[发明专利]功率半导体开关元件的损伤预测装置和损伤预测方法、AC-DC转换器、DC-DC转换器

说明书

功率半导体开关元件的损伤判定装置具有：电阻，其与所述功率半导体开关元件的栅极连接；比较部，其在规定电压被施加于所述功率半导体开关元件的栅极时，对与在所述电阻的两端产生的电压对应的检测电压和基准电压进行比较；以及预测部，其在所述检测电压超过所述基准电压时，预测为在所述功率半导体开关元件的栅极绝缘层蓄积了规定的损伤。

技术领域

本发明涉及功率半导体开关元件的损伤预测装置和损伤预测方法、AC-DC转换器、DC-DC转换器。

背景技术

已知有在将交流电压转换为直流电压时通过周期性地使功率半导体开关元件导通/截止来输出规定值的直流电压的AC-DC转换器、以及在将直流电压转换为与该直流电压不同的值的直流电压时通过周期性地使功率半导体开关元件导通/截止来输出规定值的直流电压的DC-DC转换器等的功率转换装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第5186095号公报

发明内容

发明要解决的问题

针对上述的功率转换装置，例如有时使用由GaN(氮化镓：Gallium Nitride)构成的FET(场效应晶体管：Field Effect Transistor)(以下称作GaN-FET)、由SiC(碳化硅：Silicon Carbide)构成的FET(以下称作SiC-FET)、IGBT(绝缘栅极双极晶体管：InsulatedGate Bipolar Transistor)等功率半导体开关元件。

但是，在对上述的功率转换装置使用这些功率半导体开关元件的情况下，可能由于功率半导体开关元件的电流驱动能力(di/dt)大而产生以下的问题。例如，在周期性地使功率半导体开关元件导通/截止时，当对功率半导体开关元件的栅极施加的栅极电压从高电平和低电平中的任意一方的电平向另一方的电平变化时，伴随在AC-DC转换器或DC-DC转换器的电路布线中寄生的电感成分和电容成分等的谐振，会对栅极电压叠加具有比该栅极电压的频率高的频率的振铃。即，对于栅极电压出现过冲和下冲。这样，如果栅极电压超过了额定电压，则在功率半导体开关元件的栅极绝缘层逐渐蓄积损伤，结果可能导致功率半导体开关元件的破坏。

例如，在专利文献1的情况下，虽然检测功率半导体开关元件的栅极电压值，但是，这是为了实现功率半导体开关元件中的开关损耗和噪声的降低，而并非为了预测在功率半导体开关元件的栅极绝缘层蓄积的损伤的程度。

因此，本发明的目的在于，提供能够预测在功率半导体开关元件的栅极绝缘层蓄积的损伤的程度的损伤预测装置、损伤预测方法、AC-DC转换器、DC-DC转换器。

用于解决问题的手段

解决上述课题的主要的本发明是功率半导体开关元件的损伤预测装置，具有：电阻，其与所述功率半导体开关元件的栅极连接；比较部，其在规定电压被施加于所述功率半导体开关元件的栅极时，对与所述电阻的两端产生的电压对应的检测电压和基准电压进行比较；以及预测部，其在所述检测电压超过所述基准电压时，预测为在所述功率半导体开关元件的栅极绝缘层蓄积了规定的损伤。

本发明的其他特征由附图和本说明书的记载阐明。

发明的效果

根据本发明，能够预测在功率半导体开关元件的栅极绝缘层蓄积的损伤的程度，将伴随功率半导体开关元件的破坏而产生的故障防患于未然。

附图说明

图1是示出具有第1实施方式的损伤预测装置的升压型的AC-DC转换器的一例的电路框图。

图2是是示出在第1实施方式的损伤预测装置中使用的电位差检测部的一例的电路图。

图3是示出在第1实施方式的损伤预测装置中使用的微计算机的硬件的一例的框图。