[发明专利]驱动保护电路、半导体模块以及汽车

说明书

技术领域

本发明涉及对功率模块的电压控制型半导体开关元件等开关元件进行驱动以及保护的驱动保护电路、半导体模块、以及汽车。

背景技术

已知下述情况，即，在由MOSFET、IGBT、SiCMOSFET等半导体开关元件构成的开关电路中，在由于过负载、负载短路(例如，同时接通高压(High)侧以及低压(Low)侧的半导体开关元件的桥臂短路)等异常导致半导体开关元件的输出电流过大的情况下，如果以较快的开关速度断开开关元件，则会产生对开关元件造成不良影响的浪涌电压。

因此，提出下述方案，即，在上述的开关电路中，在输出电流过大的情况下，使用能够以比通常的开关速度慢的开关速度断开该半导体开关元件(所谓软切断)的软切断电路(例如，参照专利文献1)。如果利用如上所述的软切断电路，则能够抑制浪涌电压。

专利文献1：日本特开2003-134797号公报

发明内容

另一方面，随着开关元件的开关速度的增加，有时具有较小脉冲宽度的噪声会叠加在用于驱动开关电路的输入信号中。通常，该噪声的脉冲宽度比软切断电路开始保护动作为止所需要的响应时间小(短)，因此，有时在该保护动作开始之前，开关元件就以通常的开关速度断开。

因此，在由上述噪声导致开关元件以通常的开关速度断开的状态与发生桥臂短路的状态恰巧重叠的情况下，无法通过软切断电路进行保护，无法抑制浪涌电压。其结果，存在有时无法抑制由浪涌电压对开关元件造成的不良影响的问题。

因此，本发明就是鉴于上述的问题而提出的，其目的在于提供一种技术，该技术即使在产生具有较小脉冲宽度的噪声的情况下，也能够可靠地抑制浪涌电压。

本发明所涉及的驱动保护电路用于驱动以及保护开关元件，该驱动保护电路具有：驱动电路，其响应于输入信号而驱动所述开关元件；以及过电流保护电路，其在所述开关元件处于过电流状态时使软切断电路进行动作，该软切断电路以比所述驱动电路慢的开关速度使所述开关元件从接通转换至断开。所述驱动保护电路在所述输入信号的接通的脉冲宽度小于或等于所述过电流保护电路的响应时间的情况下，无论所述过电流如何，都通过所述软切断电路使所述开关元件从接通转换至断开。

发明的效果

根据本发明，在输入信号的接通的脉冲宽度小于或等于过电流保护电路的响应时间的情况下，无论过电流如何，都使软切断电路进行动作。由此，即使在产生具有较小的脉冲宽度的噪声的情况下，无论过电流如何，都能够通过软切断电路使开关元件从接通转换至断开，因此，能够可靠地抑制浪涌电压。

附图说明

图1是表示相关驱动保护电路的结构的电路图。

图2是表示相关驱动保护电路的动作定时(timing)的图。

图3是表示相关驱动保护电路的动作的图。

图4是表示桥臂短路的图。

图5是表示在栅极驱动信号中产生噪声的机理的图。

图6是表示在发生桥臂短路时的实测波形的图。

图7是表示在发生桥臂短路时的实测波形的图。

图8是表示实施方式1所涉及的驱动保护电路的结构的电路图。

图9是表示实施方式1所涉及的驱动保护电路的动作定时的图。

图10是表示实施方式1所涉及的驱动保护电路的动作定时的图。

图11是表示实施方式1所涉及的驱动保护电路的动作的图。

图12是表示通过实施方式1所涉及的驱动保护电路得到的效果的图。

图13是表示通过实施方式1所涉及的驱动保护电路得到的效果的图。

图14是表示实施方式2所涉及的驱动保护电路的结构的电路图。

图15是表示实施方式2所涉及的驱动保护电路的动作定时的图。

图16是表示镜像期间的图。

图17是表示实施方式2所涉及的驱动保护电路的动作的图。

图18是表示实施方式3所涉及的驱动保护电路的结构的电路图。

图19是表示实施方式3所涉及的驱动保护电路的动作定时的图。

图20是表示实施方式3所涉及的驱动保护电路的动作定时的图。

图21是表示具有实施方式4所涉及的驱动保护电路而构成的汽车的结构的框图。

具体实施方式

<实施方式1>