与低压电路20重叠的位置。该情况下，变压器40配置在比低压电路20靠近低压电路芯片60的芯片主面60s的位置。
根据该结构，能够减少栅极驱动器10中的半导体芯片的数量，因此，能够减小半导体芯片的排列方向(y方向)上的半导体芯片的配置空间。由此，能够减小密封树脂110的y方向的大小。因此，能够实现栅极驱动器10的小型化。
此外，第三及第四实施方式也同样地，也可以代替变压器芯片80，将变压器40组装到高压电路芯片70。变压器40组装于高压电路芯片70的构造与变压器40组装于低压电路芯片60的构造同样。
·在第二实施方式中，如图18所示，电容器芯片120也可以搭载于低压裸片焊盘91。即，变压器芯片80及电容器芯片120双方也可以搭载于低压裸片焊盘91。在此，在电容器芯片120中，第二电极52A相对于低压裸片焊盘91充分地分离，由此，能够维持电容器芯片120与低压裸片焊盘91之间的绝缘。
·在第二实施方式中，如图19所示，变压器芯片80也可以搭载于高压裸片焊盘101。即，变压器芯片80及电容器芯片120双方也可以搭载于高压裸片焊盘101。在此，在变压器芯片80中，第一线圈41A相对于高压裸片焊盘101充分地分离，由此，即使高压裸片焊盘101的第二基准电位变动而成为高电位，也能够维持变压器芯片80与高压裸片焊盘101之间的绝缘。
·在第四实施方式中，如图20所示，变压器芯片80也可以搭载于高压裸片焊盘101。即，也可以是，电容器芯片120搭载于低压裸片焊盘91，变压器芯片80搭载于高压裸片焊盘101。
·在第四实施方式中，电容器芯片120以及变压器芯片80双方也可以搭载于高压裸片焊盘101。在此，在电容器芯片120中，第二电极52A相对于高压裸片焊盘101充分地分离，由此，即使高压裸片焊盘101的第二基准电位变动而成为高电位，也能够维持电容器芯片120与高压裸片焊盘101之间的绝缘。
·在第五实施方式中，第一变压器芯片80A以及第二变压器芯片80B双方也可以搭载于低压裸片焊盘91。在此，在第二变压器芯片80B中，第二线圈48A相对于低压裸片焊盘91充分地分离，由此，能够维持第二变压器芯片80B与低压裸片焊盘91之间的绝缘。
·在第五实施方式中，第一变压器芯片80A以及第二变压器芯片80B双方也可以搭载于高压裸片焊盘101。在此，在第一变压器芯片80A中，第一线圈45A相对于高压裸片焊盘101充分地分离，由此，即使高压裸片焊盘101的第二基准电位变动而成为高电位，也能够维持第一变压器芯片80A与高压裸片焊盘101之间的绝缘。
·在第五实施方式中，第一变压器43A、43B也可以组装于低压电路芯片60。
·在第五实施方式中，第二变压器44A、44B也可以组装于高压电路芯片70。
·第五实施方式的变压器40的结构能够分别与第二～第四实施方式和第二～第四实施方式的各变更例组合。另外，第五实施方式的变压器40的结构能够分别与后述的第六～第八实施方式和第六～第八实施方式的各变更例组合。
在第一例中，在第五实施方式中，从高压电路芯片70省略电容器50，另一方面，栅极驱动器10也可以具有：包含电容器50的电容器芯片120。该情况下，也可以从低压引线92向高压引线102，依次排列有低压电路芯片60、第一变压器芯片80A、第二变压器芯片80B、电容器芯片120以及高压电路芯片70。
在第二例中，在第五实施方式中，电容器50A也可以在电路上设置于低压电路20与变压器40之间。详细而言，电容器50A的第一电极51A与低压电路20电连接，电容器50A的第二电极52A与第一变压器43A电连接。电容器50A与第一变压器43A串联连接。变压器40B和电容器50B也与变压器40A和电容器50A同样。
在上述第二例中，电容器50也可以组装于低压电路芯片60。
在上述第二例中，也可以是，第一变压器芯片80A搭载于低压裸片焊盘91，第二变压器芯片80B搭载于高压裸片焊盘101。
在上述第二例中，第一变压器芯片80A以及第二变压器芯片80B双方也可以搭载于低压裸片焊盘91或高压裸片焊盘101。在第一变压器芯片80A以及第二变压器芯片80B双方搭载于低压裸片焊盘91时，在第二变压器芯片80B中，第二线圈48A相对于低压裸片焊盘91充分地分离，由此，能够维持第二变压器芯片80B与低压裸片焊盘91之间的绝缘。另外，在第一变压器芯片80A以及第二变压器芯片80B双方搭载于高压裸片焊盘101时，在第一变压器芯片80A中，第一线圈45A相对于高压裸片焊盘101充分地分离，由此，即使高压裸片焊盘101的第二基准电位变动而成为高电位，也能够维持第一变压器芯片80A与高压裸片焊盘101之间的绝缘。
在上述第二例中，栅极驱动器10也可以具有：包含电容器50的电容器芯片120。该情况下，也可以从低压引线92向高压引线102，依次排列有低压电路芯片60、电容器芯片120、第一变压器芯片80A、第二变压器芯片80B、以及高压电路芯片70。
·在第六实施方式中，也可以并非变压器芯片80以及电容器芯片120分别搭载于单独的裸片焊盘，而是变压器芯片80以及电容器芯片120搭载于共同裸片焊盘。该情况下，绝缘模块220具有：搭载有变压器芯片80及电容器芯片120的共同裸片焊盘、与变压器40电连接的第一引线、以及与电容器50电连接的第二引线。变压器芯片80和第一引线通过导线连接，由此，变压器40和第一引线电连接，电容器芯片120和第二引线通过导线连接，由此，电容器50和第二引线电连接。
·在第六实施方式中，在电容器50在电路上设置于低压电路20与变压器40之间时，也可以是变压器芯片80搭载于高压裸片焊盘222a，电容器芯片120搭载于低压裸片焊盘221a。该情况下，高压裸片焊盘222a对应于第一裸片焊盘，低压裸片焊盘221a对应于第二裸片焊盘。另外，高压引线222b对应于第一引线，低压引线221b对应于第二引线。
·在第七实施方式中，也可以将第一～第五实施方式的各芯片60、80、120的结构、配置方式应用于低压电路单元300。在一例中，高压引线框302也可以具有高压裸片焊盘。该情况下，也可以是，低压电路芯片60和变压器芯片80搭载于低压裸片焊盘301a，电容器芯片120搭载于高压裸片焊盘。
·在第八实施方式中，也可以将第一～第五实施方式的各芯片70、80、120的结构、配置方式应用于高压电路单元410。在一例中，低压引线框411也可以具有低压裸片焊盘。该情况下，也可以是，高压电路芯片70和电容器芯片120搭载于高压裸片焊盘412a，变压器芯片80搭载于低压裸片焊盘。
·在第一～第三实施方式中，变压器芯片80也可以搭载于高压引线框100的高压裸片焊盘101。在此，在变压器芯片80中，第一线圈41A相对于高压裸片焊盘101充分地分离，由此，即使高压裸片焊盘101的第二基准电位变动而成为高电位，也能够维持变压器芯片80与高压裸片焊盘101之间的绝缘。
·在各实施方式中，栅极驱动器10具有发送置位信号的信号路径和发送复位信号的信号路径，但不限于此，也可以通过共同的信号路径发送置位信号以及复位信号。即，栅极驱动器10也可以是具有一个信号路径作为发送驱动开关元件501的信号的信号路径的结构。
·在各实施方式中，与变压器40A串联连接的电容器50A的个数以及与变压器40B串联连接的电容器50B的个数分别能够任意地变更。在一例中，电容器50A也可以以相互串联连接的状态设置多个。电容器50B也可以以相互串联连接的状态设置多个。这样，电容器50也可以以相互串联连接的状态设置多个。
根据该结构，通过增加相互串联连接的电容器50的个数，能够提高在变压器40中产生了由第一线圈41A(41B)与第二线圈42A(42B)的短路引起的绝缘破坏时的栅极驱动器10的绝缘耐压。
·在各实施方式中，电容器50也可以在电路上设置于低压电路20与变压器40之间、以及变压器40与高压电路30之间这双方。各电容器50与变压器40串联连接。
在一例中，如图21所示，电容器50具有设置在低压电路20与变压器40之间的低压侧电容器50AL、50BL和设置在变压器40与高压电路30之间的高压侧电容器50AH、50BH。
低压侧电容器50AL具有第一电极51AL及第二电极52AL。第一电极51AL与低压电路20电连接，第二电极52AL与变压器40A电连接。第二电极52AL与变压器40A的第一线圈41A电连接。因此，也可以说低压电路20和变压器40A经由低压侧电容器50AL电连接。在此，第一电极51AL对应于第一低压侧电极，第二电极52AL对应于第二低压侧电极。
高压侧电容器50AH具有第一电极51AH及第二电极52AH。第一电极51AH与变压器40A电连接，第二电极52AH与高压电路30电连接。第一电极51AH与变压器40A的第二线圈42A电连接。因此，也可以说变压器40A和高压电路30经由高压侧电容器50AH电连接。在此，第一电极51AH对应于第一高压侧电极，第二电极52AH对应于第二高压侧电极。
低压侧电容器50BL具有第一电极51BL及第二电极52BL。高压侧电容器50BH具有第一电极51BH以及第二电极52BH。这些电容器50BL、50BH与低压电路20、变压器40以及高压电路30的连接构造与电容器50AL、50AH相同，因此，省略详细的说明。在此，第一电极51BL对应于第一低压侧电极，第二电极52BL对应于第二低压侧电极。第一电极51BH对应于第一高压侧电极，第二电极52BH对应于第二高压侧电极。
根据该结构，在变压器40中产生了由第一线圈41A(41B)与第二线圈42A(42B)的短路引起的绝缘破坏时，通过高压侧电容器50AH、50BH和低压侧电容器50AL、50BL双方将高压电路30与低压电路20绝缘，因此，容易维持低压电路20与高压电路30的绝缘。此外，能够减小各电容器50AL、50AH、50BL、50BH各自的绝缘耐压。
·在各实施方式中，栅极驱动器10也可以具有从高压电路30向低压电路20发送信号的信号路径。作为一例，如图22所示，对在第一实施方式的栅极驱动器10中追加了从高压电路30向低压电路20发送信号的信号路径的结构进行说明。
如图22所示，电容器50A的第一电极51A与变压器40A电连接，电容器50A的第二电极52A与高压电路30电连接。电容器50B的第一电极51B与变压器40B电连接，电容器50B的第二电极52B与高压电路30电连接。因此，变压器40A、40B均对应于第一变压器，电容器50A、50B均对应于第一电容器。因此，也可以说第一电容器的第一电极与第一变压器电连接，第一电容器的第二电极与高压电路电连接。
另外，从低压电路20输出的置位信号经由变压器40A及电容器50A向高压电路30传递，从低压电路20输出的复位信号经由变压器40B及电容器50B向高压电路30传递，因此，也可以说从低压电路输出的第一信号经由第一变压器及第一电容器向高压电路传递。
如图22所示，栅极驱动器10还具有：变压器40C、电容器50C、低压信号线21C以及高压信号线31C。电容器50C与变压器40C串联连接。在此，变压器40C对应于第二变压器，电容器50C对应于第二电容器。
变压器40C从高压电路30向低压电路20发送信号，另一方面，将高压电路30与低压电路20绝缘。作为该信号，例如是检测开关元件501的温度异常的信号，对应于第二信号。变压器40C具有第一线圈41C和与第一线圈41C绝缘且能够磁耦合的第二线圈42C。
第一线圈41C与高压电路30电连接，另一方面，与高压电路30的地线电连接。即，第一线圈41C的第一端部经由电容器50C与高压电路30电连接，第一线圈41C的第二端部与高压电路30的地线电连接。因此，第一线圈41C的第二端部的电位成为第二基准电位。第二基准电位随着逆变器装置500的驱动而变动，例如成为600V以上。
第二线圈42C与电容器50C电连接，另一方面，与低压电路20的地线电连接。即，第二线圈42C的第一端部与电容器50C电连接，第二线圈42C的第二端部与低压电路20的地线电连接。因此，第二线圈42C的第二端部的电位成为第一基准电位。第一基准电位例如为0V。
电容器50C具有第一电极51C以及第二电极52C，通过高压信号线31C与低压电路20和变压器40C双方电连接。更详细而言，电容器50C的第一电极51C与变压器40C的第一线圈41C的第一端部连接，电容器50C的第二电极52C与低压电路20连接。因此，也可以说第二电容器的第一电极与第一变压器电连接，第二电容器的第二电极与低压电路电连接。
从高压电路30输出的信号(第二信号)经由变压器40C及电容器50C向低压电路20传递。在图示的例子中，在信号(第二信号)的传递方向上，依次配置有变压器40C以及电容器50C。
这样，在图22所示的变更例中，在低压电路20与高压电路30之间双向地传递信号。该信号包含从低压电路20向高压电路30传递的第一信号和从高压电路30向低压电路20传递的第二信号。
此外，在图22所示的栅极驱动器10中，也可以是，变压器40C与低压电路20连接，电容器50C与高压电路30连接。即，在信号(第二信号)的传递方向上，也可以依次配置有电容器50C以及变压器40C。
·在图22的变更例中，电容器50C也可以包含于低压电路芯片60。另外，电容器50C也可以包含于电容器芯片。该情况下，电容器芯片例如搭载于低压裸片焊盘。
变压器40C可以包含于变压器芯片80，也可以包含于与变压器芯片80分开设置的变压器芯片。该其他变压器芯片例如搭载于低压裸片焊盘91。此外，在将图22的变更例那样的结构应用于第三以及第五实施方式时，也可以同样地变更电容器50C以及变压器40C。
·在将图22的变更例那样的结构应用于第二实施方式时，电容器50C包含于与电容器芯片120分开设置的电容器芯片。该其他电容器芯片例如搭载于低压裸片焊盘91。
·在将图22的变更例那样的结构应用于第四实施方式时，电容器50C也可以包含于电容器芯片120。另外，电容器50C也可以包含于与电容器芯片120分开设置的电容器芯片中。该其他电容器芯片例如搭载于低压裸片焊盘91。
变压器40C也可以包含于变压器芯片80。另外，变压器40C也可以包含于与变压器芯片80分开设置的变压器芯片。该其他变压器芯片例如搭载于低压裸片焊盘91。
·在将图22的变更例那样的结构应用于第六～第八实施方式时，电容器50C也可以包含于与电容器芯片120分开设置的电容器芯片。该其他电容器芯片例如搭载于低压裸片焊盘91。
变压器40C也可以包含于与变压器芯片80分开设置的变压器芯片。该其他变压器芯片例如搭载于高压裸片焊盘101。
·在上述各实施方式中，将变压器40作为基础绝缘，将电容器50作为附加绝缘，但不限于此，也可以将电容器50作为基础绝缘，将变压器40作为附加绝缘。
[附记]
以下记载了能够从上述各实施方式以及上述各变更例掌握的技术思想。
(附记A1)一种栅极驱动器，其对开关元件的栅极施加驱动电压信号，所述栅极驱动器具有：
低压电路，其通过被施加第一电压而动作；
高压电路，其通过被施加比所述第一电压高的第二电压而动作；
变压器；以及
电容器，其与所述变压器串联连接，
所述低压电路和所述高压电路经由所述变压器和所述电容器连接，并经由所述变压器和所述电容器传递信号。
(附记A2)根据附记A1所述的栅极驱动器，其中，
所述变压器包含相互串联连接的第一变压器和第二变压器，
所述第二变压器连接所述第一变压器和所述高压电路双方，
所述电容器具有第一电极和第二电极，
所述第一电极与所述第二变压器电连接，
所述第二电极与所述高压电路电连接，并且与所述第二变压器串联连接。
(附记A3)根据附记A2所述的栅极驱动器，其中，
所述栅极驱动器具有：包含所述高压电路的高压电路芯片，
所述电容器组装于所述高压电路芯片。
(附记A4)根据附记A3所述的栅极驱动器，其中，
所述栅极驱动器具有：
低压电路芯片，其包含所述低压电路；
第一变压器芯片，其包含所述第一变压器；
第二变压器芯片，其包含所述第二变压器；
低压裸片焊盘，其搭载有所述低压电路芯片；以及
高压裸片焊盘，其搭载有所述高压电路芯片，
所述第一变压器芯片搭载于所述低压裸片焊盘，
所述第二变压器芯片搭载于所述高压裸片焊盘。
(附记A5)根据附记A3所述的栅极驱动器，其中，
所述栅极驱动器具有：
低压电路芯片，其包含所述低压电路；
第一变压器芯片，其包含所述第一变压器；
第二变压器芯片，其包含所述第二变压器；
低压裸片焊盘，其搭载有所述低压电路芯片；以及
高压裸片焊盘，其搭载有所述高压电路芯片，
所述第一变压器芯片以及所述第二变压器芯片双方搭载于所述低压裸片焊盘或者所述高压裸片焊盘。
(附记A6)根据附记A2所述的栅极驱动器，其中，
所述栅极驱动器具有：
低压电路芯片，其包含所述低压电路；
高压电路芯片，其包含所述高压电路；
第一变压器芯片，其包含所述第一变压器；
第二变压器芯片，其包含所述第二变压器；以及
电容器芯片，其包含所述电容器，
所述低压电路芯片、所述第一变压器芯片、所述第二变压器芯片、所述电容器芯片以及所述高压电路芯片依次排列。
(附记A7)根据附记A1所述的栅极驱动器，其中，
所述变压器包含相互串联连接的第一变压器和第二变压器，
所述第一变压器连接所述第二变压器和所述低压电路双方，
所述电容器具有第一电极和第二电极，
所述第一电极与所述第一变压器电连接，
所述第二电极与所述低压电路电连接，并且与所述第一变压器串联连接。
(附记A8)根据附记A7所述的栅极驱动器，其中，
所述栅极驱动器具有：低压电路芯片，其包含所述低压电路，
所述电容器组装于所述低压电路芯片。
(附记A9)根据附记A8所述的栅极驱动器，其中，
所述栅极驱动器具有：
高压电路芯片，其包含所述高压电路；
第一变压器芯片，其包含所述第一变压器；
第二变压器芯片，其包含所述第二变压器；
低压裸片焊盘，其搭载有所述低压电路芯片；以及
高压裸片焊盘，其搭载有所述高压电路芯片，
所述第一变压器芯片搭载于所述低压裸片焊盘，
所述第二变压器芯片搭载于所述高压裸片焊盘。
(附记A10)根据附记A8所述的栅极驱动器，其中，
所述栅极驱动器具有：
高压电路芯片，其包含所述高压电路；
第一变压器芯片，其包含所述第一变压器；
第二变压器芯片，其包含所述第二变压器；
低压裸片焊盘，其搭载有所述低压电路芯片；以及
高压裸片焊盘，其搭载有所述高压电路芯片，
所述第一变压器芯片以及所述第二变压器芯片双方搭载于所述低压裸片焊盘或者所述高压裸片焊盘。
(附记A11)根据附记A7所述的栅极驱动器，其中，
所述栅极驱动器具有：
低压电路芯片，其包含所述低压电路；
高压电路芯片，其包含所述高压电路；
第一变压器芯片，其包含所述第一变压器；
第二变压器芯片，其包含所述第二变压器；以及
电容器芯片，其包含所述电容器，
所述低压电路芯片、所述电容器芯片、所述第一变压器芯片、所述第二变压器芯片以及所述高压电路芯片依次排列。
(附记A12)根据附记A1～A11中任一项所述的栅极驱动器，其中，
所述低压电路根据外部指令生成用于生成所述驱动电压信号的第一信号，
所述高压电路根据所述第一信号生成所述驱动电压信号。
(附记A13)根据附记A1～A12中任一项所述的栅极驱动器，其中，
以相互串联连接的状态设置多个所述电容器。
(附记A14)根据附记A1～A13中任一项所述的栅极驱动器，其中，
所述电容器的绝缘耐压为200Vrms以上。
(附记B1)一种绝缘模块，其用于将栅极驱动器所包含的低压电路与高压电路绝缘，该栅极驱动器对开关元件的栅极施加驱动电压信号，
所述绝缘模块具有：
变压器；以及
电容器，其与所述变压器串联连接，
所述低压电路与所述高压电路经由所述变压器和所述电容器连接，
所述变压器与所述电容器用于传递所述低压电路与所述高压电路之间的信号。
(附记B2)根据附记B1所述的绝缘模块，其中，
所述绝缘模块具有：
变压器芯片，其包含所述变压器；以及
电容器芯片，其包含所述电容器。
(附记B3)根据附记B2所述的绝缘模块，其中，
所述绝缘模块具有：
第一裸片焊盘，其搭载有所述变压器芯片；
第一引线，其与所述变压器电连接；
第二裸片焊盘，其搭载有所述电容器芯片；以及
第二引线，其与所述电容器电连接。
(附记B4)根据附记B2所述的绝缘模块，其中，
所述绝缘模块具有：
共同裸片焊盘，其搭载有所述变压器芯片及所述电容器芯片双方；
第一引线，其与所述变压器电连接；以及
第二引线，其与所述电容器电连接。
符号说明
10…栅极驱动器
20…低压电路
21A、21B…低压信号线
30…高压电路
31A、31B…高压信号线
40…变压器
40A、40B…变压器(第一变压器)
40C…变压器(第二变压器)
41A、41B…第一线圈
42A、42B…第二线圈
50…电容器
50A、50B…电容器(第一电容器)
50C…电容器(第二电容器)
51A、51B…第一电极
51AL、51BL…第一电极(第一低压侧电极)
51AH、51BH…第一电极(第一高压侧电极)
52A、52B…第二电极
52AL、52BL…第二电极(第二低压侧电极)
52AH、52BH…第二电极(第二高压侧电极)
60…低压电路芯片
70…高压电路芯片
80…变压器芯片
83…绝缘层
91…低压裸片焊盘
101…高压裸片焊盘
120…电容器芯片
220…绝缘模块
300…低压电路单元
410…高压电路单元
501、502…开关元件。

Claims (20)

1.一种栅极驱动器，其对开关元件的栅极施加驱动电压信号，其特征在于，
所述栅极驱动器具有：
低压电路，其通过被施加第一电压而动作；
高压电路，其通过被施加比所述第一电压高的第二电压而动作；
变压器；以及
电容器，其与所述变压器串联连接，
所述低压电路和所述高压电路经由所述变压器和所述电容器连接，并经由所述变压器和所述电容器传递信号。
2.根据权利要求1所述的栅极驱动器，其特征在于，
所述电容器具有第一电极以及第二电极，
所述第一电极与所述变压器电连接，
所述第二电极与所述高压电路电连接。
3.根据权利要求2所述的栅极驱动器，其特征在于，
所述栅极驱动器具有：高压电路芯片，其包含所述高压电路，
所述电容器组装于所述高压电路芯片。
4.根据权利要求3所述的栅极驱动器，其特征在于，
所述栅极驱动器具有：
低压电路芯片，其包含所述低压电路；
变压器芯片，其包含所述变压器；以及
低压裸片焊盘，其搭载有所述低压电路芯片，
所述变压器芯片搭载于所述低压裸片焊盘。
5.根据权利要求2所述的栅极驱动器，其特征在于，
所述栅极驱动器具有：
低压电路芯片，其包含所述低压电路；
高压电路芯片，其包含所述高压电路；
变压器芯片，其包含所述变压器；以及
电容器芯片，其包含所述电容器，
所述低压电路芯片、所述变压器芯片、所述电容器芯片以及所述高压电路芯片依次排列。
6.根据权利要求5所述的栅极驱动器，其特征在于，
所述栅极驱动器具有：
低压裸片焊盘，其搭载有所述低压电路芯片；以及
高压裸片焊盘，其搭载有所述高压电路芯片，
所述变压器芯片搭载于所述低压裸片焊盘，
所述电容器芯片搭载于所述高压裸片焊盘。
7.根据权利要求5所述的栅极驱动器，其特征在于，
所述栅极驱动器具有：
低压裸片焊盘，其搭载有所述低压电路芯片；以及
高压裸片焊盘，其搭载有所述高压电路芯片，
所述变压器芯片以及所述电容器芯片双方搭载于所述低压裸片焊盘或者所述高压裸片焊盘。
8.根据权利要求2所述的栅极驱动器，其特征在于，
所述栅极驱动器具有：
低压电路芯片，其包含所述低压电路；以及
高压电路芯片，其包含所述高压电路，
所述变压器组装于所述低压电路芯片，
所述电容器组装于所述高压电路芯片。
9.根据权利要求1所述的栅极驱动器，其特征在于，
所述电容器具有第一电极以及第二电极，
所述第一电极与所述低压电路电连接，
所述第二电极与所述变压器电连接。
10.根据权利要求9所述的栅极驱动器，其特征在于，
所述栅极驱动器具有：低压电路芯片，其包含所述低压电路，
所述电容器组装于所述低压电路芯片。
11.根据权利要求9所述的栅极驱动器，其特征在于，
所述栅极驱动器具有：
低压电路芯片，其包含所述低压电路；
高压电路芯片，其包含所述高压电路；
变压器芯片，其包含所述变压器；以及
电容器芯片，其包含所述电容器，
所述低压电路芯片、所述电容器芯片、所述变压器芯片以及所述高压电路芯片依次排列。
12.根据权利要求11所述的栅极驱动器，其特征在于，
所述栅极驱动器具有：低压裸片焊盘，其搭载有所述低压电路芯片，
所述电容器芯片及所述变压器芯片双方搭载于所述低压裸片焊盘。
13.根据权利要求11所述的栅极驱动器，其特征在于，
所述栅极驱动器具有：
低压裸片焊盘，其搭载有所述低压电路芯片；以及
高压裸片焊盘，其搭载有所述高压电路芯片，
所述电容器芯片搭载于所述低压裸片焊盘，
所述变压器芯片搭载于所述高压裸片焊盘。
14.根据权利要求9所述的栅极驱动器，其特征在于，
所述栅极驱动器具有：
低压电路芯片，其包含所述低压电路；以及
高压电路芯片，其包含所述高压电路，
所述电容器组装于所述低压电路芯片，
所述变压器组装于所述高压电路芯片。
15.根据权利要求1所述的栅极驱动器，其特征在于，
所述电容器包含低压侧电容器以及高压侧电容器，
所述低压侧电容器具有第一低压侧电极以及第二低压侧电极，
所述第一低压侧电极与所述低压电路电连接，
所述第二低压侧电极与所述变压器电连接，
所述高压侧电容器具有第一高压侧电极以及第二高压侧电极，
所述第一高压侧电极与所述变压器电连接，
所述第二高压侧电极与所述高压电路电连接。
16.根据权利要求1～15中任一项所述的栅极驱动器，其特征在于，
所述电容器包含第一电容器及第二电容器，
所述变压器包含第一变压器及第二变压器，
所述第一电容器与所述第一变压器串联连接，
所述信号包含从所述低压电路向所述高压电路传递的第一信号，
从所述低压电路输出的所述第一信号经由所述第一变压器及所述第一电容器向所述高压电路传递，
所述第二电容器与所述第二变压器串联连接，
所述信号包含从所述高压电路向所述低压电路传递的第二信号，
从所述高压电路输出的所述第二信号经由所述第二变压器及所述第二电容器向所述低压电路传递。
17.根据权利要求16所述的栅极驱动器，其特征在于，
所述第一电容器以及所述第二电容器分别具有第一电极以及第二电极，
所述第一电容器的第一电极与所述第一变压器电连接，
所述第一电容器的第二电极与所述高压电路电连接，
所述第二电容器的第一电极与所述第二变压器电连接，
所述第二电容器的第二电极与所述低压电路电连接。
18.一种绝缘模块，其用于将栅极驱动器所包含的低压电路与高压电路绝缘，该栅极驱动器对开关元件的栅极施加驱动电压信号，其特征在于，
所述绝缘模块具有：
变压器；以及
电容器，其与所述变压器串联连接，
所述低压电路与所述高压电路经由所述变压器和所述电容器连接，
所述变压器与所述电容器用于传递所述低压电路与所述高压电路之间的信号。
19.一种低压电路单元，其特征在于，具有：
权利要求18所述的绝缘模块；以及
所述低压电路。
20.一种高压电路单元，其特征在于，具有：
权利要求18所述的绝缘模块；以及
所述高压电路。
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