[发明专利]半导体器件驱动电路

说明书

半导体器件驱动电路具有：阈值调整电路，其输出阈值；不饱和电压检测电路，其在半导体开关元件的第1电极与第2电极之间的电压是不饱和电压的情况下，取得以预先确定的增加率增加的检测电压，且对上述检测电压是否比上述阈值高进行判定；以及驱动电路，其基于输入信号生成上述半导体开关元件的驱动信号，且在通过上述不饱和电压检测电路判定为上述检测电压比上述阈值高的情况下，将上述驱动信号维持为切断。上述阈值调整电路能够在第1电压与比上述第1电压低的第2电压之间对上述阈值进行切换，在上述半导体开关元件是断开状态的情况下将上述第1电压作为上述阈值输出，在上述半导体开关元件接通，上述第1电极与上述第2电极之间的电压是饱和电压的情况下，将上述第2电压作为上述阈值输出。

技术领域

本发明涉及半导体器件驱动电路。

背景技术

当前，如例如在国际公开第2014/115272号中所公开的那样，作为半导体开关元件的短路保护功能，已知对半导体开关元件的不饱和电压进行检测的方法。通常，在半导体开关元件处于接通状态时，半导体开关元件的端子间电压降低而稳定在某最小电压。该最小电压也称作“饱和电压”。另外，作为在这里所说的“端子间电压”的具体例，如果半导体开关元件是例如绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，则是集电极发射极间电压，如果是MOSFET，则是源极-漏极间电压。如果半导体开关元件成为短路状态，则半导体开关元件的端子间电压由于过电流而从饱和电压起上升。由于端子间电压从饱和电压起上升，因此端子间电压成为与饱和电压不一致的异常电压即不饱和电压。通过对该不饱和电压进行检测，从而能够对半导体开关元件的短路进行检测。

在国际公开第2014/115272号所公开的方法中，在半导体器件驱动电路与半导体开关元件间具有高耐压二极管和高耐压电容元件，由于在半导体开关元件不饱和时对上述电容元件进行充电，从而检测到半导体开关元件处于不饱和状态。具体地说，通过恒定电流电路对电容元件进行充电，从而端子VDSH的电压上升，在端子VDSH的电压变得大于或等于一定值的情况下，判断为产生了半导体开关元件的不饱和电压。

专利文献1：国际公开第2014/115272号

发明内容

半导体开关元件的接通动作能够分为瞬态时和稳态时而进行考虑。瞬态时表示进行半导体开关元件的导通动作的短期间。也将该瞬态时称作“导通动作时”。导通动作时是下述期间，即，由于驱动信号的上升，栅极电压从低电平上升至高电平，从而半导体开关元件从切断状态切换至导通状态。另一方面，稳态状态是指下述状态，即，导通完成，半导体开关元件的栅极电压稳定在高电平，在半导体开关元件的输出端子间流过电流。也将该稳态时称作“稳态接通动作时”。

短路时的半导体开关元件的端子间电压依赖于输入至半导体开关元件的栅极电压及短路电流。在相同的短路电流值的情况下，栅极电压越大则端子间电压变得越小，栅极电压变得越小则端子间电压变得越大。具体地说，当半导体开关元件在稳态接通动作中短路的情况下，由于是在栅极电压高的状态下产生短路状态，因此端子间电压是小的值。另一方面，在半导体开关元件刚导通之后成为短路状态的情况下，由于导通前的栅极驱动信号是低电平，因此栅极电压低。因此，当在短路时将半导体开关元件导通的情况下，端子间电压比稳态接通动作时大。

在发生了短路的情况下，优选迅速地实施半导体开关元件的保护。为此，考虑到如上所述的存在于栅极电压与端子间电压之间的相关性，优选将在基于不饱和电压而对是否发生了短路进行检测的电路中使用的阈值进行可变设定。具体地说，优选将稳态接通动作时的阈值设定得小于导通动作时的阈值。另外，为了减轻短路时的对半导体开关元件的负载，优选在端子间电压小的期间迅速地将半导体开关元件切断。