[发明专利]半导体开关元件驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体开关元件驱动电路，在驱动半导体开关元件时，能够防止在该元件的端子间流过过电流的情况、电动机等的负载成为短路状态的情况下元件被破坏。

背景技术

作为以往的半导体开关元件驱动电路，已知有专利文献1所述的半导体开关元件驱动电路。该半导体开关元件驱动电路具备：半导体开关元件，通过向其栅极端子施加电压而在其第一端子与第二端子之间流过主电流；过电流保护电路，其在主电流成为在规定时间以上的期间内超过规定值(第一阈值)的过电流的情况下，使主电流以第一斜率下降，之后使主电流以更大的第二斜率下降；以及过电流限制电路(短路保护电路)，其在短路故障时主电流在比上述规定时间短的时间内成为比上述过电流还大的过电流值(第二阈值)的情况下，使半导体开关元件的栅极端子的栅极端子电压瞬时地降低。

专利文献1：日本专利第4356248号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在以往的半导体开关元件驱动电路中，当要确保过电流保护电路的可靠性时，如以下所说明那样在产品尺寸、产品成本方面产生问题。

即，在上述以往的半导体开关元件驱动电路中，过电流保护电路和过电流限制电路所监视的对象都是电流值，产生以下这种量的误动作的可能性高，该量相当于在过电流保护电路中使用的第一阈值被设定得比在过电流限制电路中使用的第二阈值小的值，因此设置延迟电路来设置所谓的屏蔽时间。

在这种半导体开关元件驱动电路中，当主电流超过第二阈值而过电流限制电路进行动作成为短路保护状态时，主电流被抑制。其结果，当主电流被抑制而低于第一阈值时，过电流保护电路不进行动作而电流没有被完全地切断。因此，必须对这些值确保余量以避免短路保护时的主电流的抑制水平的范围与过电流保护电路的过电流检测水平(第一阈值)重叠。

在此，在设定上述余量时有如下方法：第一方法，其将短路保护的电流抑制水平的最大值设定为半导体开关元件的破坏耐量的最大值；第二方法，其结合半导体开关元件的栅极电压的偏差对短路保护的电流抑制水平的范围进行限制；第三方法，其结合半导体开关元件的集电极-发射极间电压值的偏差对用于过电流检测的第一阈值的范围进行限制；以及第四方法，其追加用于消除第一阈值的范围的因半导体开关元件的温度而产生的变动量的校正电路。

然而，上述第一方法影响芯片尺寸的大型化，上述第二方法以及上述第三方法影响产品的成品率，上述第四方法影响高成本化以及尺寸大型化，分别成为问题。

本发明是关注上述问题而作出的，其目的在于提供一种尽可能抑制高成本化以及尺寸大型化、且即使短路保护电路进行限制的电流值产生偏差也能够使过电流保护电路可靠地进行动作的半导体开关元件驱动电路。

用于解决问题的方案

为了该目的，第一方案所记载的本发明的半导体开关元件驱动电路，具备：半导体开关元件，通过向该半导体开关元件的栅极端子施加电压而在该半导体开关元件的第一端子与第二端子间流过主电流；过电流保护电路，其在与主电流的大小成比例的电流值或者电压值超过了阈值时，判断为主电流成为在规定时间的期间内超过规定的电流值的过电流而使主电流下降；以及短路保护电路，其在主电流在比上述规定时间短的短时间内成为比上述过电流还大的过电流的情况下，使向栅极端子施加的栅极电压的下降比过电流保护电路引起的主电流的下降快，该半导体开关元件驱动电路的特征在于，还具有阈值变更电路，该阈值变更电路在短路保护电路的主电流的下降动作时减小阈值。

发明的效果

在本发明的半导体开关元件驱动电路中，具有在短路保护电路的主电流的下降动作时减小阈值的阈值变更电路，因此能够抑制高成本化以及尺寸大型化、且即使短路保护电路进行限制的电流值产生偏差也使过电流保护电路进行动作来可靠地防止半导体开关元件被破坏。

附图说明

图1是表示本发明的实施例1所涉及的半导体开关元件驱动电路的电路结构的图。

图2是以时序图表示在实施例1的半导体开关元件驱动电路中发生短路的前后栅极电压、感知电压、过电流阈值电压的动作特性的例子的图。

图3是以时序图表示在实施例1的半导体开关元件驱动电路中发生短路的前后集电极电流、集电极电压、滤波电压的动作特性的例子的图。

图4是表示本发明的实施例2所涉及的半导体开关元件驱动电路的电路结构的图。