[发明专利]晶体管保护电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于保护电力电子电路等的晶体管的晶体管保护电路。

背景技术

设计了一种用于当在电力电子电路的晶体管中发生异常操作(例如，发生过电流、过电压、高温)时保护该晶体管的保护电路。专利文献1公开了一种限制反相器的电压驱动晶体管中的电流流动的过电流保护电路。当检测到过电流流过晶体管SW时，此过电流保护电路40通过接通软中断电路49的晶体管而逐渐降低要施加至晶体管SW的栅极端子的电压，并且然后对晶体管SW进行软中断。此软中断可防止在短路期间发生过量浪涌电压。

另外，当执行软中断时，过电流保护电路40使用于驱动晶体管SW的驱动电路30停止将电压供应至晶体管SW的栅极端子。具体而言，使驱动电路30接通用于供应高电位侧电压的晶体管31p以及用于供应低电位侧电压的晶体管31n。

[引用清单]

[专利文献]

[专利文献1]第2008-141841号日本专利申请公开

发明内容

[技术问题]

顺便而言，由于最近能够实现极低切换损失的SiC器件的到来，希望提高用于电力电子电路的切换频率(例如，大约5倍至10倍，或者100kHz或更多)。

然而，在专利文献1中所描述的保护电路中，切换频率的提高可能由于驱动电路30的操作延迟时间段而停用软中断。更具体而言，当接通软中断电路49的晶体管以执行该软中断时，需要同时关断驱动电路30的晶体管31p、31n。然而，由于驱动电路30的控制电路35等的延迟时间段，关断晶体管31p、31n花费很长时间。结果，可能未能如期地执行该软中断。此延迟是由于提高切换频率而引起。

本发明的一个目的是提供一种能够甚至当切换频率是高时也适当地保护晶体管的晶体管保护电路。

[问题的解决方案]

本发明的晶体管保护电路是一种用于保护电压驱动晶体管的晶体管保护电路，该电压驱动晶体管是通过由驱动电路将电源的高电位侧电压或低电位侧电压施加至该晶体管的栅极端子而受开关控制，该晶体管保护电路具有电源控制器，该电源控制器在接收到用于执行保护该晶体管的保护命令后逐渐降低该电源的高电位侧电压。

根据此晶体管保护电路，因为通过该电源控制器逐渐降低电源的高电位侧电压，该电压是要施加至晶体管的栅极端子的电压，因此可适当地执行用于逐渐关断晶体管的软中断而不依赖于该驱动电路的操作延迟时间段。因此，可适当地保护晶体管而不依赖于切换频率。

上文所描述的晶体管保护电路进一步具有栅极短路部，该栅极短路部用于在该晶体管的栅极端子和源极或发射极端子中引起短路；以及短路控制器，该短路控制器用于控制栅极短路部，使得响应于保护命令而在晶体管的栅极端子和源极或发射极端子中引起短路。该短路控制器可控制栅极短路部，使得在自接收到保护命令起逝去预定延迟时间段之后在晶体管的栅极端子和源极或发射极端子中引起短路。

根据此配置，可在逝去预定延迟时间段之后停止借助于电源控制器降低电源的高电位侧电压。例如，此电源电压有时用于电力电子电路中的另一电路中。在此情形中，可防止该电源电压超乎所需地下降，并且可避免电力电子电路中的上述电路的操作的中止。

上文所描述的预定延迟时间段可等于或长于使施加至晶体管的栅极端子的电压下降至晶体管的阈值电压所需的时间段。

根据此配置，在晶体管的栅极电压下降至阈值电压或更低之后，短路控制器在晶体管的栅极端子中引起短路。因此，可防止在短路期间发生过量浪涌电压。

上文所描述的晶体管保护电路进一步具有驱动控制器，该驱动控制器控制驱动电路，使得响应于保护命令而停止将电源的高电位侧电压施加至晶体管的栅极端子。该驱动控制器可控制驱动电路，使得在自接收到保护命令起逝去预定延迟时间段之后停止将电源的高电位侧电压施加至晶体管的栅极端子。该驱动控制器中的预定延迟时间段可与上文所提及的短路控制器中的预定延迟时间段相同。

根据此配置，可以在逝去预定延迟时间段之后停止借助于电源控制器降低电源的高电位侧电压。因此，例如，当此电源电压有时用于电力电子电路中的另一电路中时，可以防止电源电压超乎所需地下降，并且可避免在电力电子电路中的上述电路的操作的中止。

在自接收到保护命令起逝去预定延迟时间段之前，上文所描述的驱动控制器可控制驱动电路，使得继续将电源的高电位侧电压施加至晶体管的栅极端子。

根据此配置，电源控制器可在逝去预定延迟时间段之前适当地执行晶体管的软中断。

[发明的有益效果]

本发明甚至当切换频率是高时也可以适当地保护晶体管。