[发明专利]半导体开关控制电路以及开关电源装置

说明书

本发明的半导体开关控制电路12包括：脉冲信号生成部13，用于生成作为控制半导体开关6的ON/OFF的时间基准的脉冲信号；驱动电流生成部14，在根据脉冲信号生成部13生成的脉冲信号来生成驱动电流后，将该驱动电流提供至半导体开关6的栅电极；电流检测部18，对半导体开关6的漏极电流或源极电流进行检测；以及驱动电流控制部19，具有根据脉冲信号生成部13生成的脉冲信号以及电流检测部18检测出的电流，对驱动电流生成部14生成的驱动电流进行控制的功能。本发明的导体开关控制电路12即便是在电源启动时或发生过载时等会流通大的开关电流的时刻，也不易发生自激振荡。

技术领域

本发明涉及半导体开关控制电路以及开关电源装置。

背景技术

近年来，使用诸如SiC和GaN的宽带隙半导体的下一代电子器件的开发正在进行中，对于如图29所示的开关电源装置101的高效率和小型化的期望正在增加。为了回应这种期望，宽带隙半导体由于比传统的具有明显更低的导通电阻和更快的开关速度的半导体开关，因此，正越来越受到关注。

开关电源装置101为PFC升压斩波电路，该PFC升压斩波电路将输入电压升压到期望的电压，并且从一对输出端子将升压后的电压提供给未图示的负载。当使用宽带隙半导体(例如，碳化硅，氮化镓，氧化镓，金刚石等)作为这种开关电源装置101的半导体开关106时，由于其具有的低导通电阻和高速开关的特性，因此可以实现高效率和小型化。

【先行技术文献】

【专利文献1】特开2009/22106号公报

然而，当宽带隙半导体用作半导体开关时，尽管可以进行高速开关，但如图13所示，可能出现在关断期因寄生电容或寄生电感导致发生意外自激振荡的问题。特别是在宽带隙半导体的半导体开关的阈值较低的情况下，半导体开关可能因自激振荡而发生故障，并且半导体开关及其外围电路部件也可能因此受到损坏。

因此，在上述的开关电源装置中，如专利文献1那样，可以考虑在开关电源装置中增加负电压电源，并且在关断期将栅极电压偏置为负电压。然而，添加了负电压电源的开关电源装置，其构造变得复杂，并且即使在这种构造中，在诸如电源被启动时或当发生过载时等会流通大的开关电流的时刻，也会发生自激振荡，最终半导体开关及其周边电路部件被破坏(参照图31的过载区域的栅极电压波形)。在图31的负载特性图(具有所谓的下降特性的负载特性图)中，展示了使用过电流限制保护电路时的负载特性，该电路在规定的输出电流(功率)或更高时具有恒定的功率下降特性，并且在不足规定的输出电流(功率)时具有突发控制电路的连带下降特性。如图31所示，由于在B点(切换至突发控制的切换点)和C点(开关转换停止点)之间的运作为突发控制，其限制了开关电流，并且不易发生自激振荡，点A(下降起始点)和点B之间的运作是恒定功率下降控制，并且最大电流作为开关电流流通，因此存在上述问题。另外，当开关电源启动时，同样会存在上述问题。

本发明鉴于上述问题，目的是提供一种半导体开关控制电路，其即便是在电源启动时或发生过载时等会流通大的开关电流的时刻，也不易发生自激振荡。

发明内容

【1】本发明的半导体开关控制电路，通过对具备源电极、漏电极以及栅电极的半导体开关中的所述栅电极提供驱动电流来进行所述半导体开关的ON/OFF控制，其特征在于，包括：脉冲信号生成部，用于生成作为进行所述半导体开关的ON/OFF控制的时间基准的脉冲信号；驱动电流生成部，在根据所述脉冲信号生成部生成的所述脉冲信号生成所述驱动电流后，将该驱动电流提供至所述半导体开关的所述栅电极；电流检测部，用于对所述半导体开关的漏极电流或源极电流、亦或是对在所述半导体开关的外围电路的规定电流流路上流通的电流进行检测；以及驱动电流控制部，具备根据所述脉冲信号生成部生成的所述脉冲信号以及所述电流检测部检测出的电流，对所述驱动电流生成部生成的所述驱动电流进行控制的功能。