DE112015006875T5 - Leistungswandler - Google Patents

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Yukio Nakashima
Takayoshi Miki
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Abstract

Ein Leistungswandler gemäß der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf: eine Leistungswandlerhauptschaltung (10), die zwei oder mehr Halbleiterschaltelemente (10A, 10B) aufweist; Gate-Ansteuerschaltungen (12A, 12B), die jeweils die Halbleiterschaltelemente ansteuern; und ein oder mehrere Impedanzelementgruppen (16), die zwischen mindestens einem Paar der Gate-Ansteuerschaltungen (12A, 12B) verbunden sind. Mindestens eine der Gate-Ansteuerschaltungen (12A, 12B) weist einen Detektor (12A4, 12B4) auf, der eine Spannung über die Impedanzelementgruppe (16) detektiert und die Ansteuergeschwindigkeit der Halbleiterschaltelemente (10A, 10B) gemäß einer Ausgabe des Detektors (12A4, 12B4) ändert.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Leistungswandler, der ein Leistungshalbleiterschaltelement darin aufweist.
  • Hintergrund
  • Ein Leistungswandler, wie zum Beispiel ein Wechselrichter, ein Servoverstärker oder ein Schaltnetzteil, weist ein oder mehrere Leistungshalbleiterschaltelemente darin auf. Das Leistungshalbleiterschaltelement erfährt eine Änderung des Leitungszustands zwischen einem ersten Hauptanschluss und einem zweiten Hauptanschluss gemäß einem zwischen einem ersten Signaleingangsanschluss und einem zweiten Signaleingangsanschluss angelegten elektrischen Signal. Eine Gate-Ansteuerschaltung empfängt ein Befehlssignal von einer Obersteuerung zum Anlegen eines elektrischen Signals zwischen dem ersten Signaleingangsanschluss und dem zweiten Signaleingangsanschluss des Leistungshalbleiterschaltelements und Ansteuern des Leistungshalbleiterschaltelements.
  • Wenn das Leistungshalbleiterschaltelement ausgeschaltet ist, fließt kein Strom zwischen dem ersten Hauptanschluss und dem zweiten Hauptanschluss, selbst wenn dazwischen eine hohe Spannung angelegt ist. Eine übermäßig hohe an das Leistungshalbleiterschaltelement angelegte Spannung verursacht jedoch ein Versagen des Leistungshalbleiterschaltelements. Somit ist eine Technik vorgeschlagen worden, bei der eine Spannung jedes Teils des Leistungswandlers detektiert und zu der Gate-Ansteuerschaltung übertragen wird. Die Gate-Ansteuerschaltung führt einen Vorgang durch, der ein Verfahren zum Ansteuern des Leistungshalbleiterschaltelements basierend auf Informationen über die übertragene Spannung ändert.
  • Angesichts des oben beschriebenen Stands der Technik stellt die nachfolgende Patentliteratur 1 ein Motorantriebssystem für ein Elektrofahrzeug vor. Eine Spannungsdetektionsschaltung ist an einer DC-Leistungsversorgung (DC von Englisch: Direct Current/Gleichstrom) im Motorantriebssystem befestigt, um eine Spannung zu detektieren. Die Spannungsdetektionsschaltung überträgt ein Signal zu der Gate-Ansteuerschaltung, wenn die Spannung in der DC-Leistungsversorgung größer gleich einer vorbestimmten Spannung ist. Bei Empfang des Signals ändert die Gate-Ansteuerschaltung die Verbindungskonfiguration eines Gate-Widerstands und ändert das Verfahren zum Ansteuern des Leistungshalbleiterschaltelements. Die Gate-Ansteuerschaltung verhindert eine übermäßige Erzeugung einer Stoßspannung beim Ein- und Ausschalten des Leistungshalbleiterschaltelements. Dies verhindert das Anlegen einer übermäßig hohen Spannung an das Leistungshalbleiterschaltelement.
  • In der unten angeführten Patentliteratur 2 sind ein erster Hauptanschluss eines Leistungshalbleiterschaltelements und eine Gate-Ansteuerschaltung durch Verdrahtung verbunden. Diese Verdrahtung gestattet das Übertragen der Spannung zwischen dem ersten Hauptanschluss und einem zweiten Hauptanschluss des Leistungshalbleiterschaltelements zu der Gate-Ansteuerschaltung. Die Gate-Ansteuerschaltung detektiert die Spannung zwischen dem ersten Hauptanschluss und dem zweiten Hauptanschluss des Leistungshalbleiterschaltelements. Die Gate-Ansteuerschaltung ändert den Widerstandswert eines eingebauten Widerstands gemäß der Spannung zwischen dem ersten Hauptanschluss und dem zweiten Hauptanschluss, um das Verfahren zum Ansteuern des Leistungshalbleiterschaltelements zu ändern und eine übermäßige Erzeugung der Stoßspannung beim Einschalten des Leistungshalbleiterschaltelements zu verhindern. Dies verhindert das Anlegen einer übermäßig hohen Spannung an das Leistungshalbleiterschaltelement.
  • Liste bekannter Schriften
  • Patentliteratur
    • Patentliteratur 1: Japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. H9-23664
    • Patentliteratur 2: Japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. H6-291631
  • Kurzfassung
  • Technisches Problem
  • Die in Patentliteratur 1 und 2 offenbarten Konfigurationen gestatten das Detektieren der Spannung jedes Teils des Leistungswandlers und ihre Übertragung zu der Gate-Ansteuerschaltung. Jedoch wird ein Detektionsziel, das heißt, die Spannung jedes Teils des Leistungswandlers, an einer von der Stelle der Gate-Ansteuerschaltung weg liegenden Stelle detektiert. Dies verursacht insofern ein Problem, als sich Rauschen überlagert, bevor Spannungsinformationen über jeden Teil des Leistungswandlers die Gate-Ansteuerschaltung erreichen.
  • Die vorliegende Erfindung ist angesichts des oben genannten Problems entwickelt worden, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist der Erhalt eines Spannungswandlers, der den Einfluss von Rauschen, wenn Spannungsinformationen über jeden Teil des Leistungswandlers zu einer Gate-Ansteuerschaltung übertragen werden, reduzieren kann.
  • Lösung des Problems
  • Zum Lösen des oben genannten Problems und Erreichen des Ziels weist ein Leistungswandler gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Leistungswandlerhauptschaltung, die zwei oder mehr Halbleiterschaltelemente aufweist; Gate-Ansteuerschaltungen, die jeweils ein entsprechendes der Halbleiterschaltelemente ansteuern; und ein oder mehrere Impedanzelemente auf, die zwischen mindestens einem Paar Gate-Ansteuerschaltungen verbunden sind. Mindestens eine der Gate-Ansteuerschaltungen weist einen Detektor zum Detektieren einer Spannung über die Impedanzelemente oder eines die Impedanzelemente durchfließenden Stroms auf und ändert eine Ansteuergeschwindigkeit der Halbleiterschaltelemente gemäß einer Ausgabe des Detektors.
  • Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung zeigt insofern eine Auswirkung, als es möglich ist, den Einfluss von Rauschen zu reduzieren, wenn die Spannungsinformationen an jedem Teil des Leistungswandlers zu der Gate-Ansteuerschaltung übertragen werden.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Schaltbild, das die Konfiguration eines Hauptteils eines Leistungswandlers gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
    • 2 ist ein Zustandsübergangsdiagramm, das eine Änderung einer Ausgangsspannung, wenn eine Leistungswandlerhauptschaltung gemäß der ersten Ausführungsform einen Senkenbetrieb durchführt, darstellt.
    • 3 ist ein Zustandsübergangsdiagramm, das eine Änderung einer Ausgangsspannung, wenn die Leistungswandlerhauptschaltung gemäß der ersten Ausführungsform einen Quellenbetrieb durchführt.
    • 4 ist ein Schaltbild, das die Konfiguration darstellt, bei der ein Detektor nur in einer Gate-Ansteuerschaltung als eine Modifikation des Leistungswandlers gemäß der ersten Ausführungsform vorgesehen ist.
    • 5 ist ein Schaltbild, das die Konfiguration eines Hauptteils eines Leistungswandlers gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt.
    • 6 ist ein Schaltbild, das die Konfiguration eines Hauptteils eines Leistungswandlers gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt.
    • 7 ist ein Schaltbild, das einen Betriebsmodus des Leistungswandlers gemäß der dritten Ausführungsform darstellt.
    • 8 ist ein Schaltbild, das einen Betriebsmodus des Leistungswandlers gemäß der dritten Ausführungsform darstellt, wobei sich der Modus von dem von 7 unterscheidet.
    • 9 ist ein Schaltbild, das einen Betriebsmodus des Leistungswandlers gemäß der dritten Ausführungsform darstellt, wobei sich der Modus von dem jeder der 7 und 8 unterscheidet.
    • 10 ist ein Schaltbild, das die Konfiguration eines Hauptteils des Leistungswandlers gemäß der dritten Ausführungsform darstellt, wobei sich die Konfiguration von der von 6 unterscheidet.
    • 11 ist ein Schaltbild, das die Konfiguration eines Hauptteils des Leistungswandlers gemäß der dritten Ausführungsform darstellt, wobei sich die Konfiguration von der jeder der 6 und 10 unterscheidet.
    • 12 ist ein Schaltbild, das die Konfiguration eines Hauptteils des Leistungswandlers gemäß der dritten Ausführungsform darstellt, wobei die Konfiguration eine Kombination jeder der 6, 10 und 11 ist.
    • 13 ist ein Schaltbild, das die Konfiguration eines Hauptteils eines Leistungswandlers gemäß einer vierten Ausführungsform darstellt.
    • 14 ist ein Schaltbild, das einen Betriebsmodus des Leistungswandlers gemäß der vierten Ausführungsform darstellt.
    • 15 ist ein Schaltbild, das einen Betriebsmodus des Leistungswandlers gemäß der vierten Ausführungsform darstellt, wobei sich der Modus von dem von 14 unterscheidet.
    • 16 ist ein Schaltbild, das einen Betriebsmodus des Leistungswandlers gemäß der vierten Ausführungsform darstellt, wobei sich der Modus von dem jeder der 14 und 15 unterscheidet.
    • 17 ist ein Schaltbild, das einen Betriebsmodus des Leistungswandlers gemäß der vierten Ausführungsform darstellt, wobei sich der Modus von dem jeder der 14 bis 16 unterscheidet.
    • 18 ist ein Schaltbild, das die Konfiguration eines Hauptteils des Leistungswandlers gemäß der vierten Ausführungsform darstellt, wobei sich die Konfiguration von der von 13 unterscheidet.
    • 19 ist ein Schaltbild, das die Konfiguration eines Hauptteils des Leistungswandlers gemäß der vierten Ausführungsform darstellt, wobei sich die Konfiguration von jeder der 13 und 18 unterscheidet.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Ein Leistungswandler gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt ist.
  • Erste Ausführungsform
  • 1 ist ein Schaltbild, das die Konfiguration eines Hauptteils eines Leistungswandlers gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt. Als die Konfiguration des Hauptteils des Leistungswandlers gemäß der ersten Ausführungsform stellt 1 eine anzutreibende Last 2; eine Leistungswandlerhauptschaltung 10, die die Last 2 antreibt; Gate-Ansteuerschaltungen 12A und 12B, die Peripherieschaltungen sind, die die Leistungswandlerhauptschaltung 10 steuern; Isolierschaltungen 14A und 14B; eine Impedanzelementgruppe 16; eine Schaltsignalerzeugungseinheit 20; und einen Kondensator 6, der eine Energieversorgungsquelle für die Leistungswandlerhauptschaltung 10 ist und DC-Leistung speichert, dar.
  • Die Leistungswandlerhauptschaltung 10 der ersten Ausführungsform ist dahingehend konfiguriert, ein Halbleiterschaltelement 10A als ein erstes Leistungshalbleiterschaltelement, das mit einem DC-Bus 7A auf einer Hochpotenzialseite verbunden ist, und ein Halbleiterschaltelement 10B als ein zweites Leistungshalbleiterschaltelement, das mit einem DC-Bus 7B auf einer Niederpotenzialseite verbunden ist, zu enthalten. Das Halbleiterschaltelement 10A und das Halbleiterschaltelement 10B sind in Reihe geschaltet, und die Last 2 ist mit dem elektrischen Anschlusspunkt der Elemente verbunden.
  • Das Halbleiterschaltelement 10A ist mit einem ersten Hauptanschluss 10A1, einem zweiten Hauptanschluss 10A2, einem ersten Signaleingangsanschluss 10A3 und einem zweiten Signaleingangsanschluss 10A4 versehen. Ebenso ist das Halbleiterschaltelement 10B mit einem ersten Hauptanschluss 10B1, einem zweiten Hauptanschluss 10B2, einem ersten Signaleingangsanschluss 10B3 und einem zweiten Signaleingangsanschluss 10B4 versehen. In der wie oben beschrieben konfigurierten Leistungswandlerhauptschaltung 10 ist der erste Hauptanschluss 10A1 des Halbleiterschaltelements 10A mit dem DC-Bus 7A verbunden, der zweite Hauptanschluss 10A2 des Halbleiterschaltelements 10A ist mit dem ersten Hauptanschluss 10B1 des Halbleiterschaltelements 10B verbunden, und der zweite Hauptanschluss 10B2 des Halbleiterschaltelements 10B ist mit dem DC-Bus 7B verbunden.
  • Der DC-Bus 7A ist mit einem oberen DC-Anschluss 8A des Kondensators 6 verbunden, und der DC-Bus 7B ist mit einem unteren DC-Anschluss 8B des Kondensators 6 verbunden. Das heißt, die Spannung des Kondensators 6 wird zwischen den DC-Bussen 7A und 7B angelegt.
  • In der wie oben beschrieben verbundenen Leistungswandlerhauptschaltung 10 wird das Potenzial des DC-Busses 7A an die Last 2 angelegt, wenn das Halbleiterschaltelement 10A leitend wird, und das Potenzial des DC-Busses 7B wird an die Last 2 angelegt, wenn das Halbleiterschaltelement 10B leitend wird. Die Leistungswandlerhauptschaltung 10 gibt somit zwei Arten von Potenzialen aus, das heißt, das Potenzial des DC-Busses 7A oder das Potenzial des DC-Busses 7B, wodurch sie als eine zweistufige Leistungswandlerschaltung arbeitet.
  • Bei jedem der Halbleiterschaltelemente 10A und 10B sind ein Transistorelement und ein Diodenelement parallel geschaltet. Es sei darauf hingewiesen, dass der Anschluss des Diodenelements in jedem der Schaltelemente in Abhängigkeit von der Lastcharakteristik weggelassen werden kann, wie zum Beispiel, wenn es sich bei der Last um eine ohmsche Last handelt.
  • Obgleich 1 einen MOSFET als das Transistorelement darstellt, ist das Transistorelement nicht auf den MOSFET beschränkt, kann aber jegliches Bauelement sein, das einen Zustand zwischen einem niederohmigen Zustand und einem hochohmigen Zustand durch Verwendung eines elektrischen Signals schalten kann. Zum Beispiel können ein IGBT oder ein Bipolartransistor als das dritte Element verwendet werden. Des Weiteren kann ein Halbleiter mit großer Bandlücke, wie zum Beispiel SiC, GaN oder Diamant, zusätzlich zu Si verwendet werden, das weithin als ein Material des Transistorelements und des Diodenelements verwendet werden kann, die die Halbleiterschaltelemente 10A und 10B bilden.
  • Die Gate-Ansteuerschaltung 12A ist eine erste Gate-Ansteuerschaltung, die das Halbleiterschaltelement 10A, das das erste Leistungshalbleiterschaltelement ist, ansteuert. Die Gate-Ansteuerschaltung 12B ist eine zweite Gate-Ansteuerschaltung, die das Halbleiterschaltelement 10B, das das zweite Leistungshalbleiterschaltelement ist, ansteuert. Die Gate-Ansteuerschaltung 12A weist die gleiche Konfiguration wie die Gate-Ansteuerschaltung 12B auf; deshalb wird die innere Konfiguration der Schaltungen unter Bezugnahme auf die Gate-Ansteuerschaltung 12A beschrieben.
  • Die Gate-Ansteuerschaltung 12A weist vier Brückentransistorelemente auf, insbesondere einen ersten Einschalttransistor 12A1a, einen ersten Ausschalttransistor 12A1b, einen zweiten Einschalttransistor 12A1c und einen zweiten Ausschalttransistor 12A1d. Der erste Einschalttransistor 12A1a und der erste Ausschalttransistor 12A1b sind über zwei Gate-Widerstände 12A2a und 12A2b in Reihe geschaltet, und der zweite Einschalttransistor 12A1c und der zweite Ausschalttransistor 12A1d sind über zwei Gate-Widerstände 12A2c und 12A2d in Reihe geschaltet. Der Anschlusspunkt der Gate-Widerstände 12A2a und 12A2b und der Anschlusspunkt der Gate-Widerstände 12A2c und 12A2d sind zur Verbindung mit dem ersten Signaleingangsanschluss 10A3 des Halbleiterschaltelements 10A miteinander verbunden.
  • Die Gate-Ansteuerschaltung 12A weist ferner eine Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12A3 auf, die die Geschwindigkeit zum Zeitpunkt des Ansteuerns des Halbleiterschaltelements 10A, das das erste Leistungshalbleiterschaltelement ist, ändert. Die Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12A3 kann zum Beispiel durch eine Logikschaltung konfiguriert sein.
  • Die Gate-Ansteuerschaltung 12A weist ferner einen Detektor 12A4 auf. Der Detektor 12A4 ist mit einem Komparator 12A4a und Widerstandselementen 12A4b und 12A4c versehen, die in Reihe geschaltet sind. Spannung über die in Reihe geschalteten Kondensatoren 12A5a und 12A5b wird als eine Betriebsspannung an den Komparator 12A4a angelegt. Eine geteilte Spannung der Widerstandselemente 12A4b und 12A4c wird in einen positiven Eingangsanschluss des Komparators 12A4a eingegeben, und eine geteilte Spannung der später beschriebenen Impedanzelementgruppe 16 wird in einen negativen Eingangsanschluss des Komparators 12A4a eingegeben.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass eine Energieversorgung zum Anlegen der Betriebsspannung an den Detektor 12A4 auch als eine Energieversorgung zum Ansteuern der Gate-Ansteuerschaltung verwendet werden kann. Eine eigens vorgesehene Energieversorgung zum Betreiben des Detektors 12A4 muss nicht vorgesehen werden, wenn die Energieversorgung dafür auch als Energieversorgung zum Ansteuern der Gate-Ansteuerschaltung verwendet wird.
  • Außerhalb der Gate-Ansteuerschaltungen 12A und 12B sind die Schaltsignalerzeugungseinheit 20, die Schaltsignale zum Ansteuern der entsprechenden Halbleiterschaltelemente 10A und 10B erzeugt; die Isolierschaltungen 14A und 14B, die die durch die Schaltsignalerzeugungseinheit 20 erzeugten Signale empfangen und die Signale zu den entsprechenden Gate-Ansteuerschaltungen 12A und 12B übertragen; und die Impedanzelementgruppe 16, die die Spannung zwischen dem zweiten Hauptanschluss 10A2 des Halbleiterschaltelements 10A und dem zweiten Hauptanschluss 10B2 des Halbleiterschaltelements 10B detektiert, vorgesehen.
  • Die Isolierschaltung 14A ist eine Schaltung, die die Schaltsignalerzeugungseinheit 20 von der Gate-Ansteuerschaltung 12A elektrisch isoliert. Die Isolierschaltung 14B ist eine Schaltung, die die Schaltsignalerzeugungseinheit 20 von der Gate-Ansteuerschaltung 12B elektrisch isoliert. Ein Optokoppler kann als jede der Isolierschaltungen 14A und 14B verwendet werden. Was die Isolierschaltung 14A anbetrifft, besteht diese aus einem Optokoppler, der eine Leuchtdiode 14A1 und einen Fototransistor 14A2 aufweist.
  • Die Impedanzelementgruppe 16 ist dahingehend konfiguriert, eines oder mehrere Impedanzelemente zu enthalten, die zwischen dem Anschlusspunkt der Kondensatoren 12A5a und 12A5b, welche in Reihe geschaltet sind und als eine Energieversorgung für den Betrieb der Gate-Ansteuerschaltung 12A dienen, und dem Anschlusspunkt der Kondensatoren 12B5a und 12B5b, die in Reihe geschaltet sind und als eine Energieversorgung für den Betrieb der Gate-Ansteuerschaltung 12B dienen, verbunden sind. Das heißt, 1 stellt ein Beispiel dar, in dem die Impedanzelementgruppe 16 zwischen den zu der gleichen Phase gehörenden Gate-Ansteuerschaltung in 12A und 12B angeordnet ist. 1 stellt fünf Impedanzelemente 16e1, 16e2, 16e3, 16e4 und 16e5 dar, die in Reihe geschaltet sind.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die Impedanzelementgruppe 16 durch Reihenschaltung von Kondensatoren oder Dioden statt der Impedanzelemente konfiguriert sein kann. Die Impedanzelementgruppe 16 ist nicht auf die Reihenschaltung der Impedanzelemente oder Kondensatoren beschränkt, sondern kann durch Reihenschaltung paralleler Schaltkreise der Impedanzelemente oder Kondensatoren konfiguriert sein. Als Alternative dazu kann die Impedanzelementgruppe 16 durch eine Kombination der Impedanzelemente und Kondensatoren konfiguriert sein. Es sei darauf hingewiesen, dass, obgleich 1 die Konfiguration darstellt, die die Spannung über die Impedanzelemente detektiert, stattdessen auch der die Impedanzelemente durchfließende Strom detektiert werden kann. Zum Beispiel kann ein Fotokoppler mit den Impedanzelementen in Reihe geschaltet werden, so dass der die Impedanzelemente durchfließende Strom durch eine auf einer Primärseite des Fotokopplers vorgesehenen Fotodiode detektiert werden kann, und der detektierte Strom wird über einen auf einer Sekundärseite des Fotokopplers vorgesehenen Fototransistors zu der Gate-Ansteuerschaltung übertragen.
  • Obgleich 1 ein Beispiel für das Detektieren der in den Impedanzelementen, die die Impedanzelementgruppe 16 bilden, erzeugten geteilten Spannung darstellt, braucht die Spannung des Weiteren nicht geteilt zu werden, wenn eine Eingangsdurchschlagspannung jedes der Detektoren 12A4 und 12B4 hoch ist. In diesem Fall kann die Spannung über die Impedanzelementgruppe 16 ohne Teilung an die Detektoren 12A4 und 12B4 angelegt werden. In diesem Fall kann die Impedanzelementgruppe 16 des Weiteren dahingehend konfiguriert sein, mehrere in Reihe geschaltete Impedanzelemente zu enthalten, oder sie kann dahingehend konfiguriert sein, ein Impedanzelement zu enthalten.
  • Als Nächstes wird als ein Vorgang des Hauptteils des Spannungswandlers gemäß der ersten Ausführungsform eine Beschreibung eines Vorgangs angeführt, der durchgeführt wird, wenn das Halbleiterschaltelement 10A, das das erste Leistungshalbleiterschaltelement der Leistungswandlerhauptschaltung 10 bildet, angesteuert wird.
  • Die Schaltsignalerzeugungseinheit 20 erzeugt ein Schaltsignal zum Ansteuern des Halbleiterschaltelements 10A und gibt das Schaltsignal an die Isolierschaltung 14A aus.
  • Wenn ein Befehlssignal zum Ansteuern des Einschaltens des Halbleiterschaltelements 10A (im Folgenden als „Einschaltbefehlssignal“ bezeichnet) in die Isolierschaltung 14A als das Schaltsignal von der Schaltsignalerzeugungseinheit 20 eingegeben wird, erleuchtet zum Beispiel die Leuchtdiode 14A1, damit der Fototransistor 14A2 leitend wird. Wenn ein Befehlssignal zum Ansteuern des Ausschaltens des Halbleiterschaltelements 10A (im Folgenden als „Ausschaltbefehlssignal“ bezeichnet) in die Isolierschaltung 14A als das Schaltsignal von der Schaltsignalerzeugungseinheit 20 eingegeben wird, wird die Leuchtdiode 14A1 zum Beispiel ausgeschaltet, um zu bewirken, dass der Fototransistor 14A2 nicht leitend wird. Demgemäß werden das Einschaltbefehlssignal und das Ausschaltbefehlssignal von der Schaltsignalerzeugungseinheit 20 durch die Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12A3 der Gate-Ansteuerschaltung 12A als eine Änderung des Stroms durch eine Änderung des Leitungszustands des Fototransistors 14A2 erkannt.
  • Obgleich die Funktionsweise des Detektors 12A4 im Einzelnen später beschrieben wird, kann der Detektor 12A4 die über die Halbleiterschaltelemente 10A und 10B angelegte Spannung durch Detektieren der Spannung zwischen den Gate-Ansteuerschaltungen 12A und 12B detektieren. Der Detektor 12A4 kann durch Detektieren der über die Halbleiterschaltelemente 10A und 10B angelegten Spannung auch detektieren, ob die Spannung des Kondensators 6 (im Folgenden als eine „Kondensatorspannung“ bezeichnet) größer oder kleiner als eine Bezugsspannung ist. Ein Detektionssignal durch den Detektor 12A4 wird in die Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12A3 eingegeben.
  • Die Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12A3 ändert die Ansteuergeschwindigkeit der Halbleiterschaltelemente 10A und 10B basierend auf dem Detektionssignal von dem Detektor 12A4 und dem Befehlssignal von der Isolierschaltung 14A. Einzelheiten des Vorgangs beim Ändern der Ansteuergeschwindigkeit der Halbleiterschaltelemente 10A und 10B sind wie folgt.
  • Wenn die Geschwindigkeit des Einschaltens des Halbleiterschaltelements 10A erhöht werden soll, werden zunächst der erste Einschalttransistor 12A1a und der zweite Einschalttransistor 12A1c beide zum Einschalten angesteuert, während der erste Ausschalttransistor 12A1b und der zweite Ausschalttransistor 12A1d beide zum Ausschalten angesteuert werden. Wenn sowohl der erste Einschalttransistor 12A1a als auch der zweite Einschalttransistor 12A1c eingeschaltet sind, werden die Gate-Widerstände 12A2a und 12A2c beide mit dem ersten Signaleingangsanschluss 10A3 parallel geschaltet, wodurch der Gate-Widerstand reduziert und die Schaltgeschwindigkeit erhöht wird.
  • Wenn andererseits die Geschwindigkeit des Einschaltens des Halbleiterschaltelements 10A reduziert werden soll, wird entweder der erste Einschalttransistor 12A1a oder der zweite Einschalttransistor 12A1c zum Einschalten angesteuert, während sowohl der erste Ausschalttransistor 12A1b als auch der zweite Ausschalttransistor 12A1d zum Ausschalten angesteuert werden. Wenn nur der erste Einschalttransistor 12A1a eingeschaltet wird, wird zum Beispiel nur der Gate-Widerstand 12A2a mit dem ersten Signaleingangsanschluss 10A3 verbunden, wodurch der Gate-Widerstand erhöht und die Schaltgeschwindigkeit reduziert wird.
  • Wenn die Geschwindigkeit des Ausschaltens des Halbleiterschaltelements 10A erhöht werden soll, werden sowohl der erste Einschalttransistor 12A1a als auch der zweite Einschalttransistor 12A1c beide zum Ausschalten angesteuert, während der erste Ausschalttransistor 12A1b und der zweite Ausschalttransistor 12A1d beide zum Einschalten angesteuert werden. Wenn sowohl der erste Ausschalttransistor 12A1b als auch der zweite Ausschalttransistor 12A1d eingeschaltet sind, sind die Gate-Widerstände 12A2b und 12A2d beide mit dem Signaleingangsanschluss 10A3 parallel geschaltet, wodurch der Gate-Widerstand reduziert und die Schaltgeschwindigkeit erhöht wird.
  • Wenn die Geschwindigkeit des Ausschaltens des Halbleiterschaltelements 10A reduziert werden soll, werden der erste Einschalttransistor 12A1a und der zweite Einschalttransistor 12A1c beide zum Ausschalten angesteuert, während der erste Ausschalttransistor 12A1b oder der zweite Ausschalttransistor 12A1d zum Einschalten angesteuert wird. Wenn nur der erste Ausschalttransistor 12A1b eingeschaltet ist, ist zum Beispiel nur der Gate-Widerstand 12A2b mit dem ersten Signaleingangsanschluss 10A3 verbunden, wodurch der Gate-Widerstand erhöht und die Schaltgeschwindigkeit reduziert wird.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben genannten Steuerungen, die als Beispiele beschrieben werden, beschränkt ist. Wenn zum Beispiel der Gate-Widerstand 12A2c verwendet wird, der einen Widerstandswert hat, der kleiner als der Widerstandswert des Gate-Widerstands 12A2a ist, kann der erste Einschalttransistor 12A1a, der mit dem Gate-Widerstand 12A2a mit einem relativ hohen Widerstandswert verbunden ist, zum Einschalten angesteuert werden, um die Geschwindigkeit des Einschaltens des Halbleiterschaltelements 10A zu reduzieren, oder der zweite Einschalttransistor 12A1c, der mit dem Gate-Widerstand 12A2c mit einem relativ kleinen Widerstandswert verbunden ist, kann zum Einschalten angesteuert werden, um die Geschwindigkeit des Einschaltens des Halbleiterschaltelements 10A zu erhöhen. Wenn der Gate-Widerstand 12A2d, der einen Widerstandswert aufweist, der kleiner als der Widerstandswert des Gate-Widerstands 12A2b ist, verwendet wird, kann der erste Ausschalttransistor 12A1b, der mit dem Gate-Widerstand 12A2b mit einem relativ hohen Widerstandswert verbunden ist, zum Einschalten angesteuert werden, um die Geschwindigkeit des Ausschaltens des Halbleiterschaltelements 10A zu reduzieren, oder der zweite Ausschalttransistor 12A1d, der mit dem Gate-Widerstand 12A2d mit einem relativ kleinen Widerstandswert verbunden ist, kann zum Einschalten angesteuert werden, um die Geschwindigkeit des Ausschaltens des Halbleiterschaltelements 10A zu erhöhen.
  • Die Beschreibung der oben bereitgestellten Funktionsweise wird durch eine Funktionsweise ergänzt, bei der die Impedanzelementgruppe 16 Informationen ausgibt, die der Kondensatorspannung entsprechen (im Folgenden als „Kondensatorspannungsinformationen“ bezeichnet).
  • Der zweite Hauptanschluss 10A2 und der zweite Signaleingangsanschluss 10A4 des Halbleiterschaltelements 10A haben das gleiche Potenzial. Der zweite Signaleingangsanschluss 10A4 des Halbleiterschaltelements 10A und ein Ende der Impedanzelementgruppe 16 sind beide mit dem Anschlusspunkt der in Reihe geschalteten Kondensatoren 12A5a und 12A5b verbunden und haben somit das gleiche Potenzial. Dies gilt auch für das Halbleiterschaltelement 10B. Demgemäß stellt die über die Impedanzelementgruppe 16 erzeugte Spannung oder der die Impedanzelementgruppe 16 durchfließende Strom eine Potenzialdifferenz zwischen dem zweiten Hauptanschluss 10A2 des Halbleiterschaltelements 10A und dem zweiten Hauptanschluss 10B2 des Halbleiterschaltelements 10B dar. Die Gate-Ansteuerschaltungen 12A und 12B können somit die Potenzialdifferenz zwischen dem zweiten Hauptanschluss 10A2 des Halbleiterschaltelements 10A und dem zweiten Hauptanschluss 10B2 des Halbleiterschaltelements 10B durch Detektieren der Spannung oder des Stroms über die Impedanzelementgruppe 16 kennen.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die Impedanzelementgruppe 16, wie aus 1 ersichtlich ist, in der Nähe der Gate-Ansteuerschaltungen 12A und 12B angeordnet sein kann. Dadurch kann ein Pfad, nämlich elektrische Verdrahtung, durch den die Spannungsinformationen oder Strominformationen von der Impedanzelementgruppe 16 zu den Gate-Ansteuerschaltungen 12A und 12B übertragen werden, verkürzt werden, wodurch ein Überlagern der elektrischen Verdrahtung durch Rauschen verhindert wird. Infolgedessen wird eine Wirkung erzielt, bei der die Gate-Ansteuerschaltungen 12A und 12B das Verfahren zum Ansteuern der Halbleiterschaltelemente 10A und 10B durch Verwendung genauer Spannungsinformationen oder genauer Strominformationen von der Impedanzelementgruppe 16 mit hoher Genauigkeit ändern oder modifizieren können.
  • Als Nächstes wird die Funktionsweise der Gate-Ansteuerschaltung unter Bezugnahme auf die 2 und 3 ausführlicher beschrieben. Die 2 und 3 sind Zustandsübergangsdiagramme, die eine Änderung der Ausgangsspannung der Leistungswandlerhauptschaltung 10 gemäß der ersten Ausführungsform darstellen, wobei 2 ein Zustandsübergangsdiagramm, wenn die Last einen Strom empfängt oder einen Senkenbetrieb durchführt, ist, und 3 ein Zustandsdiagramm, wenn die Last einen Strom abführt oder einen Quellenbetrieb durchführt, ist. Es sei darauf hingewiesen, dass bei den 2 und 3 eine Anzeige der Last weggelassen ist. Ferner wird in der Beschreibung angenommen, dass die im Kondensator 6 gespeicherte Spannung 1000 [V] beträgt und ein negativer Anschluss des Kondensators 6 als das Bezugspotenzial eingestellt ist. Das heißt, das Potenzial am negativen Anschluss des Kondensators 6 beträgt 0 [V].
  • Zunächst führt die Leistungswandlerhauptschaltung 10, wenn die Last einen Senkenbetrieb durchführt, den Vorgang des Änderns des Zustands von einem ersten Zustand zu einem zweiten Zustand, von dem zweiten Zustand zu einem dritten Zustand, von dem dritten Zustand zu einem vierten Zustand und dann von dem vierten Zustand zu dem ersten Zustand durch, wie in 2 dargestellt.
  • Im ersten Zustand ist das Halbleiterschaltelement 10A eingeschaltet, und das Halbleiterschaltelement 10B ist ausgeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt fließt ein Strom von einem positiven Anschluss des Kondensators 6 durch das Halbleiterschaltelement 10A zu der Last. Das Potenzial der Last entspricht dem Potenzial am positiven Anschluss des Kondensators. Somit beträgt das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10A2 des Halbleiterschaltelements 10A 1000 [V]. Das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10B2 des Halbleiterschaltelements 10B beträgt 0 [V]. Eine Spannung von 1000 [V], die mit der Kondensatorspannung identisch ist, wird an die Impedanzelementgruppe 16 angelegt.
  • Die Leistungswandlerhauptschaltung 10 geht aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand über, wenn das Halbleiterschaltelement 10A von ein nach aus geschaltet wird. Dies bewirkt eine Änderung des Potenzials jedes Teils. Der Strompfad vom Kondensator 6 zur Last ändert sich auch.
  • Im zweiten Zustand ist das Halbleiterschaltelement 10A ausgeschaltet, und das Halbleiterschaltelement 10B ist ausgeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt fließt ein Strom vom negativen Anschluss des Kondensators 6 durch das Halbleiterschaltelement 10B zur Last. Das Potenzial der Last entspricht dem Potenzial am negativen Anschluss des Kondensators 6. Somit beträgt das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10A2 des Halbleiterschaltelements 10A 0 [V], und das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10B2 des Halbleiterschaltelements 10B beträgt auch 0 [V]. Des Weiteren wird eine Spannung von 0 [V] an die Impedanzelementgruppe 16 angelegt.
  • Die Leistungswandlerhauptschaltung 10 geht aus dem zweiten Zustand in den dritten Zustand über, wenn das Halbleiterschaltelement 10B von aus nach ein geschaltet wird. Es gibt jedoch keine Änderung des Potenzials jedes Teils. Der Strompfad vom Kondensator 6 zur Last ändert sich auch nicht.
  • Im dritten Zustand ist das Halbleiterschaltelement 10A ausgeschaltet, und das Halbleiterschaltelement 10B ist eingeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt fließt ein Strom vom negativen Anschluss des Kondensators 6 durch das Halbleiterschaltelement 10B zur Last. Das Potenzial der Last entspricht dem Potenzial am negativen Anschluss des Kondensators 6. Somit beträgt das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10A2 des Halbleiterschaltelements 10A 0 [V], und das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10B2 des Halbleiterschaltelements 10B beträgt auch 0 [V]. Des Weiteren wird eine Spannung von 0 [V] an die Impedanzelementgruppe 16 angelegt.
  • Die Leistungswandlerhauptschaltung 10 geht aus dem dritten Zustand in den vierten Zustand über, wenn das Halbleiterschaltelement 10B von ein nach aus geschaltet wird. Es gibt jedoch keine Änderung des Potenzials jedes Teils. Der Strompfad vom Kondensator 6 zur Last ändert sich auch nicht.
  • Im vierten Zustand ist das Halbleiterschaltelement 10A ausgeschaltet, und das Halbleiterschaltelement 10B ist ausgeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt fließt ein Strom vom negativen Anschluss des Kondensators 6 durch das Halbleiterschaltelement 10B zur Last. Das Potenzial der Last entspricht dem Potenzial am negativen Anschluss des Kondensators 6. Somit beträgt das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10A2 des Halbleiterschaltelements 10A 0 [V], und das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10B2 des Halbleiterschaltelements 10B beträgt auch 0 [V]. Des Weiteren wird eine Spannung von 0 [V] an die Impedanzelementgruppe 16 angelegt.
  • Die Leistungswandlerhauptschaltung geht aus dem vierten Zustand in den ersten Zustand über, wenn das Halbleiterschaltelement 10A von aus nach ein geschaltet wird. Dies bewirkt eine Änderung des Potenzials jedes Teils. Der Strompfad vom Kondensator 6 zur Last ändert sich auch.
  • Im ersten Zustand ist das Halbleiterschaltelement 10A eingeschaltet, und das Halbleiterschaltelement 10B ist ausgeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt fließt ein Strom vom positiven Anschluss des Kondensators 6 durch das Halbleiterschaltelement 10A zur Last. Das Potenzial der Last entspricht dem Potenzial am negativen Anschluss des Kondensators 6. Somit beträgt das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10A2 des Halbleiterschaltelements 10A 1000 [V]. Das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10B2 des Halbleiterschaltelements 10B beträgt 0 [V]. Des Weiteren wird eine Spannung von 1000 [V] an die Impedanzelementgruppe 16 angelegt.
  • Im Folgenden wird Bezug auf 3 genommen. Wenn die Last einen Quellenbetrieb durchführt, führt die Leistungswandlerhauptschaltung 10 wiederholt den Vorgang des Änderns des Zustands von einem fünften Zustand zu einem sechsten Zustand, von dem sechsten Zustand zu einem siebten Zustand, von dem siebten Zustand zu einem achten Zustand und dann von dem achten Zustand zu dem fünften Zustand durch, wie in 3 dargestellt.
  • Im fünften Zustand ist das Halbleiterschaltelement 10A eingeschaltet, und das Halbleiterschaltelement 10B ist ausgeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt fließt ein Strom von der Last durch das Halbleiterschaltelement 10A zu dem positiven Anschluss des Kondensators 6. Das Potenzial der Last entspricht dem Potenzial am positiven Anschluss des Kondensators 6. Somit beträgt das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10A2 des Halbleiterschaltelements 10A 1000 [V]. Das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10B2 des Halbleiterschaltelements 10B beträgt 0 [V]. Eine Spannung von 1000 [V], die mit der Kondensatorspannung identisch ist, wird an die Impedanzelementgruppe 16 angelegt.
  • Die Leistungswandlerhauptschaltung 10 geht aus dem fünften Zustand in den sechsten Zustand über, wenn das Halbleiterschaltelement 10A von ein nach aus geschaltet wird. Dies bewirkt jedoch keine Änderung des Potenzials jedes Teils. Der Strompfad von der Last zum Kondensator 6 ändert sich auch nicht.
  • Im sechsten Zustand ist das Halbleiterschaltelement 10A ausgeschaltet, und das Halbleiterschaltelement 10B ist ausgeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt fließt ein Strom von der Last durch das Halbleiterschaltelement 10A zum positiven Anschluss des Kondensators 6. Das Potenzial der Last entspricht dem Potenzial am positiven Anschluss des Kondensators 6. Somit beträgt das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10A2 des Halbleiterschaltelements 10A 1000 [V], und das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10B2 des Halbleiterschaltelements 10B beträgt 0 [V]. Des Weiteren wird eine Spannung von 1000 [V], die mit der Kondensatorspannung identisch ist, an die Impedanzelementgruppe 16 angelegt.
  • Die Leistungswandlerhauptschaltung 10 geht aus dem sechsten Zustand in den siebten Zustand über, wenn das Halbleiterschaltelement 10B von aus nach ein geschaltet wird. Dies bewirkt eine Änderung des Potenzials jedes Teils. Der Strompfad von der Last zum Kondensator 6 ändert sich auch.
  • Im siebten Zustand ist das Halbleiterschaltelement 10A ausgeschaltet, und das Halbleiterschaltelement 10B ist eingeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt fließt ein Strom von der Last durch das Halbleiterschaltelement 10B zum negativen Anschluss des Kondensators 6. Das Potenzial der Last entspricht dem Potenzial am negativen Anschluss des Kondensators 6. Somit beträgt das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10A2 des Halbleiterschaltelements 10A 0 [V], und das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10B2 des Halbleiterschaltelements 10B beträgt auch 0 [V]. Des Weiteren wird eine Spannung von 0 [V] an die Impedanzelementgruppe 16 angelegt.
  • Die Leistungswandlerhauptschaltung 10 geht aus dem siebten Zustand in den achten Zustand über, wenn das Halbleiterschaltelement 10B von ein nach aus geschaltet wird. Dies bewirkt eine Änderung des Potenzials jedes Teils. Der Strompfad von der Last zum Kondensator 6 zur Last ändert sich auch.
  • Im achten Zustand ist das Halbleiterschaltelement 10A ausgeschaltet, und das Halbleiterschaltelement 10B ist ausgeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt fließt ein Strom von der Last durch das Halbleiterschaltelement 10A zum positiven Anschluss des Kondensators 6. Das Potenzial der Last entspricht dem Potenzial am positiven Anschluss des Kondensators 6. Somit beträgt das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10A2 des Halbleiterschaltelements 10A 1000 [V]. Das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10B2 des Halbleiterschaltelements 10B beträgt 0 [V]. Eine Spannung von 1000 [V], die mit der Kondensatorspannung identisch ist, wird an die Impedanzelementgruppe 16 angelegt.
  • Die Leistungswandlerhauptschaltung 10 geht aus dem achten Zustand in den fünften Zustand über, wenn das Halbleiterschaltelement 10A von aus nach ein geschaltet wird. Es gibt jedoch keine Änderung des Potenzials jedes Teils. Der Strompfad von der Last zum Kondensator 6 ändert sich auch nicht.
  • Im fünften Zustand ist das Halbleiterschaltelement 10A eingeschaltet, und das Halbleiterschaltelement 10B ist ausgeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt fließt ein Strom von der Last durch das Halbleiterschaltelement 10A zum positiven Anschluss des Kondensators 6. Das Potenzial der Last entspricht dem Potenzial am negativen Anschluss des Kondensators 6. Somit beträgt das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10A2 des Halbleiterschaltelements 10A 1000 [V]. Das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10B2 des Halbleiterschaltelements 10B beträgt 0 [V]. Des Weiteren wird eine Spannung von 1000 [V], die mit der Kondensatorspannung identisch ist, an die Impedanzelementgruppe 16 angelegt.
  • Als Nächstes wird die Funktionsweise des Leistungswandlers mit einem Schwerpunkt auf den Zustand der Leistungswandlerhauptschaltung unter Bezugnahme, wie angemessen, auf die 1 bis 3 beschrieben.
  • Zunächst konzentriert sich die Beschreibung auf die Gate-Ansteuerschaltung 12A zum Zeitpunkt des Übergangs aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand. In Bezug auf die Zeichnungen wird auf die 1 und 2 verwiesen.
  • Im ersten Zustand wird eine Spannung von 1000 [V], die mit der Kondensatorspannung identisch ist, an die Impedanzelementgruppe 16 angelegt. Der in der Gate-Ansteuerschaltung 12A enthaltene Detektor 12A4 detektiert die Spannung über die Impedanzelementgruppe 16 und überträgt Informationen über die detektierte Kondensatorspannung, nämlich die Kondensatorspannungsinformationen, zu der Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12A3. Die in der Gate-Ansteuerschaltung 12A Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12A3 kann anhand der Spannung zwischen der Gate-Ansteuerschaltung 12A und der Gate-Ansteuerschaltung 12B die Kondensatorspannung kennen.
  • Wenn bestimmt wird, dass die Spannung zwischen der Gate-Ansteuerschaltung 12A und der Gate-Ansteuerschaltung 12B niedriger als die Bezugsspannung ist, dann führt die Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12A3 eine Ansteuerung zur Erhöhung der Ansteuergeschwindigkeit zum Ausschalten des Halbleiterschaltelements 10A durch. Diese Steuerung kann einen Schaltverlust beim Ausschalten reduzieren oder verhindern. Es sei darauf hingewiesen, dass, obgleich die Ansteuerung zum Erhöhen der Ansteuergeschwindigkeit die beim Ausschalten erzeugte Stoßspannung erhöht, die Kondensatorspannung niedrig ist, so dass keine übermäßige Spannung an die Bauteile innerhalb der Leistungswandlerhauptschaltung 10 angelegt wird. Die Leistungswandlerhauptschaltung 10 geht somit aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand über.
  • Als Nächstes konzentriert sich die Beschreibung auf die Gate-Ansteuerschaltung 12B zum Zeitpunkt des Übergangs aus dem sechsten Zustand in den siebten Zustand. In Bezug auf die Zeichnungen wird auf die 1 und 3 verwiesen. Im sechsten Zustand wird eine Spannung von 1000 [V], die mit der Kondensatorspannung identisch ist, an die Impedanzelementgruppe 16 angelegt. Der in der Gate-Ansteuerschaltung 12B enthaltene Detektor 12B4 detektiert die Spannung über die Impedanzelementgruppe 16 und überträgt die detektierten Kondensatorspannungsinformationen zu der Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12B3. Die in der Gate-Ansteuerschaltung 12B enthaltene Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12B3 kann anhand der Spannung zwischen der Gate-Ansteuerschaltung 12B und der Gate-Ansteuerschaltung 12A die Kondensatorspannung kennen.
  • Wenn bestimmt wird, dass die Spannung zwischen der Gate-Ansteuerschaltung 12B und der Gate-Ansteuerschaltung 12A niedriger als die Bezugsspannung ist, dann führt die Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12B3 eine Ansteuerung zur Erhöhung der Ansteuergeschwindigkeit zum Einschalten des Halbleiterschaltelements 10B durch. Diese Steuerung kann einen Schaltverlust beim Einschalten reduzieren oder verhindern. Es sei darauf hingewiesen, dass, obgleich die beim Einschalten erzeugte Stoßspannung erhöht wird, die Kondensatorspannung niedrig ist, so dass keine übermäßige Spannung an die Bauteile innerhalb der Leistungswandlerhauptschaltung 10 angelegt wird. Die Leistungswandlerhauptschaltung 10 geht somit aus dem sechsten Zustand in den siebten Zustand über.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass 1 zwar die Konfiguration zeigt, bei der die Detektoren 12A4 und 12B4 jeweils in den Gate-Ansteuerschaltungen 12A und 12B vorgesehen sind, der Detektor aber auch in nur einer der Gate-Ansteuerschaltungen 12A und 12B vorgesehen sein kann. 4 stellt zum Beispiel eine Konfiguration dar, bei der der Detektor 12A4 nur in der Gate-Ansteuerschaltung 12A vorgesehen ist, wobei die in 4 dargestellte Konfiguration auch die oben beschriebene Wirkung erzielen kann.
  • Gemäß dem Leistungswandler der oben beschriebenen ersten Ausführungsform sind eines oder mehrere der Impedanzelemente zwischen mindestens einem Paar der Gate-Ansteuerschaltungen unter den Gate-Ansteuerschaltungen, die entsprechende der zwei oder mehr der in der Leistungswandlerhauptschaltung enthaltenen Halbleiterschaltelemente ansteuern, verbunden, mindestens eine der Gate-Ansteuerschaltungen ist mit dem Detektor versehen, der die Spannung über die Impedanzelemente oder den Stromfluss dort hindurch detektiert, und die Ausgabe des Detektors wird zu der Gate-Ansteuerschaltung übertragen, wodurch der Einfluss von Rauschen reduziert werden kann, wenn die Spannungsinformationen an jedem Teil des Leistungswandlers zu der Gate-Ansteuerschaltung übertragen werden.
  • Gemäß dem Leistungswandler der ersten Ausführungsform wird des Weiteren die Ansteuergeschwindigkeit des Halbleiterschaltelements gemäß der die Kondensatorspannung anzeigenden Ausgabe des Detektors geändert, wodurch die Erzeugung einer übermäßigen Spannung in den Bauteilen innerhalb der Leistungswandlerhauptschaltung verhindert werden kann.
  • Zweite Ausführungsform.
  • 5 ist ein Schaltbild, das die Konfiguration eines Hauptteils eines Leistungswandlers gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt. Der in 5 dargestellte Leistungswandler gemäß der zweiten Ausführungsform offenbart eine Konfiguration, bei der Speicher 12A5 und 12B5 in den Gate-Ansteuerschaltungen 12A bzw. 12B in der Konfiguration des Leistungswandlers gemäß der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform enthalten sind. Gemäß 5 wird der Speicher 12A5 zwischen dem Detektor 12A4 und der Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12A3 hinzugefügt, und der Speicher 12B5 wird zwischen dem Detektor 12B4 und der Schaltgefälligkeitsänderungseinheit 12B3 hinzugefügt. Es sei darauf hingewiesen, dass die anderen Bauteile mit denen in 1 identisch oder äquivalent sind und ihnen somit gleiche Bezugszahlen wie jene in 1 verliehen werden, wodurch eine redundante Beschreibung hier weggelassen wird.
  • Der in der Gate-Ansteuerschaltung 12A in 5 vorgesehene Detektor 12A4 bestimmt das Ausmaß der Beziehung zwischen der Spannung über die Impedanzelementgruppe 16, die die Kondensatorspannungsinformationen darstellt, und überträgt das Ergebnis der Bestimmung zum Speicher 12A5. Der Speicher 12A5 speichert Bestimmungsinformationen darüber, ob die Kondensatorspannung niedriger oder höher als die Bezugsspannung ist. Der Speicher 12A5 kann ein beliebiges Mittel sein, das in der Lage ist, die Kondensatorspannungsinformationen zu speichern, und kann ein Spannungsspeicherelement, eine Latch-Schaltung oder dergleichen sein.
  • Der Speicher 12A5 wirkt auf die Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12A3, die die Ansteuergeschwindigkeit des Halbleiterschaltelements 10A basierend auf den im Speicher 12A5 gespeicherten Bestimmungsinformationen ändert.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass auch eine Betriebsenergieversorgung zum Betreiben des Detektors 12A4 und des Speichers 12A5 als Energieversorgung zum Ansteuern der Gate-Ansteuerschaltung verwendet werden kann. Eine eigens vorgesehene Energieversorgung zum Betreiben des Detektors 12A4 und des Speichers 12A5 muss nicht vorgesehen werden, wenn die Energieversorgung dafür auch als Energieversorgung zum Ansteuern der Gate-Ansteuerschaltung verwendet wird.
  • Als Nächstes wird die Funktionsweise des Hauptteils des Leistungswandlers gemäß der zweiten Ausführungsform beschrieben, während das Augenmerk auf die Funktionsweise der Gate-Ansteuerschaltung 12A im ersten Zustand von 2 gelegt wird. In Bezug auf die Zeichnungen wird auf die 2 und 5 verwiesen.
  • Im ersten Zustand wird eine Spannung von 1000 [V], die mit der Kondensatorspannung identisch ist, an die Impedanzelementgruppe 16 angelegt. Der Detektor 12A4 bestimmt das Ausmaß der Beziehung zwischen der Spannung von der Impedanzelementgruppe 16 und der Bezugsspannung. Wenn der Detektor 12A4 bestimmt, dass die Spannung von der Impedanzelementgruppe 16 niedriger als die Bezugsspannung ist, dann wird das Ergebnis der Bestimmung im Speicher 12A5 gespeichert.
  • Die Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12A3 schaltet basierend darauf, dass die bestimmten Informationen niedriger als die Bezugsspannung und im Speicher 12A4 gespeichert sind, die Steuerung auf eine, die die Ansteuergeschwindigkeit des Halbleiterschaltelements 10A erhöht. Diese Steuerung verhindert einen Abschaltungs-Schaltverlust des Halbleiterschaltelements 10A zum Zeitpunkt des Übergangs aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand. Ein Einschaltungs-Schaltverlust des Halbleiterschaltelements 10A kann auch zum Zeitpunkt des Übergangs aus dem vierten Zustand in den ersten Zustand verhindert werden. Es sei darauf hingewiesen, dass, obgleich die obige Steuerung die zum Zeitpunkt des Schaltens erzeugte Stoßspannung erhöht, die Kondensatorspannung niedrig ist, so dass keine übermäßige Spannung an die Bauteile innerhalb der Leistungsumwandlungsschaltung 10 angelegt wird.
  • Wenn der Detektor 12A4 andererseits bestimmt, dass die Spannung von der Impedanzelementgruppe 16 im ersten Zustand höher als die Bezugsspannung ist, wird das Ergebnis der Bestimmung im Speicher 12A5 gespeichert. Im Speicher 12A5 gespeicherte Informationen werden mit einem neuen Ergebnis der Bestimmung überschrieben. Das heißt, das letzte Ergebnis der Bestimmung wird im Speicher 12A5 gespeichert.
  • Die Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12A3 schaltet basierend darauf, dass die bestimmten Informationen höher als die Bezugsspannung und im Speicher 12A5 gespeichert sind, die Steuerung auf eine, die die Ansteuergeschwindigkeit des Halbleiterschaltelements 10A reduziert. Obgleich die Kondensatorspannung hoch ist, reduziert diese Steuerung die zum Zeitpunkt des Schaltens erzeugte Stoßspannung, um ein Anlegen einer übermäßigen Spannung an Bauteile innerhalb der Leistungswandlerhauptschaltung 10 verhindern zu können.
  • Als Nächstes legt die Beschreibung das Augenmerk auf die Funktionsweise der Gate-Ansteuerschaltung 12B im fünften, sechsten und achten Zustand von 3. In Bezug auf die Zeichnungen wird auf die 3 und 5 verwiesen.
  • In jedem der Zustände fünf, sechs und acht wird eine Spannung von 1000 [V], die mit der Kondensatorspannung identisch ist, an die Impedanzelementgruppe 16 angelegt. Der Detektor 12B4 bestimmt das Ausmaß der Beziehung zwischen der Spannung von der Impedanzelementgruppe 16 und der Bezugsspannung. Wenn der Detektor 12B4 bestimmt, dass die Spannung von der Impedanzelementgruppe 16 niedriger als die Bezugsspannung ist, dann wird das Ergebnis der Bestimmung im Speicher 12B5 gespeichert.
  • Die Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12B3 schaltet basierend darauf, dass die bestimmten Informationen niedriger als die Bezugsspannung und im Speicher 12B5 gespeichert sind, die Steuerung auf eine, die die Ansteuergeschwindigkeit des Halbleiterschaltelements 10B erhöht. Diese Steuerung verhindert einen Abschaltungs-Schaltverlust des Halbleiterschaltelements 10B zum Zeitpunkt des Übergangs aus dem sechsten Zustand in den siebten Zustand. Ein Abschaltungs-Schaltverlust des Halbleiterschaltelements 10B kann auch zum Zeitpunkt des Übergangs aus dem siebten Zustand in den achten Zustand verhindert werden. Es sei darauf hingewiesen, dass, obgleich die obige Steuerung die zum Zeitpunkt des Schaltens erzeugte Stoßspannung erhöht, die Kondensatorspannung niedrig ist, so dass keine übermäßige Spannung an die Bauteile innerhalb der Leistungswandlerhauptschaltung 10 angelegt wird.
  • Wenn der Detektor 12A4 andererseits bestimmt, dass die Spannung von der Impedanzelementgruppe 16 im ersten Zustand höher als die Bezugsspannung ist, wird im fünften, sechsten sowie im achten Zustand das Ergebnis der Bestimmung im Speicher 12B5 gespeichert. Im Speicher 12B5 gespeicherte Informationen werden mit einem neuen Ergebnis der Bestimmung überschrieben. Das heißt, das letzte Ergebnis der Bestimmung wird im Speicher 12B5 gespeichert.
  • Die Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12B3 schaltet basierend darauf, dass die bestimmten Informationen höher als die Bezugsspannung und im Speicher 12B5 gespeichert sind, die Steuerung auf eine, die die Ansteuergeschwindigkeit des Halbleiterschaltelements 10A reduziert. Obgleich die Kondensatorspannung hoch ist, reduziert diese Steuerung die zum Zeitpunkt des Schaltens erzeugte Stoßspannung, um ein Anlegen einer übermäßigen Spannung an Bauteile innerhalb der Leistungswandlerhauptschaltung 10 verhindern zu können.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass 5 zwar die Konfiguration darstellt, bei der die Speicher 12A5 und 12B5 jeweils in den Gate-Ansteuerschaltungen 12A und 12B vorgesehen sind, die oben genannte Wirkung aber auch durch Vorsehen des Speichers in nur einer der Gate-Ansteuerschaltungen 12A und 12B erzielt werden kann. Wenn einer der Speicher 12A5 und 12B5 weggelassen wird, kann der dem weggelassenen Detektor 12A4 oder 12B4 entsprechende Detektor gemäß dem Weglassen des Speichers weggelassen werden.
  • Dritte Ausführungsform.
  • 6 ist ein Schaltbild, das die Konfiguration eines Hauptteils eines Leistungswandlers gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt. Als Konfiguration des Hauptteils des Leistungswandlers gemäß der dritten Ausführungsform stellt 6 die anzusteuernde Last 2; die die Last 2 ansteuernde Leistungswandlerhauptschaltung 10; die Gate-Ansteuerschaltungen 12A, 12B, 12C und 12D, die Peripherieschaltungen sind, die die Leistungswandlerhauptschaltung 10 steuern; die die Kondensatorspannungsinformationen ausgebende Impedanzelementgruppe 16 und die Kondensatoren 6A und 6B, die jeweils eine Energieversorgungsquelle für die Leistungswandlerhauptschaltung 10 sind und DC-Leistung speichern, dar.
  • Bei dem Leistungswandler gemäß der dritten Ausführungsform sind die beiden Kondensatoren 6A und 6B zum Speichern von Gleichspannung in Reihe geschaltet, um drei Anschlüsse bereitzustellen, die der obere DC-Anschluss 8A, ein Zwischen-DC-Anschluss 8C und der untere DC-Anschluss 8B in absteigender Reihenfolge von einem mit einem höheren Potenzial sind. Der DC-Bus 7A auf der Hochpotenzialseite ist mit dem oberen DC-Anschluss 8A elektrisch verbunden, und der DC-Bus 7B auf der Niederpotenzialseite ist mit dem unteren DC-Anschluss 8B elektrisch verbunden.
  • Von dem DC-Bus 7A auf der Hochpotenzialseite zu dem DC-Bus 7B auf der Niederpotenzialseite weist die Leistungswandlerhauptschaltung 10 gemäß der dritten Ausführungsform das Halbleiterschaltelement 10A als das erste Leistungshalbleiterschaltelement; das Halbleiterschaltelement 10B als das zweite Leistungshalbleiterschaltelement; ein Halbleiterschaltelement 10C als das dritte Leistungshalbleiterschaltelement; und ein Halbleiterschaltelement 10D als ein viertes Leistungshalbleiterschaltelement auf, die in dieser Reihenfolge in Reihe geschaltet sind. Die Leistungswandlerhauptschaltung 10 gemäß der dritten Ausführungsform ist ferner mit einer Klemmdiode 11A als ein erstes Diodenelement versehen, von der eine Kathode mit einem Anschlusspunkt des Halbleiterschaltelements 10A und des Halbleiterschaltelements 10B verbunden ist, während eine Anode davon mit dem Zwischen-DC-Anschluss 8C elektrisch verbunden ist; sowie eine Klemmdiode 11B als ein zweites Diodenelement, von der eine Kathode mit dem Zwischen-DC-Anschluss 8C elektrisch verbunden ist, während eine Anode davon mit einem Anschlusspunkt des Halbleiterschaltelements 10C und des Halbleiterschaltelements 10D elektrisch verbunden ist. Es sei darauf hingewiesen, dass die Last mit dem elektrischen Anschlusspunkt des Halbleiterschaltelements 10B und des Halbleiterschaltelements 10C verbunden ist.
  • Das Halbleiterschaltelement 10A ist mit dem ersten Hauptanschluss 10A1, dem zweiten Hauptanschluss 10A2, dem ersten Signaleingangsanschluss 10A3 und dem zweiten Signaleingangsanschluss 10A4 verbunden. Das gleiche gilt für die Halbleiterschaltelemente 10B, 10C und 10D, wobei das Halbleiterschaltelement 10B mit dem ersten Hauptanschluss 10B1, dem zweiten Hauptanschluss 10B2, dem ersten Signaleingangsanschluss 10B3 und dem zweiten Signaleingangsanschluss 10B4 verbunden ist, das Halbleiterschaltelement 10C mit einem ersten Hauptanschluss 10C1, einem zweiten Hauptanschluss 10C2, einem ersten Signaleingangsanschluss 10C3 und einem zweiten Signaleingangsanschluss 10C4 verbunden ist und das Halbleiterschaltelement 10D mit einem ersten Hauptanschluss 10D1, einem zweiten Hauptanschluss 10D2, einem ersten Signaleingangsanschluss 10D3 und einem zweiten Signaleingangsanschluss 10D4 verbunden ist.
  • Bei der wie oben beschrieben verbundenen Leistungswandlerhauptschaltung 10 wird das Potenzial des oberen DC-Anschlusses 8A an die Last 2 angelegt, wenn die Halbleiterschaltelemente 10A und 10B leitend werden, und das Potenzial des unteren DC-Anschlusses 8B wird an die Last 2 angelegt, wenn die Halbleiterschaltelemente 10C und 10D leitend werden. Das Potenzial des Zwischen-DC-Anschlusses 8C wird an die Last 2 angelegt, wenn eines der Halbleiterschaltelemente 10B und 10C leitend wird, während die Halbleiterschaltelemente 10A und 10D nicht leitend sind. Die Leistungswandlerhauptschaltung 10 gibt somit drei Arten von Potenzialen aus, die das Potenzial des oberen DC-Anschlusses 8A, das Potenzial des Zwischen-DC-Anschlusses 8C und das Potenzial des unteren DC-Anschlusses 8B sind, wodurch sie als eine dreistufige Leistungswandlerhauptschaltung betrieben wird.
  • Wenn der Last 2 AC-Leistung (AC von Englisch: Alternating Current/Wechselstrom) zugeführt wird, werden die Halbleiterschaltelemente 10A und 10B und die Halbleiterschaltelemente 10C und 10D symmetrisch betrieben, und die beiden Kondensatoren 8A und 8B speichern die gleiche Gleichspannung.
  • Obgleich 6 einen MOSFET als das Transistorelement darstellt, ist das Transistorelement nicht auf den MOSFET beschränkt, sondern kann irgendein Bauelement sein, das einen Zustand zwischen einem niederohmigen Zustand und einem hochohmigen Zustand durch ein elektrisches Signal schalten kann. Zum Beispiel können ein IGBT oder ein Bipolartransistor als das Transistorelement verwendet werden. Des Weiteren kann ein Halbleiter mit großer Bandlücke, wie zum Beispiel SiC, GaN oder Diamant, zusätzlich zu Si verwendet werden, das weithin als ein Material des Transistorelements und des Diodenelements verwendet werden kann, die die Halbleiterschaltelemente 10A und 10B bilden.
  • Die Gate-Ansteuerschaltung 12A ist die erste Gate-Ansteuerschaltung, die das Halbleiterschaltelement 10A, das das erste Leistungshalbleiterschaltelement ist, ansteuert. Ebenso ist die Gate-Ansteuerschaltung 12B die zweite Gate-Ansteuerschaltung, die das Halbleiterschaltelement 10B, das das zweite Leistungshalbleiterschaltelement ist, ansteuert, die Gate-Ansteuerschaltung 12C ist eine dritte Gate-Ansteuerschaltung, die das Halbleiterschaltelement 10C, das das dritte Leistungshalbleiterschaltelement ist, ansteuert, und die Gate-Ansteuerschaltung 12D ist eine vierte Gate-Ansteuerschaltung, die das Halbleiterschaltelement 10B, das das vierte Leistungshalbleiterschaltelement ist, ansteuert.
  • Von den in 6 dargestellten Gate-Ansteuerschaltungen 12A bis 12D ist die Konfiguration der Gate-Ansteuerschaltung 12C mit der in 1 dargestellten Konfiguration Gate-Ansteuerschaltung 12A gemäß der ersten Ausführungsform identisch oder ihr äquivalent. Andererseits wird bei der Konfiguration jeder der Gate-Ansteuerschaltungen 12B und 12D der Detektor 12A4 von der in 4 dargestellten Konfiguration der Gate-Ansteuerschaltung 12A weggelassen, und sie ist mit der in 4 dargestellten Konfiguration der Gate-Ansteuerschaltung 12B identisch oder ihr äquivalent. Es sei darauf hingewiesen, dass in 6 ein Bauteil, das mit einem in 1 dargestellten Bauteil identisch oder ihm äquivalent ist, mit der gleichen Bezugszahl bezeichnet wird, die dem Bauteil in 1 zugewiesen worden ist. Des Weiteren wird in 6 die Darstellung von Bauteilen weggelassen, die den Isolierschaltungen 14A und 14B und einer Schaltsignalerzeugungsschaltung 18 entsprechen, die in 1 dargestellt werden.
  • Wie bei der ersten Ausführungsform stellt die über die Impedanzelementgruppe 16 erzeugte Spannung oder der dort hindurchfließende Strom eine Potentialdifferenz zwischen dem zweiten Hauptanschluss 10C2 des Halbleiterschaltelements 10C und dem zweiten Hauptanschluss 10D2 des Halbleiterschaltelements 10D dar. Die Gate-Ansteuerschaltung 12C kann somit durch Detektieren der Spannung oder des Stroms über die Impedanzelementgruppe 16 die Potenzialdifferenz zwischen dem zweiten Hauptanschluss 10C2 des Halbleiterschaltelements 10C und dem zweiten Hauptanschluss 10D2 des Halbleiterschaltelements 10D kennen.
  • Als Nächstes wird die Funktionsweise des Leistungswandlers gemäß der dritten Ausführungsform beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass die Funktionsweise der Gate-Ansteuerschaltung unter Bezugnahme auf die Gate-Ansteuerschaltung 12C beschrieben wird, die eine Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12C3 und einen Detektor 12C4 aufweist. Das Potenzial des Zwischen-DC-Anschlusses 8C wird auf das Bezugspotenzial (0 [V]) eingestellt, und die in jedem der Kondensatoren 6A und 6B gespeicherte Spannung wird auf 1000 [V] eingestellt. Demgemäß beträgt das Potenzial des oberen DC-Anschlusses 8A +1000 [V], das Potenzial des Zwischen-DC-Anschlusses 8C beträgt 0 [V] und das Potenzial des unteren DC-Anschlusses 8B beträgt -1000 [V].
  • 7 ist ein Schaltbild, das einen Betriebsmodus des Leistungswandlers gemäß der dritten Ausführungsform darstellt. 7 stellt den Modus dar, in dem die Halbleiterschaltelemente 10A und 10B eingeschaltet sind, die Halbleiterschaltelemente 10C und 10D ausgeschaltet sind und das Potenzial der Last (nicht dargestellt) dem Potenzial des oberen DC-Anschlusses 8A entspricht. Zu diesem Zeitpunkt fließt ein Strom zwischen dem oberen DC-Anschluss 8A und der Last über die Halbleiterschaltelemente 10A und 10B. Somit beträgt das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10A2 des Halbleiterschaltelements 10A +1000 [V], und das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10B2 des Halbleiterschaltelements 10B beträgt auch +1000 [V]. Das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10C2 des Halbleiterschaltelements in 10 beträgt 0 [V], und das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10D2 des Halbleiterschaltelements 10D beträgt -1000 [V].
  • 8 ist ein Schaltbild, das einen Betriebsmodus des Leistungswandlers gemäß der dritten Ausführungsform darstellt, wobei sich der Modus von dem von 7 unterscheidet. 8 stellt den Modus dar, in dem die Halbleiterschaltelemente 10A und 10D ausgeschaltet sind, die Halbleiterschaltelemente 10B und 10C eingeschaltet sind und das Potenzial der Last dem Potenzial des Zwischen-DC-Anschlusses 8C entspricht. Zu diesem Zeitpunkt fließt ein Strom zwischen dem Zwischen-DC-Anschluss 8C und der Last über die Halbleiterschaltelemente 10B und 10C. Somit beträgt das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10A2 des Halbleiterschaltelements 10A0 [V], das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10B2 des Halbleiterschaltelements 10B beträgt 0 [V] und das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10C2 des Halbleiterschaltelements 10C beträgt auch 0 [V]. Andererseits beträgt das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10D2 des Halbleiterschaltelements 10D -1000 [V].
  • 9 ist ein Schaltbild, das einen Betriebsmodus des Leistungswandlers gemäß der dritten Ausführungsform darstellt, wobei sich der Modus von dem jeder der 7 und 8 unterscheidet. 9 stellt den Modus dar, in dem die Halbleiterschaltelemente 10A und 10B ausgeschaltet sind, die Halbleiterschaltelemente 10C und 10D eingeschaltet sind und das Potenzial der Last dem Potenzial des unteren DC-Anschlusses 8B entspricht. Zu diesem Zeitpunkt fließt ein Strom zwischen dem unteren DC-Anschluss 8B und der Last über die Halbleiterschaltelemente 10C und 10D. Somit beträgt das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10A2 des Halbleiterschaltelements 10A 0 [V]. Andererseits beträgt das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10B2 des Halbleiterschaltelements 10B -1000 [V], das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10C2 des Halbleiterschaltelements 10C beträgt -1000 [V], und das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10D2 des Halbleiterschaltelements 10D beträgt auch -1000 [V].
  • Der Schaltvorgang der Halbleiterschaltelemente 10A bis 10D erzeugt eine Stoßspannung, die bekanntermaßen besonders groß ist wenn die folgenden beiden Vorgänge in der dreistufigen Schaltung durchgeführt werden.
  • Ein erster Vorgang bezieht sich auf einen Fall, in dem die Last einen Strom empfängt, nämlich einen Senkenbetrieb durchführt, und ist ein Vorgang, bei dem das Halbleiterschaltelement 10B, das das zweite Leistungshalbleiterschaltelement ist, einen Schaltvorgang durchführt, um ein Schalten des Zustands zwischen dem Zustand in 8 und dem Zustand in 9 zu bewirken. Ein zweiter Vorgang bezieht sich auf einen Fall, in dem die Last einen Strom abführt, nämlich einen Quellenbetrieb durchführt, und ist ein Vorgang, bei dem das Halbleiterschaltelement 10C, das das dritte Leistungshalbleiterschaltelement ist, einen Schaltvorgang durchführt, um ein Schalten des Zustands zwischen dem Zustand in 7 und dem Zustand in 8 zu bewirken. Diese Vorgänge umfassen eine besonders große Änderung des Strompfads und bewirken somit bekanntermaßen die Erzeugung einer besonders großen Stoßspannung.
  • Die Beschreibung legt ihr Augenmerk auf den Vorgang, bei dem das Halbleiterschaltelement 10C, das das dritte Leistungshalbleiterschaltelement ist, einen Schaltvorgang durchführt, um ein Schalten des Zustands zwischen dem Zustand in 7 und dem Zustand in 8 zu bewirken, wenn die Last einen Strom abführt.
  • Bei der in 6 dargestellten Konfiguration wird eine Spannung von 1000 [V], die mit der Kondensatorspannung identisch ist, in den Zuständen der 7 und 8 über die Impedanzelementgruppe 16 angelegt. Der in der dritten Gate-Ansteuerschaltung 12C enthaltene Detektor 12C4 detektiert die Spannung über die Impedanzelementgruppe 16. Die Gate-Ansteuerschaltung 12C kann somit die Spannung zwischen der Gate-Ansteuerschaltung 12C und der Gate-Ansteuerschaltung 14C oder die Kondensatorspannung kennen.
  • Wenn bestimmt wird, dass die Spannung zwischen der dritten Gate-Ansteuerschaltung 12C und der vierten Gate-Ansteuerschaltung 12D niedriger als die Bezugsspannung ist, schaltet die dritte Gate-Ansteuerschaltung 12C die Steuerung auf eine, die die Ansteuergeschwindigkeit zum Ein- und Ausschalten des Halbleiterschaltelements 10C erhöht. Die Erhöhung der Ansteuergeschwindigkeit kann einen Einschaltungs-Schaltverlust und einen Ausschaltungs-Schaltverlust verhindern. Obgleich die zum Zeitpunkt des Schaltens erzeugte Stoßspannung zunimmt, ist die Kondensatorspannung sehr niedrig, so dass keine übermäßige Spannung an die Bauteile innerhalb der Leistungswandlerhauptschaltung 10 angelegt wird.
  • Wenn andererseits bestimmt wird, dass die Spannung zwischen der dritten Gate-Ansteuerschaltung 12C und der vierten Gate-Ansteuerschaltung 12D höher als die Bezugsspannung ist, schaltet die dritte Gate-Ansteuerschaltung 12C die Steuerung auf eine, die die Ansteuergeschwindigkeit zum Ein- und Ausschalten des Halbleiterschaltelements 10C reduziert. Obgleich die Kondensatorspannung hoch ist, reduziert die Abnahme der Ansteuergeschwindigkeit die zum Zeitpunkt des Ein- und Ausschaltens erzeugte Stoßspannung, damit ein Anlegen einer übermäßigen Spannung an die Bauteile innerhalb der Leistungswandlerhauptschaltung 10 verhindert werden kann.
  • 10 ist ein Schaltbild, das die Konfiguration eines Hauptteils des Leistungswandlers gemäß der dritten Ausführungsform darstellt, wobei sich die Konfiguration von der von 6 unterscheidet. Die in 10 dargestellte Konfiguration ist dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanzelementgruppe 16 zwischen der Gate-Ansteuerschaltung 12A, die die erste Gate-Ansteuerschaltung ist, und der Gate-Ansteuerschaltung 12B, die die zweite Gate-Ansteuerschaltung ist, verbunden ist und dass die Gate-Ansteuerschaltung 12B, die die zweite Gate-Ansteuerschaltung ist, den Detektor 12B4 und den Speicher 12B5 aufweist. Es sei darauf hingewiesen, dass der Speicher 12B5 weggelassen werden kann.
  • Als Nächstes wird die Funktionsweise des Hauptteils des in 10 dargestellten Leistungswandlers beschrieben, während das Augenmerk auf die Funktionsweise des Halbleiterschaltelements 12B, das das zweite Leistungshalbleiterschaltelement ist, wenn die Last einen Strom empfängt oder einen Senkenbetrieb durchführt, gelegt wird. In Bezug auf die Zeichnungen wird auf die 8 und 9 verwiesen.
  • In dem in 9 dargestellten Zustand wird eine Spannung von 1000 [V], die mit der Kondensatorspannung identisch ist, an die Impedanzelementgruppe 16 angelegt. Der in der Gate-Ansteuerschaltung 12B enthaltene Detektor 12B4 bestimmt das Ausmaß der Beziehung zwischen der Spannung über die Impedanzelementgruppe 16, die die Kondensatorspannungsinformationen darstellt, und der Bezugsspannung und überträgt das Ergebnis der Bestimmung zum Speicher 12A5. Der Speicher 12A5 speichert die Bestimmungsinformationen darüber, ob die Kondensatorspannung niedriger oder höher als die Bezugsspannung ist.
  • Der Speicher 12B5 wirkt als Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12B3, die die Ansteuergeschwindigkeit des Halbleiterschaltelements 10B basierend auf den im Speicher 12B5 gespeicherten Bestimmungsinformationen ändert.
  • Wenn der Detektor 12B4 bestimmt, dass die Spannung von der Impedanzelementgruppe 6 niedriger als die Bezugsspannung ist, wird das Ergebnis der Bestimmung im Speicher 12B5 gespeichert.
  • Die Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12B3 schaltet die Steuerung basierend darauf, dass die bestimmten Informationen niedriger als die Bezugsspannung und im Speicher 12B5 gespeichert sind, auf eine, die die Ansteuergeschwindigkeit des Halbleiterschaltelements 10B erhöht. Diese Steuerung verhindert einen Schaltverlust des Halbleiterschaltelements 10B. Es sei darauf hingewiesen, dass die obige Steuerung zwar die zum Zeitpunkt des Schaltens erzeugte Stoßspannung erhöht, die Kondensatorspannung aber niedrig ist, so dass keine übermäßige Spannung an die Bauteile innerhalb der Leistungswandlerhauptschaltung 10 angelegt wird.
  • Wenn der Detektor 12B4 andererseits bestimmt, dass die Spannung von der Impedanzelementgruppe 16 höher als die Bezugsspannung ist, wird das Ergebnis der Bestimmung im Speicher 12B5 gespeichert. Im Speicher 12B5 gespeicherte Informationen werden mit einem neuen Ergebnis der Bestimmung überschrieben. Das heißt, das letzte Ergebnis der Bestimmung wird im Speicher 12B5 gespeichert.
  • Die Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12A3 schaltet basierend darauf, dass die bestimmten Informationen höher als die Bezugsspannung und im Speicher 12B5 gespeichert sind, die Steuerung auf eine, die die Ansteuergeschwindigkeit des Halbleiterschaltelements 10B reduziert. Obgleich die Kondensatorspannung hoch ist, reduziert diese Steuerung die zum Zeitpunkt des Schaltens erzeugte Stoßspannung, um ein Anlegen einer übermäßigen Spannung an Bauteile innerhalb der Leistungswandlerhauptschaltung 10 verhindern zu können.
  • 11 ist ein Schaltbild, das die Konfiguration eines Hauptteils des Leistungswandlers gemäß der dritten Ausführungsform darstellt, wobei sich die Konfiguration von der jeder der 6 und 10 unterscheidet. Die in 11 dargestellte Konfiguration ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Impedanzelementgruppe 18 zwischen der Gate-Ansteuerschaltung 12A, die die erste Gate-Ansteuerschaltung ist, und der Gate-Ansteuerschaltung 12D, die die vierte Gate-Ansteuerschaltung ist, verbunden ist, die Gate-Ansteuerschaltung 12A, die die erste Gate-Ansteuerschaltung ist, den Detektor 12A4 aufweist und die Gate-Ansteuerschaltung 12D, die die vierte Gate-Ansteuerschaltung ist, einen Detektor 12D4 aufweist. Es darauf hingewiesen, dass wie in 10 auch ein Speicher enthalten sein kann.
  • Bei der in 11 dargestellten Konfiguration wird eine Spannung von 2000 [V], die der Spannung der beiden Kondensatoren 6A und 6B entspricht, in dem Zustand von 7 über die Impedanzelementgruppe 18 angelegt. Aus diesem Grund weist die Impedanzelementgruppe 18 bei der in 11 dargestellten Konfiguration doppelt so viele Impedanzelemente wie in dem Fall von 6 auf oder weist zehn Impedanzelemente 18e1 bis 18e10 auf. Es sei darauf hingewiesen, dass in dem in jeder der 8 und 9 dargestellten Zustand eine Spannung von 1000 [V], die der Spannung eines Kondensators entspricht, angelegt wird.
  • Die in den Gate-Ansteuerschaltungen 12A und 12D enthaltenen Detektoren 12A4 bzw. 12D4 können basierend auf der Spannungsinformations- oder Strominformationsausgabe von der Impedanzelementgruppe 18 die Kondensatorspannung kennen. Die in der Gate-Ansteuerschaltung 12A vorgesehene Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12A3 führt die Ansteuerung zum Schalten oder Ändern der Ansteuergeschwindigkeit des Halbleiterschaltelements 10A durch, und eine in der Gate-Ansteuerschaltung 12D vorgesehene Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12D3 führt die Ansteuerung zum Schalten oder Ändern der Ansteuergeschwindigkeit des Halbleiterschaltelements 10D durch.
  • Wenn bestimmt wird, dass die Kondensatorspannung niedrig ist, schaltet die Gate-Ansteuerschaltung 12A die Steuerung auf eine, die die Ansteuergeschwindigkeit zum Ein- und Ausschalten des Halbleiterschaltelements 10A erhöht. Analog dazu schaltet die Gate-Ansteuerschaltung 12D, wenn bestimmt wird, dass die Kondensatorspannung niedrig ist, die Steuerung auf eine, die die Ansteuergeschwindigkeit zum Ein- und Ausschalten des Halbleiterschaltelements 10D erhöht. Die Erhöhung der Ansteuergeschwindigkeit kann einen Einschaltungs-verlust und einen Abschaltungs-Verlust verhindern. Es sei darauf hingewiesen, dass, obgleich die obige Steuerung die zum Zeitpunkt des Schaltens erzeugte Stoßspannung erhöht, die Kondensatorspannung niedrig ist, so dass keine übermäßige Spannung an die Bauteile innerhalb der Leistungswandlerhauptschaltung 10 angelegt wird.
  • Wie oben beschrieben, beschreibt die dritte Ausführungsform die in den 6, 10 und 11 dargestellte Konfiguration, in der ein Paar Gate-Ansteuerschaltungen aus den mehreren Gate-Ansteuerschaltungen ausgewählt wird, und die beiden Gate-Ansteuerschaltungen des Paars durch die Impedanzelementgruppe 16 oder 18 verbunden werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konfigurationen beschränkt. Es können mehrere Paare aus zwei Gate-Ansteuerschaltungen aus den mehreren Gate-Ansteuerschaltungen ausgewählt werden, und die beiden Gate-Ansteuerschaltungen jedes Paars können durch die Impedanzelementgruppe verbunden werden. Zum Beispiel kann die in 12 dargestellte Konfiguration verwendet werden. Die in 12 dargestellte Konfiguration ist eine Kombination aus den Konfigurationen in den 6, 10 und 11, in denen eine Impedanzelementgruppe 16A, die die Impedanzelemente 16e1 bis 16e5 aufweist, zwischen den Gate-Ansteuerschaltungen 12A und 12B angeordnet ist, eine Impedanzelementgruppe 16B, die die Impedanzelemente 16e6 bis 16e10 aufweist, zwischen den Gate-Ansteuerschaltungen 12C und 12D angeordnet ist, und die Impedanzelementgruppe 18, die die Impedanzelemente 18e1 bis 18e10 aufweist, zwischen den Gate-Ansteuerschaltungen 12A und 12D angeordnet ist.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass, wie zum Beispiel anhand der Konfiguration von 10 ersichtlich, die Impedanzelementgruppe 16 in der Nähe der Gate-Ansteuerschaltungen 12A und 12B angeordnet sein kann. Dies kann einen Pfad, nämlich elektrische Verdrahtung, durch den die Spannungsinformationen oder Strominformationen von der Impedanzelementgruppe 16 zu den Gate-Ansteuerschaltungen 12A und 12B übertragen werden, verkürzen, wodurch verhindert wird, dass die elektrische Verdrahtung durch Rauschen überlagert wird. Infolgedessen wird eine Wirkung erzielt, bei der die Gate-Ansteuerschaltungen 12A und 12B das Verfahren zum Ansteuern der Halbleiterschaltelemente 10A und 10B durch Verwendung genauer Spannungsinformationen oder genauer Strominformationen von der Impedanzelementgruppe 16 mit hoher Genauigkeit ändern können.
  • Vierte Ausführungsform
  • 13 ist ein Schaltbild, das die Konfiguration eines Hauptteils eines Leistungswandlers gemäß einer vierten Ausführungsform darstellt. Als die Konfiguration des Hauptteils des Leistungswandlers gemäß der vierten Ausführungsform stellt 13 die anzusteuernde Last 2; die die Last 2 ansteuernde Leistungswandlerhauptschaltung 10; die Gate-Ansteuerschaltungen 12UA, 12UB, 12VA und 12VB, die Peripherieschaltungen sind, die die Leistungswandlerhauptschaltung 10 steuern; die die Kondensatorspannungsinformationen ausgebende Impedanzelementgruppe 16 und den Kondensator 6, der eine Energieversorgungsquelle für die Leistungswandlerhauptschaltung 10 ist und DC-Leistung speichert, dar.
  • Die Leistungswandlerhauptschaltung 10 der vierten Ausführungsform ist dahingehend konfiguriert, ein Halbleiterschaltelement 10UA als ein erstes Leistungshalbleiterschaltelement der U-Phase, das mit der Hochpotenzialseite des DC-Busses 7A verbunden ist; ein Halbleiterschaltelement 10UB als ein zweites Halbleiterschaltelement der U-Phase, das auf der Niederpotenzialseite mit dem DC-Bus 7B verbunden ist; ein Halbleiterschaltelement 10VA als ein erstes Halbleiterschaltelement der V-Phase, das auf der Hochpotenzialseite mit dem DC-Bus 7A verbunden ist; und ein Halbleiterschaltelement 10VB als ein zweites Halbleiterschaltelement der V-Phase, das auf der Niederpotenzialseite mit dem DC-Bus 7B verbunden ist, zu enthalten. Die Halbleiterschaltelemente 10UA und 10UB sind in Reihe geschaltet, und ein Ende der Last 2 ist mit einem Ausgangsanschluss 5U, der der elektrische Anschlusspunkt der Elemente ist, verbunden. Die Halbleiterschaltelemente 10VA und 10VB sind in Reihe geschaltet, und ein anderes Ende der Last 2 ist mit einem Ausgangsanschluss 5V, der der elektrische Anschlusspunkt der Elemente ist, verbunden. Die Leistungswandlerhauptschaltung 10 bildet somit einen einphasigen Wechselrichter, bei dem die Halbleiterschaltelemente 10UA und 10UB der U-Phase und die Halbleiterschaltelemente 10VA und 10VB der V-Phase in Brückenschaltung stehen.
  • Das Halbleiterschaltelement 10UA ist mit einem ersten Hauptanschluss 10UA1, einem zweiten Hauptanschluss 10UA2, einem ersten Signaleingangsanschluss 10UA3 und einem zweiten Signaleingangsanschluss 10UA4 versehen, während das Halbleiterschaltelement 10UB mit einem ersten Hauptanschluss 10UB1, einem zweiten Hauptanschluss 10UB2, einem ersten Signaleingangsanschluss 10UB3 und einem zweiten Signaleingangsanschluss 10UB4 versehen ist. Analog dazu ist das Halbleiterschaltelement 10VA mit einem ersten Hauptanschluss 10VA1, einem zweiten Hauptanschluss 10VA2, einem ersten Signaleingangsanschluss 10VA3 und einem zweiten Signaleingangsanschluss 10VA4 versehen, während das Halbleiterschaltelement 10VB mit einem ersten Hauptanschluss 10VB1, einem zweiten Hauptanschluss 10VB2, einem ersten Signaleingangsanschluss 10VB3 und einem zweiten Signaleingangsanschluss 10VB4 versehen ist.
  • Bei der in die oben beschriebenen Leistungswandlerhauptschaltung 10 ist der erste Hauptanschluss 10UA1 des Halbleiterschaltelements 10UA mit dem DC-Bus 7A versehen, und der zweite Hauptanschluss 10UB2 des Halbleiterschaltelements 12UB ist mit dem DC-Bus 7B versehen. Wenn der erste Hauptanschluss 10VA1 des Halbleiterschaltelements 10VA mit dem DC-Bus 7A verbunden ist, ist analog dazu der zweite Hauptanschluss 10VB2 des Halbleiterschaltelements 10VB mit dem DC-Bus 7B verbunden.
  • Der DC-Bus 7A ist mit dem oberen DC-Anschluss 8A des Kondensators 6 verbunden, und der DC-Bus 7B ist mit dem unteren DC-Anschluss 8B des Kondensators 6 verbunden. Das heißt, die Spannung des Kondensators 6 wird zwischen den DC-Bussen 7A und 7B angelegt.
  • Bei der wie oben beschrieben verbundenen Leistungswandlerhauptschaltung 10 wird das Potenzial des DC-Busses 7A an die Last 2 angelegt, wenn das Halbleiterschaltelement 10UA oder 10VA leitend wird, und das Potenzial des DC-Busses 7B wird an die Last 2 angelegt, wenn das Halbleiterschaltelement 10VB oder 10VB leitend wird. Die Leistungswandlerhauptschaltung 10 gibt somit zwei Arten von Potenzialen aus, das heißt, das Potenzial des DC-Busses 7A oder das Potenzial des DC-Busses 7B, wodurch sie als eine zweistufige, einphasige Wechselrichterschaltung betrieben wird.
  • Jedes der Halbleiterschaltelemente 10UA, 10UB, 10VA und 10VB ist aus einem Transistorelement und einem Diodenelement, die parallel geschaltet sind, gebildet. Es sei darauf hingewiesen, dass die Verbindung des Diodenelements in jedem der Schaltelemente in Abhängigkeit von der Charakteristik der Last, wie zum Beispiel, wenn die Last eine ohmsche Last ist, weggelassen werden kann.
  • Obgleich 13 einen MOSFET als das Transistorelement darstellt, ist das Transistorelement nicht auf den MOSFET beschränkt, kann aber jegliches Bauelement sein, das einen Zustand zwischen einem niederohmigen Zustand und einem hochohmigen Zustand durch Verwendung eines elektrischen Signals schalten kann. Zum Beispiel können ein IGBT oder ein Bipolartransistor als das drittes Element verwendet werden. Des Weiteren kann ein Halbleiter mit großer Bandlücke, wie zum Beispiel SiC, GaN oder Diamant, zusätzlich zu Si verwendet werden, das weithin als ein Material des Transistorelements und des Diodenelements verwendet werden kann, die die Halbleiterschaltelemente 10UA, 10UB, 10VA und 10VB bilden.
  • Die Gate-Ansteuerschaltung 12UA ist eine erste Gate-Ansteuerschaltung der U-Phase, die das Halbleiterschaltelement 10UA, das heißt, das erste Leistungshalbleiterschaltelement der U-Phase, ansteuert, und die Gate-Ansteuerschaltung 12UB ist eine zweite Gate-Ansteuerschaltung der U-Phase, die das Halbleiterschaltelement 10UB, das heißt, das zweite Leistungshalbleiterschaltelement der U-Phase, ansteuert. Die Gate-Ansteuerschaltung 12VA ist eine erste Gate-Ansteuerschaltung der V-Phase, die das Halbleiterschaltelement 10VA, das heißt das erste Leistungshalbleiterschaltelement der V-Phase, ansteuert, und die Gate-Ansteuerschaltung 12VB ist eine zweite Gate-Ansteuerschaltung der V-Phase, die das Halbleiterschaltelement 10VB, das heißt das zweite Leistungshalbleiterschaltelement der V-Phase, ansteuert.
  • Hier ist von den in 13 dargestellten Gate-Ansteuerschaltungen 12UA, 12UB, 12VA und 12VB die Konfiguration der Gate-Ansteuerschaltung 12UA mit der in 1 dargestellten Konfiguration der Gate-Ansteuerschaltung 12A gemäß der ersten Ausführungsform identisch oder äquivalent. Andererseits ist bei der Konfiguration jeder der Gate-Ansteuerschaltungen 12UB, 12VA und 12VB ein Detektor 12UA4 von der Konfiguration der Gate-Ansteuerschaltung 12UA weggelassen und ist mit der in 4 dargestellten Konfiguration der Gate-Ansteuerschaltung 12B identisch oder äquivalent. Es sei darauf hingewiesen, dass in 13 die Darstellung von Bauteilen, die den Isolierschaltungen 14A und 14B und der Schaltsignalerzeugungsschaltung 18, die in 1 dargestellt sind, entsprechen, weggelassen ist.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass eine Betriebsenergieversorgung zum Betreiben des Detektors 12UA4 auch als eine Energieversorgung zum Ansteuern der Gate-Ansteuerschaltung verwendet werden kann. Eine eigens vorgesehene Energieversorgung zum Betreiben des Detektors 12UA4 muss nicht vorgesehen werden, wenn die Energieversorgung dafür auch als Energieversorgung zum Ansteuern der Gate-Ansteuerschaltung verwendet wird.
  • Bei der dritten Ausführungsform ist die Impedanzelementgruppe 16 zwischen der Gate-Ansteuerschaltung 12UA, die die erste Gate-Ansteuerschaltung der U-Phase ist, und der Gate-Ansteuerschaltung 12VA, die die erste Gate-Ansteuerschaltung der V-Phase ist, verbunden. Das heißt, 13 stellt ein Beispiel dar, in dem die Impedanzelementgruppe 16 zwischen den Gate-Ansteuerschaltungen 12UA und 12VA, die zu verschiedenen Phasen gehören, angeordnet ist.
  • Der zweite Hauptanschluss 10UA2 und der zweite Signaleingangsanschluss 10UA4 des Halbleiterschaltelements 10UA weisen das gleiche Potenzial auf. Obgleich in 13 nicht dargestellt, sind das zweite Signaleingangsanschluss 10UA4 des Halbleiterschaltelements 10UA und ein Ende der Impedanzelementgruppe 16 mit dem Anschlusspunkt der in Reihe geschalteten Kondensatoren (siehe die Kondensatoren 12A5a und 12A5b in der Gate-Ansteuerschaltung 12A in 1) verbunden und weisen somit das gleiche Potenzial auf. Dies gilt auch für das Halbleiterschaltelement 10VA. Demgemäß stellt die in der Impedanzelementgruppe 16 erzeugte Spannung oder der dort hindurchfließende Strom eine Potenzialdifferenz zwischen dem zweiten Hauptanschluss 10UA2 des Halbleiterschaltelements 10UA und dem zweiten Hauptanschluss 10VA2 des Halbleiterschaltelements 10VA dar. Die Gate-Ansteuerschaltungen 12UA und 12VA können somit die Potenzialdifferenz zwischen dem zweiten Hauptanschluss 10UA2 des Halbleiterschaltelements 10UA und dem zweiten Hauptanschluss 10VA2 des Halbleiterschaltelements 10VA durch Detektieren der Spannung oder des Stroms über die Impedanzelementgruppe 16 kennen.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass, wie anhand der Konfiguration in 13 ersichtlich ist, die Impedanzelementgruppe 16 in der Nähe der Gate-Ansteuerschaltungen 12UA und 12VA angeordnet sein kann. Dadurch kann ein Pfad, nämlich elektrische Verdrahtung, durch den die Spannungsinformationen oder Strominformationen von der Impedanzelementgruppe 16 zu den Gate-Ansteuerschaltungen 12UA und 12UB übertragen werden, verkürzt werden, wodurch ein Überlagern der elektrischen Verdrahtung durch Rauschen verhindert wird. Infolgedessen wird eine Wirkung erzielt, bei der die Gate-Ansteuerschaltungen 12UA und 12VA das Verfahren zum Ansteuern der Halbleiterschaltelemente 10UA oder 10VA durch Verwendung genauer Spannungsinformationen oder genauer Strominformationen von der Impedanzelementgruppe 16 mit hoher Genauigkeit ändern können.
  • Als Nächstes wird der Betrieb des Leistungswandlers gemäß der vierten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 13 bis 17, wie angemessen, beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass der Betrieb der Gate-Ansteuerschaltung unter Bezugnahme auf die Gate-Ansteuerschaltung 12UA beschrieben wird, die eine Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12UA3 und den Detektor 12UA4 aufweist. In der Beschreibung wird angenommen, dass die in dem Kondensator 6 gespeicherte Spannung 1000 [V] beträgt und dass der negative Anschluss des Kondensators 6 als das Bezugspotenzial gesetzt ist. Das heißt, das Potenzial am negativen Anschluss des Kondensators 6 beträgt 0 [V].
  • 14 ist ein Schaltbild, das einen Betriebsmodus des Leistungswandlers gemäß der vierten Ausführungsform darstellt. 14 stellt den Modus dar, in dem die Halbleiterschaltelemente 10UA und 10VA eingeschaltet sind, die Halbleiterschaltelemente 10UB und 10VB ausgeschaltet sind, das Potenzial des Ausgangsanschlusses 5U, mit dem das eine Ende der Last 2 verbunden ist, dem Potenzial des oberen DC-Anschlusses 8A entspricht und das Potenzial des Ausgangsanschlusses 5V, mit dem das andere Ende der Last 2 verbunden ist, auch dem Potenzial des oberen DC-Anschlusses 8A entspricht. Somit beträgt das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10UA2 des Halbleiterschaltelements 10UA +1000 [V], und das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10VA2 des Halbleiterschaltelements 10VA beträgt auch +1000 [V]. Das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10UB2 des Halbleiterschaltelements 10UB beträgt 0 [V], und das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10VB2 des Halbleiterschaltelements 10VB beträgt auch 0 [V].
  • 15 ist ein Schaltbild, das einen Betriebsmodus des Leistungswandlers gemäß der vierten Ausführungsform darstellt, wobei sich der Modus von dem von 14 unterscheidet. 15 stellt den Modus dar, in dem die Halbleiterschaltelemente 10UA und 10VA ausgeschaltet sind, die Halbleiterschaltelemente 10UB und 10VB eingeschaltet sind, das Potenzial des Ausgangsanschlusses 5U dem Potenzial des unteren DC-Anschlusses 8B entspricht und das Potenzial des Ausgangsanschlusses 5V auch dem Potenzial des unteren DC-Anschlusses 8B entspricht. Somit beträgt das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10UA2 des Halbleiterschaltelements 10UA 0 [V], und das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10VA2 des Halbleiterschaltelements 10VA beträgt auch 0 [V]. Das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10UB2 des Halbleiterschaltelements 10UB beträgt 0 [V], und das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10VB2 des Halbleiterschaltelements 10VB beträgt auch 0 [V].
  • 16 ist ein Schaltbild, das einen Betriebsmodus des Leistungswandlers gemäß der vierten Ausführungsform darstellt, wobei sich der Modus von dem jeder der 14 und 15 unterscheidet. 16 stellt den Modus dar, in dem die Halbleiterschaltelemente 10UA und 10VB eingeschaltet sind, die Halbleiterschaltelemente 10UB und 10VA ausgeschaltet sind, das Potenzial des Ausgangsanschlusses 5U dem Potenzial des oberen DC-Anschlusses 8A entspricht und das Potenzial des Ausgangsanschlusses 5V dem Potenzial des unteren DC-Anschlusses 8B entspricht. Somit beträgt das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10UA2 des Halbleiterschaltelements 10UA +1000 [V], und das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10VA2 des Halbleiterschaltelements 10VA beträgt 0 [V]. Das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10UB2 des Halbleiterschaltelements 10UB beträgt 0 [V], und das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10VB2 des Halbleiterschaltelements 10VB beträgt auch 0 [V].
  • 17 ist ein Schaltbild, das einen Betriebsmodus des Leistungswandlers gemäß der vierten Ausführungsform darstellt, wobei sich der Modus von dem jeder der 14 bis 16 unterscheidet. 17 stellt den Modus dar, in dem die Halbleiterschaltelemente 10UA und 10VB ausgeschaltet sind, die Halbleiterschaltelemente 10UB und 10VA eingeschaltet sind, das Potenzial des Ausgangsanschlusses 5U dem Potenzial des unteren DC-Anschlusses 8B entspricht und das Potenzial des Ausgangsanschlusses 5V dem Potenzial des oberen DC-Anschlusses 8A entspricht. Somit beträgt das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10UA2 des Halbleiterschaltelements 10UA 0 [V], und das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10VA2 des Halbleiterschaltelements 10VA beträgt +1000 [V]. Das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10UB2 des Halbleiterschaltelements 10UB beträgt 0 [V], und das Potenzial am zweiten Hauptanschluss 10VB2 des Halbleiterschaltelements 10VB beträgt auch 0 [V].
  • In dem in jeder der 16 und 17 dargestellten Zustand wird eine Spannung von 1000 [V], die der Kondensatorspannung entspricht, an die Impedanzelementgruppe 16 angelegt. Der in der Gate-Ansteuerschaltung 12UA enthaltene Detektor 12UA4 bestimmt das Ausmaß der Beziehung zwischen der Spannung über die Impedanzelementgruppe 16, die die Kondensatorspannungsinformationen darstellt, und der Bezugsspannung und überträgt das Ergebnis der Bestimmung zu der Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12UA3. Die Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12UA3 kann basierend auf dem Ergebnis der Bestimmung bestimmen, ob die Kondensatorspannung niedriger oder höher als die Bezugsspannung ist.
  • Wenn bestimmt wird, dass die Kondensatorspannung niedriger als die Bezugsspannung ist, schaltet die Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12UA3 die Steuerung auf eine, die die Ansteuerungsgeschwindigkeit des Halbleiterschaltelements 10UA erhöht. Diese Steuerung verhindert einen Schaltverlust des Halbleiterschaltelements 10UA. Es sei darauf hingewiesen, dass obgleich die obige Steuerung die zum Zeitpunkt des Schaltens erzeugte Stoßspannung erhöht, die Kondensatorspannung niedrig ist, so dass keine übermäßige Spannung an die Bauteile innerhalb der Leistungsumwandlungsschaltung 10 angelegt wird. Somit erfolgt der Übergang zwischen dem Zustand von 16 und dem Zustand von 15 und zwischen dem Zustand von 17 und dem Zustand von 14.
  • Wenn andererseits bestimmt wird, dass die Kondensatorspannung höher als die Bezugsspannung ist, schaltet die Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12UA3 die Steuerung auf eine, die die Ansteuergeschwindigkeit des Halbleiterschaltelements 10UA reduziert. Obgleich die Kondensatorspannung hoch ist, reduziert diese Steuerung die zum Zeitpunkt des Schaltens erzeugte Stoßspannung, damit ein Anlegen einer übermäßigen Spannung an die Bauteile innerhalb der Leistungswandlerhauptschaltung 10 verhindert werden kann.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass in der Gate-Ansteuerschaltung wie bei der in 5 dargestellten zweiten Ausführungsform ein Speicher vorgesehen sein kann. 18 ist ein Schaltbild, das die Konfiguration eines Hauptteils des Leistungswandlers gemäß der vierten Ausführungsform darstellt, wobei sich die Konfiguration von der von 13 unterscheidet und einen Speicher 12UA5 in der Gate-Ansteuerschaltung 12UA aufweist.
  • In dem in jeder der 16 und 17 dargestellten Zustand wird eine Spannung von 1000 [V], die mit der Kondensatorspannung identisch ist, an die Impedanzelementgruppe 16 angelegt. Der Detektor 12UA4 bestimmt das Ausmaß der Beziehung zwischen der Spannung über die Impedanzelementgruppe 16 und der Bezugsspannung. Wenn der Detektor 12UA4 bestimmt, dass die Spannung von der Impedanzelementgruppe niedriger als die Bezugsspannung ist, wird das Ergebnis der Bestimmung im Speicher 12UA5 gespeichert.
  • Die Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12UA3 schaltet die Steuerung basierend darauf, dass die bestimmten Informationen niedriger als die Bezugsspannung und im Speicher 12UA5 gespeichert sind, auf eine, die die Ansteuergeschwindigkeit des Halbleiterschaltelements 10UA erhöht. Diese Steuerung verhindert einen Schaltverlust des Halbleiterschaltelements 10UA. Es sei darauf hingewiesen, dass die obige Steuerung zwar die zum Zeitpunkt des Schaltens erzeugte Stoßspannung erhöht, die Kondensatorspannung aber niedrig ist, so dass keine übermäßige Spannung an die Bauteile innerhalb der Leistungswandlerhauptschaltung 10 angelegt wird. Somit ist der Übergang zwischen dem Zustand von 16 und den Zustand von 15 und zwischen dem Zustand von 17 und dem Zustand von 14 erfolgt.
  • Wenn der Detektor 12UA4 andererseits bestimmt, dass die Spannung von der Impedanzelementgruppe 16 höher als die Bezugsspannung ist, wird das Ergebnis der Bestimmung im Speicher 12UA5 gespeichert. Im Speicher 12UA5 gespeicherte Informationen werden mit einem neuen Ergebnis der Bestimmung überschrieben. Das heißt, das letzte Ergebnis der Bestimmung wird im Speicher 12UA5 gespeichert.
  • Die Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12UA3 schaltet basierend darauf, dass die bestimmten Informationen höher als die Bezugsspannung und im Speicher 12A5 gespeichert sind, die Steuerung auf eine, die die Ansteuergeschwindigkeit des Halbleiterschaltelements 10UA reduziert. Obgleich die Kondensatorspannung hoch ist, reduziert diese Steuerung die zum Zeitpunkt des Schaltens erzeugte Stoßspannung, um ein Anlegen einer übermäßigen Spannung an Bauteile innerhalb der Leistungswandlerhauptschaltung 10 verhindern zu können.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass, obgleich 13 die Konfiguration darstellt, bei der der Detektor 12UA4 nur in der Gate-Ansteuerschaltung 12UA, die die erste Gate-Ansteuerschaltung der U-Phase ist, vorgesehen ist, der Detektor auch in der Gate-Ansteuerschaltung 12VA, die die erste Gate-Ansteuerschaltung der V-Phase ist, vorgesehen sein kann. Diese Konfiguration gestattet der Gate-Ansteuerschaltung 12VA, das Verfahren des Ansteuerns des Halbleiterschaltelements 10VA, das das erste Leistungshalbleiterschaltelement der V-Phase ist, basierend auf der Ausgabe des Detektors zu ändern. Er sei darauf hingewiesen, dass auch bei dieser Konfiguration wie in 18 ein Speicher in der Gate-Ansteuerschaltung 12VA vorgesehen sein kann, wodurch eine ähnliche Wirkung wie die der zweiten und dritten Ausführungsform erzielt werden kann.
  • 19 ist ein Schaltbild, das die Konfiguration eines Hauptteils des Leistungswandlers gemäß der vierten Ausführungsform darstellt, wobei sich die Konfiguration von jeder der 13 und 18 unterscheidet. Die Charakteristik der in 19 dargestellten Konfiguration besteht darin, dass zwei Impedanzelementgruppen 16U und 16V als Impedanzelementgruppen enthalten sind, die erste Impedanzelementgruppe 16U zwischen der Gate-Ansteuerschaltung 12UA, die die erste Gate-Ansteuerschaltung der U-Phase ist, und der Gate-Ansteuerschaltung 12UB, die die zweite Gate-Ansteuerschaltung der U-Phase ist, verbunden ist, die zweite Impedanzelementgruppe 16V zwischen der Gate-Ansteuerschaltung 12VA, die die erste Gate-Ansteuerschaltung der V-Phase ist, und der Gate-Ansteuerschaltung 12UB, die die zweite Gate-Ansteuerschaltung der U-Phase ist, verbunden ist und die Gate-Ansteuerschaltung 12UB mit einem ersten Detektor 12UB4a, der eine Spannung oder einen Strom über die erste Impedanzelementgruppe 16U detektiert, und einem zweiten Detektor 12UB4b, der eine Spannung oder einen Strom über die zweite Impedanzelementgruppe 16V detektiert, versehen ist.
  • Der erste Detektor 12UB4a, der in der Gate-Ansteuerschaltung 12UB vorgesehen ist, kann Kondensatorspannungsinformationen, die aus den von der ersten Impedanzelementgruppe 16U ausgegebenen Spannungsinformationen oder Strominformationen erhalten werden, zu einer Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12UB3 übertragen. Der zweite Detektor 12UB4b, der in der Gate-Ansteuerschaltung 12UB vorgesehen ist, kann Kondensatorspannungsinformationen, die aus den von der zweiten Impedanzelementgruppe 16V ausgegebenen Spannungsinformationen oder Strominformationen erhalten werden, zu der Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12UB3 übertragen.
  • Basierend auf den Kondensatorspannungsinformationen kann die Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit 12UB3 eine Steuerung zum Schalten oder Ändern der Ansteuergeschwindigkeit des Halbleiterschaltelements 10UB durchführen. Es sei darauf hingewiesen, dass die Steuerung zum Schalten der Ansteuergeschwindigkeit wie oben beschrieben ist und somit nicht im Einzelnen beschrieben wird.
  • Gemäß der in 19 dargestellten Konfiguration des Leistungswandlers verstärkt sich die Gelegenheit des Erhalts der Kondensatorspannungsinformationen in dem Schaltzyklus, in dem die Halbleiterschaltelemente 10UA, 10UB, 10Va und 10VB, die die Leistungswandlerhauptschaltung 10 bilden, ein- oder ausgeschaltet werden, wodurch eine Wirkung erzielt wird, bei der das Verfahren des Ansteuerns des Halbleiterschaltelements 10UB mit einer höheren Genauigkeit als bei den in den ersten bis dritten Ausführungsformen beschriebenen Konfigurationen geändert werden kann.
  • Die bei den oben genannten Ausführungsformen dargestellten Konfigurationen stellen lediglich Beispiele für den Inhalt der vorliegenden Erfindung dar und können somit mit einer anderen bekannten Technik kombiniert oder teilweise weggelassen und/oder modifiziert werden, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Bezugszeichenliste
  • 2 Last; 5U, 5V Ausgangsanschluss 6, 6A, 6B Kondensator; 7A, 7B, DC-Buses; 8A oberer DC-Anschluss; 8B unterer DC-Anschluss; 8C Zwischen-DC-Anschluss; 10 Leistungswandler Hauptschaltung; 10A1, 10B1, 10C1, 10D1, 10UA1, 10UB1, 10VA1, 10VB1 erster Hauptanschluss; 10A2, 10B2, 10C2, 10D12, 10UA2, 10UB2, 10VA2, 10VB2 zweiter Hauptanschluss; 10A3, 10B3, 10C3, 10D3, 10UA3, 10UB3, 10VA3 erster Signaleingangsanschluss; 10A4, 10B4, 10C4, 10D4, 10UA4, 10UB4, 10VA4, 10VB4 zweiter Signaleingangsanschluss; 10A, 10B, 10C, 10D, 10UA, 10UB, 10VA, 10VB Halbleiterschaltelement; 11A, 11B Klemmdiode; 12A1a erster Einschalttransistor; 12A1b erster Ausschalttransistor; 12A1c zweiter Einschalttransistor; 12A1d zweiter Ausschalttransistor; 12A, 12B, 12C, 12D, 12UA, 12UB, 12VA, 12VB Gate-Ansteuerschaltung; 12A2a, 12A2b, 12A2c, 12A2d Gate-Widerstand; 12A5a, 12A5b, 12B5a, 12B5b Kondensator; 12A4a Komparator; 12A3, 12B3, 12C3, 12D3, 12UA3, 12UB3 Schaltgeschwindigkeitsänderungseinheit; 12A5, 12B5, 12UA5 Speicher; 12A4, 12B4, 12C4, 12D4, 12UA4, 12UB4a, 12UB4b Detektor; 12A4b, 12A4c Widerstandselement; 14A, 14B Isolierschaltung; 14A1 Leuchtdiode; 14A2 Fototransistor; 16, 16A, 16B, 16U, 16V, 18 Impedanzelementgruppe; 16e1 bis 16e10, 18e1 bis 18e10 Impedanzelementgruppe; 20 Schaltsignalerzeugungseinheit.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP H923664 [0005]
    • JP H6291631 [0005]

Claims (10)

  1. Leistungswandler, aufweisend: eine Leistungswandlerhauptschaltung, die zwei oder mehr Halbleiterschaltelemente aufweist; Gate-Ansteuerschaltungen, die jeweils ein entsprechendes der Halbleiterschaltelemente ansteuern; und ein oder mehrere Impedanzelemente, die zwischen mindestens einem Paar Gate-Ansteuerschaltungen verbunden sind, wobei mindestens eine der Gate-Ansteuerschaltungen einen Detektor zum Detektieren einer Spannung über die Impedanzelemente oder eines die Impedanzelemente durchfließenden Stroms aufweist und eine Ansteuergeschwindigkeit der Halbleiterschaltelemente gemäß einer Ausgabe des Detektors ändert.
  2. Leistungswandler nach Anspruch 1, wobei die Leistungswandlerhauptschaltung eine mehrstufige Schaltung aufweist, die einer Phase oder mehreren Phasen entspricht, zum Auswählen eines Potenzials jeglicher von zwei oder mehr DC-Anschlüssen und Ausgeben des ausgewählten Potenzial an eine Last, die mehrstufige Schaltung zwei oder mehr in Reihe geschaltete Halbleiterschaltelemente aufweist und das Impedanzelement zwischen den zu einer gleichen Phase gehörenden Gate-Ansteuerschaltungen angeordnet ist.
  3. Leistungswandler nach Anspruch 2, wobei die mehrstufige Schaltung eine zweistufige Schaltung zum Auswählen eines Potenzials eines von einem oberen DC-Anschluss und einem unteren DC-Anschluss und Ausgeben des ausgewählten Potenzials an die Last ist, die zweistufige Schaltung ein erstes Halbleiterschaltelement und ein zweites Halbleiterschaltelement, die zwischen dem oberen DC-Anschluss und dem unteren DC-Anschluss sequenziell in Reihe geschaltet sind, aufweist, und ein Verbindungspunkt des ersten Halbleiterschaltelements und des zweiten Halbleiterschaltelements mit der Last verbunden ist.
  4. Leistungswandler nach Anspruch 2, wobei die mehrstufige Schaltung eine dreistufige Schaltung zum Auswählen eines Potenzials eines von einem oberen DC-Anschluss, einem Zwischen-DC-Anschluss und einem unteren DC-Anschluss und Ausgeben des ausgewählten Potenzials an die Last ist, die dreistufige Schaltung Folgendes aufweist: ein erstes, ein zweites, ein drittes und ein viertes Halbleiterschaltelement, die zwischen dem oberen DC-Anschluss und dem unteren DC-Anschluss sequenziell in Reihe geschaltet sind; ein erstes Diodenelement, das zwischen dem Zwischen-DC-Anschluss und einem Anschlusspunkt des ersten Halbleiterschaltelements und des zweiten Halbleiterschaltelements verbunden ist; und ein zweites Diodenelement, das zwischen dem Zwischen-DC-Anschluss und einem Anschlusspunkt des dritten Halbleiterschaltelements und des vierten Halbleiterschaltelements verbunden ist, und ein Verbindungspunkt des zweiten Leistungshalbleiterschaltelements und des dritten Leistungshalbleiterschaltelements mit der Last verbunden ist.
  5. Leistungswandler nach Anspruch 1, wobei die Leistungswandlerhauptschaltung eine mehrstufige Schaltung aufweist, die mehreren Phasen entspricht, zum Auswählen eines Potenzials irgendeines von zwei oder mehr DC-Anschlüssen und Ausgeben des ausgewählten Potenzials an die Last, die mehrstufige Schaltung zwei oder mehr Halbleiterschaltelemente, die für jede Phase in Reihe geschaltet sind, aufweist, und das Impedanzelement zwischen den Gate-Ansteuerschaltungen, die zu verschiedenen Phasen gehören, angeordnet ist.
  6. Leistungswandler nach Anspruch 5, wobei die mehrstufige Schaltung eine zweistufige Schaltung zum Auswählen eines Potenzials eines von einem oberen DC-Anschluss und einem unteren DC-Anschluss und Ausgeben des ausgewählten Potenzials an die Last ist, die zweistufige Schaltung ein erstes Halbleiterschaltelement und ein zweites Halbleiterschaltelement, die zwischen dem oberen DC-Anschluss und dem unteren DC-Anschluss sequenziell in Reihe geschaltet sind, aufweist, und ein Verbindungspunkt des ersten Halbleiterschaltelements und des zweiten Halbleiterschaltelements mit der Last verbunden ist.
  7. Leistungswandler nach Anspruch 5, wobei die mehrstufige Schaltung eine dreistufige Schaltung zum Auswählen eines Potenzials eines von einem oberen DC-Anschluss, einem Zwischen-DC-Anschluss und einem unteren DC-Anschluss und Ausgeben des ausgewählten Potenzials an die Last ist, die dreistufige Schaltung Folgendes aufweist: ein erstes, ein zweites, ein drittes und ein viertes Halbleiterschaltelement, die zwischen dem oberen DC-Anschluss und dem unteren DC-Anschluss sequenziell in Reihe geschaltet sind; ein erstes Diodenelement, das zwischen dem Zwischen-DC-Anschluss und einem Anschlusspunkt des ersten Halbleiterschaltelements und des zweiten Halbleiterschaltelements verbunden ist; und ein zweites Diodenelement, das zwischen dem Zwischen-DC-Anschluss und einem Anschlusspunkt des dritten Halbleiterschaltelements und des vierten Halbleiterschaltelements verbunden ist, und ein Verbindungspunkt des zweiten Leistungshalbleiterschaltelements und des dritten Leistungshalbleiterschaltelements mit der Last verbunden ist.
  8. Leistungswandler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Gate-Ansteuerschaltung die Ansteuergeschwindigkeit des Halbleiterschaltelements erhöht, wenn eine von dem Impedanzelement zu der Gate-Ansteuerschaltung übertragene Spannung niedriger als eine Bezugsspannung ist.
  9. Leistungswandler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Gate-Ansteuerschaltung die Ansteuergeschwindigkeit des Halbleiterschaltelements verringert, wenn eine von dem Impedanzelement zu der Gate-Ansteuerschaltung übertragene Spannung höher als eine Bezugsspannung ist.
  10. Leistungswandler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei mindestens eine der Gate-Ansteuerschaltungen einen Speicher zum Speichern von Informationen darüber, ob eine von dem Impedanzelement übertragene Spannung höher oder niedriger als eine Bezugsspannung ist, aufweist, und die Gate-Ansteuerschaltung, die den Speicher aufweist, die Ansteuergeschwindigkeit des Halbleiterschaltelements basierend auf den im Speicher gespeicherten Informationen ändert.
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