[发明专利]电力转换装置的驱动装置及电力转换装置的驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力转换装置的驱动装置及电力转换装置的驱动方法。

背景技术

作为对电力转换装置等中使用的开关元件(半导体元件)进行驱动的技术，有积极利用半导体元件的栅极电容，来构成部件数较少且结构简单的栅极驱动电路的技术(例如，参见下述专利文献1)。在该技术中，将电容与电阻并联连接的栅极驱动电路插入到栅极与开关输出电路间，且使半导体元件的栅极电容Cis与上述电容Cg的关系为(导通时的开关控制电路输出电压)×(Cg/(Cg+Cis))≥(阈值电压)，栅极驱动电路的电阻向栅极驱动式半导体元件的栅极提供与电导率调制相对应的电流。由此，开关控制电路的输出电压被适当分压施加，施加给半导体元件的栅极端子，而实现部件数较少且电路结构简单的栅极驱动电路。

此外，还有如下技术，即，使用在转向导通时由计时器设定的一定期间、施加低于通常时的施加电压的电压的电路，或在栅极驱动电路的输出级的一对开关元件中使用开关时间不同的元件，由此使施加给半导体元件的栅极的电压为较低电压，来降低续流二极管的反向恢复电流(例如，参见下述专利文献2)。

此外，还有如下技术，即，通过连接于栅极与发射极间的电容器，转向导通时使栅极电压逐渐升高，而转向断开时电容器不发挥作用，dv/dt也不变得平缓地来使开关损耗不增加(例如，参见下述专利文献3)。

专利文献1：日本特开2010-51165号公报

专利文献2：日本特开平2-179262号公报

专利文献3：日本特开2002-300016号公报

发明内容

在上述专利文献1的技术中，通过快速升高栅极电压而加快开关速度，来降低开关损耗。而与此相对的，在上述专利文献2的技术中，通过在转向导通时以较低的电压导通，来恢复续流二极管的反向阻断能力，即，平缓地进行开关，来降低噪声。因此，上述专利文献1的技术与上述专利文献2的技术是相悖的，从而存在无法同时实现开关损耗降低与开关噪声降低的问题。

此外，在上述专利文献3中，公开了通过仅在转向导通时平缓升高栅极电压来解决转向断开时的开关损耗增加的技术。但是，该技术是针对无需使转向断开速度高速化并且不会产生因开关元件本身的等效电容所引发的振铃噪声的现有材料即硅的开关元件的解決方法。因此，在通过使用例如像宽禁带半导体那样，进行快速开关而需要抑制振铃噪声的开关元件的情况下，就无法降低振铃噪声。

本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于获得一种电力转换装置的驱动装置及电力转换装置的驱动方法，其在实施快速开关的情况下，能够抑制转向导通时及转向断开时的振铃。

为了解决上述问题，达成目的，本发明的一种对具有由宽禁带半导体形成的开关元件的电力转换装置进行驱动的驱动装置，其特征在于，具备：PWM信号输出部，其生成对上述开关元件进行PWM驱动的驱动信号；导通速度降低部，其在将上述开关元件从断开变化成导通时，降低上述驱动信号的变化率；以及断开速度改善部，其在将上述开关元件从导通变化成断开时，快速地并且以高于从断开变化成导通时的电荷吸出能力从开关元件吸出电荷。

根据本发明，具有能够抑制转向导通时及转向断开时的振铃的效果。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的电力转换装置的驱动装置的结构例的图。

图2是表示宽禁带半导体与现有硅半导体的比较的图。

图3是表示宽禁带半导体的杂散电容的概念的图。

图4是表示实施方式的动作例的图。

图5是表示作为导通速度降低部13使用LCR电路的情况下的阶跃响应波形的一个示例的图。

图6是表示取规定波形与驱动信号的AND的导通速度降低部的结构例的图。

图7是表示图6的结构例的动作波形的一个示例的图。

图8是表示电力转换装置的其他结构例的图。

图9是表示图8的结构例的开关元件的波形的一个示例的图。

图10是表示电力转换装置的另一个结构例的图。

符号的说明

1、41  电源

2  电抗器

3、34、35  开关元件

4  反向阻断二极管

5、36、42  平滑电容器

6、37  负载

7、8、43、R  电阻

11  PWM信号输出部

12  栅极驱动部

13  导通速度降低部

14  断开速度改善部