[发明专利]绝缘栅型半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及将IGBT、功率MOS-FET等绝缘栅型半导体元件进行开关而向负载供电的绝缘栅型半导体装置。

背景技术

作为驱动电动机等负载的驱动装置，已知有将晶体管等半导体元件进行开关驱动来将输入电力转换成适于驱动上述负载的电力的半导体装置。图4是表示例如专利文献1中详细介绍的、这种半导体装置1的一例的主要部分简要结构图。

该半导体装置1包括对输入交流电力AC进行整流的二极管桥式电路DB、将该二极管桥式电路DB的输出转换成规定电压的直流电力的转换器2。此外，上述半导体装置1包括对从上述转换器2得到的直流电力进行升压并将其提供给电动机等负载RL的斩波电路3。

上述转换器2包括例如由MOS-FET构成的开关元件S1，该开关元件S1经由绝缘变压器T的一次绕组以规定频率将上述二极管桥式电路DB的输出进行开关。上述转换器2还包括整流平滑电路，该整流平滑电路由对上述绝缘变压器T的二次绕组中产生的电压进行整流并将其输出的二极管D1、及对该二极管D1的输出进行平滑的电容器C1构成。这样构成的反激式转换器2中，利用主控制部4对例如上述开关元件S1的导通宽度进行控制，从而控制上述绝缘变压器T的二次绕组中产生的输出电压。

上述斩波电路3包括施加上述转换器2的输出电压的电感器L、及控制流过该电感器L的电流的开关元件S2。该开关元件S2在由驱动部5施加规定的栅极电压时进行导通动作，在上述电感器L中储蓄电能。该电感器L中储蓄的电能通过上述开关元件S2的截止动作而从该电感器L释放。从上述电感器L释放的电能经由二极管D2储蓄到电容器C2之后，作为直流电压提供给上述负载RL。上述开关元件S2由例如高速跟踪性较好的单极模式中使用的接合型FET构成。

此处，上述半导体装置1包括对从上述斩波电路3提供给负载RL的输出电流、或对上述开关元件S2中流过的电流进行检测的电流检测部6。该电流检测部6起到如下作用：检测提供给上述负载RL的电流是否超过预先设定的阈值、即检测过电流。电压控制部7在由上述电流检测部6检测到过电流时，通过将上述驱动部5所输出的栅极电压设定得高于上述开关元件S2的内置电压，从而以双极模式驱动该开关元件S2。这样，在检测出过电流时使上述开关元件S2以双极模式动作，从而将该开关元件S2的导通电阻抑制得较低。而且，防止因过电流导致上述开关元件S2的过热损坏。

另外，在图4中，8为温度监视电路，该温度监视电路根据经由电阻R检测出的流过上述开关元件S2的栅极的电流，检测该开关元件S2的动作温度。根据由该温度监视部8检测出的上述开关元件S2的动作温度，对上述开关元件S1、S2的导通宽度分别进行反馈控制，使对上述负载RL的输出电压变稳定。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2010-88036号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在利用接合型FET作为上述开关元件S2而构成的半导体装置1中，在增大其输出电力上有界限。因此，最近，作为上述开关元件S2等，主要较多使用短路耐量较大的IGBT、MOS-FET等绝缘栅型半导体元件。然而，在利用了上述绝缘栅型半导体元件的装置中，与上述接合型FET不同，无法使上述绝缘栅型半导体元件在单极模式和双极模式间进行切换动作。

另一方面，在上述负载RL为电动机等感应性负载的情况下，例如在电动机启动时，在该电动机中暂时有较大电流流过。因此，在设计作为电动机的驱动装置的半导体装置1的情况下，一般而言，需要估计在上述电动机启动时流过的电流，采用短路耐量较大的绝缘栅型半导体元件。但是，短路耐量较大的绝缘栅型半导体元件大型且价格高。因此，优选采用与上述电动机的额定电力容量相匹配的绝缘栅型半导体元件来实现驱动该电动机的驱动装置。

本发明是考虑这种情况而完成的，其目的在于提供一种结构简单的绝缘栅型半导体装置，其即使在将输入电力进行开关而向电动机等感应性负载供电的情况下，也能防止因负载上产生的暂时性过电流而对绝缘栅型半导体元件的过热损坏。

解决技术问题的技术方案

为了达到上述目的，本发明的绝缘栅型半导体装置包括：

绝缘栅型半导体元件，该绝缘栅型半导体元件将根据输出规格而确定的第1栅极电压接收到控制端子以进行导通动作，将输入电压进行开关并输出到负载；

输出电流检测单元，该输出电流检测单元对随着该绝缘栅型半导体元件的开关动作而向所述负载输出的输出电流进行检测；及