本申請涉及一種生成規定的輸出信號的信號生成電路。
背景技術:
專利文獻1中公開有一種生成用于對半導體開關元件進行驅動的柵極驅動信號的信號生成電路即柵極驅動電路。
專利文獻1:國際公開第2015/029363號
在現有技術中,希望生成具有較大的峰值電流的輸出信號。
技術實現要素:
本申請的一個方式的信號生成電路具備充電電壓生成部、輸出電壓生成部、第一開關元件、第二開關元件、電荷蓄積元件、信號輸出端子以及信號輸出基準端子,上述充電電壓生成部具備第一信號輸入端子、第一信號輸入基準端子、充電電壓輸出端子以及充電電壓輸出基準端子,上述輸出電壓生成部具備第二信號輸入端子、第二信號輸入基準端子、輸出電壓輸出端子以及輸出電壓輸出基準端子,對上述第一信號輸入端子輸入以上述第一信號輸入基準端子為基準的第一輸入信號,對上述第二信號輸入端子輸入以上述第二信號輸入基準端子為基準的第二輸入信號,上述充電電壓生成部根據上述第一輸入信號生成對上述電荷蓄積元件進行充電的電壓,上述輸出電壓生成部根據上述第二輸入信號生成以從上述信號輸出端子輸出的上述信號輸出基準端子為基準的電壓,上述充電電壓輸出端子與上述第一開關元件的第一端子在第一連接點連接,上述充電電壓輸出基準端子與上述第一開關元件的第二端子在第二連接點連接,上述輸出電壓輸出端子與上述第二開關元件的第一端子在第三連接點連接,上述輸出電壓輸出基準端子與上述第二開關元件的第二端子在第四連接點連接,上述第三連接點與上述信號輸出端子連接,上述第四連接點與上述信號輸出基準 端子連接,上述第二連接點與上述第三連接點相互連接,上述電荷蓄積元件的第一端子與上述第一連接點連接,上述電荷蓄積元件的第二端子與上述第四連接點連接。
發明的效果
根據本申請,能夠生成具有較大的峰值電流的輸出信號。
附圖說明
圖1是表示實施方式1的信號生成電路1000的概略構成的電路圖。
圖2是表示第一輸入信號、第二輸入信號以及輸出信號的一個例子的圖。
圖3是表示實施方式1的信號生成電路2000的概略構成的電路圖。
圖4是表示實施方式2的信號生成電路1100的概略構成的電路圖。
圖5是表示實施方式2的變形例即信號生成電路1200的概略構成的電路圖。
圖6是表示實施方式3的信號生成電路的概略構成的電路圖。
圖7是表示實施方式3的信號生成電路的輸出電壓以及輸出電流的圖。
圖8是表示比較例的信號生成電路的輸出電壓以及輸出電流的圖。
符號說明
110 充電電壓生成部
120 輸出電壓生成部
S1 第一開關元件
S2 第二開關元件
Ca 電荷蓄積元件
303 信號輸出端子
304 信號輸出基準端子
具體實施方式
以下,參照附圖對本申請的實施方式進行說明。
此外,以下說明的實施方式均表示概括性或者具體的例子。以下的實施方式中示出的數值、形狀、材料、構成要素、構成要素的配置位置以及 連接方式、步驟、步驟的順序等為一個例子,主旨不在于限定本申請。此外,關于以下的實施方式的構成要素中、表示最上位概念的獨立請求項未記載的構成要素,作為任意的構成要素進行說明。
(實施方式1)
圖1是表示實施方式1的信號生成電路1000的概略構成的電路圖。
實施方式1的信號生成電路1000具備充電電壓生成部110、輸出電壓生成部120、第一開關元件S1、第二開關元件S2、電荷蓄積元件Ca、信號輸出端子303以及信號輸出基準端子304。
充電電壓生成部110具備第一信號輸入端子111、第一信號輸入基準端子112、充電電壓輸出端子113以及充電電壓輸出基準端子114。
輸出電壓生成部120具備第二信號輸入端子121、第二信號輸入基準端子122、輸出電壓輸出端子123以及輸出電壓輸出基準端子124。
對第一信號輸入端子111輸入以第一信號輸入基準端子112為基準的第一輸入信號。
對第二信號輸入端子121輸入以第二信號輸入基準端子122為基準的第二輸入信號。
充電電壓生成部110根據第一輸入信號生成對電荷蓄積元件Ca進行充電的電壓。
輸出電壓生成部120根據第二輸入信號,生成以從信號輸出端子303輸出的信號輸出基準端子304為基準的電壓。
充電電壓輸出端子113與第一開關元件S1的第一端子(例如,漏極端子)在第一連接點a1連接。
充電電壓輸出基準端子114與第一開關元件S1的第二端子(例如,源極端子)在第二連接點a2連接。
輸出電壓輸出端子123與第二開關元件S2的第一端子(例如,漏極端子)在第三連接點a3連接。
輸出電壓輸出基準端子124與第二開關元件S2的第二端子(例如,源極端子)在第四連接點a4連接。
第三連接點a3與信號輸出端子303連接。
第四連接點a4與信號輸出基準端子304連接。
第二連接點a2與第三連接點a3相互連接。
電荷蓄積元件Ca的第一端子與第一連接點a1連接。
電荷蓄積元件Ca的第二端子與第四連接點a4連接。
根據以上的構成,能夠生成對來自輸出電壓生成部的輸出電壓重疊了電荷蓄積元件的電荷而得到的輸出信號。即,能夠生成具有較大的峰值電流的輸出信號。由此,例如,如果將該輸出信號用于功率半導體器件的柵極驅動信號,則能夠對功率半導體器件的柵極迅速地施加電荷。由此,能夠使功率半導體器件的柵極電壓迅速上升。由此,能夠實現功率半導體器件的高速的開關。此外,通過使柵極電壓迅速地上升,由此能夠減小開關損失。
此外,根據以上的構成,通過對向第一輸入信號端子輸入的第一輸入信號的強度進行調整,由此能夠進行上升的峰值電流的調整。此外,通過對向第二輸入信號端子輸入的第二輸入信號的強度進行調整,能夠對輸出信號的強度(例如,用于維持功率半導體器件的導通狀態的電壓的強度)進行調整。由此,例如能夠更高精度地控制功率半導體器件的驅動。
此外,在實施方式1的信號生成電路1000中,充電電壓生成部110也可以根據第一輸入信號,生成使第一開關元件S1成為截止狀態的電壓,并向第一開關元件S1的導通控制端子(例如,柵極端子)輸出。
此外,在實施方式1的信號生成電路1000中,輸出電壓生成部120也可以根據第二輸入信號,生成使第二開關元件S2成為截止狀態的電壓,并向第二開關元件S2的導通控制端子(例如,柵極端子)輸出。
根據以上的構成,能夠根據相同的輸入信號(即,向第一輸入信號端子輸入的第一輸入信號)來生成用于第一開關元件的導通控制的電壓、以及用于使電荷蓄積于電荷蓄積元件的電壓。因此,能夠基于2個輸入信號(即,向第一輸入信號端子輸入的第一輸入信號以及向第二輸入信號端子輸入的第二輸入信號),來生成具有較大的峰值電流的輸出信號。由此,例如,即使在將使用絕緣元件而被絕緣傳送的信號用作為輸入信號的情況下,也能夠使所利用的絕緣元件的數量降低。由此,能夠實現信號生成電路的小型化。
此外,向第一開關元件的導通控制端子以及第二開關元件的導通控制 端子輸入的驅動控制信號,也可以通過與充電電壓生成部以及輸出電壓生成部相獨立的其他控制電路來生成。
此外,在實施方式1中,電荷蓄積元件Ca也可以為電容器。即,作為電荷蓄積元件Ca,可以使用能夠暫時地蓄積電荷的部件。
此外,在實施方式1中,第一開關元件S1或者第二開關元件S2也可以為晶體管。
例如,第一開關元件S1或者第二開關元件S2也可以為氮化物半導體的N型場效應晶體管。
例如,第一開關元件S1或者第二開關元件S2也可以為常導通型的晶體管(例如,P型)。
常導通型的晶體管為耗盡型晶體管。即,常導通型的晶體管是動作柵極電壓為負電壓的晶體管。例如,在柵極電壓相對于源極電壓比閾值(例如,負3V)低時,漏極與源極之間成為高電阻(截止狀態)。另一方面,在柵極電壓相對于源極電壓比閾值(例如,負3V)高時,漏極與源極之間成為通電(導通狀態)。此外,如果柵極電壓與源極電壓為同電位,則漏極與源極之間成為導通的狀態。
圖2是表示第一輸入信號以及第二輸入信號以及輸出信號的一個例子的圖。
第一輸入信號包含具有第一振幅的第一信號以及具有第二振幅的第二信號。
第一振幅是大于第二振幅的振幅。
第二輸入信號包含具有第三振幅的第三信號以及具有第四振幅的第四信號。
第四振幅是大于第三振幅的振幅。
向第一信號輸入端子輸入第一信號的期間的一部分與向第二信號輸入端子輸入第三信號的期間的一部分重疊(例如,圖2中的期間T1或者期間T3)。
向第一信號輸入端子輸入第二信號的期間的一部分與向第二信號輸入端子輸入第四信號的期間的一部分重疊(例如,圖2中的期間T2或者期間T4)。
此時,充電電壓生成部110也可以根據第一信號生成對電荷蓄積元件Ca進行充電的電壓。
此外,充電電壓生成部110也可以根據第一信號生成使第一開關元件S1成為截止狀態的電壓,并向第一開關元件S1的導通控制端子輸出。
此外,輸出電壓生成部120也可以根據第四信號生成從信號輸出端子303輸出的電壓。
此外,輸出電壓生成部120也可以根據第四信號生成使第二開關元件S2成為截止狀態的電壓,并向第二開關元件S2的導通控制端子輸出。
根據以上的構成,例如即使在間歇地生成多個輸出信號的情況下,也能夠對各個輸出信號附加峰值電流。例如,如圖2所示的例子那樣,在期間T2以及期間T4中,能夠生成具有較大的峰值電流的輸出信號。
此外,在實施方式1中,第一輸入信號與第二輸入信號也可以是相互互補的關系。
或者,向第一信號輸入端子輸入第一信號的期間與向第二信號輸入端子輸入第四信號的期間也可以重疊。
或者,向第一信號輸入端子輸入第二信號的期間與向第二信號輸入端子輸入第三信號的期間也可以重疊。
此外,第一輸入信號或者第二輸入信號也可以是具有3個以上的信號強度值的信號。
此外,在實施方式1中,也可以存在不輸入第一輸入信號和第二輸入信號的任一個的期間。
圖3是表示實施方式1中的信號生成電路2000的概略構成的電路圖。
如圖3所示的信號生成電路2000那樣,實施方式1的信號生成電路為,在上述信號生成電路1000的構成的基礎上,也可以具備第一絕緣元件410以及第二絕緣元件420。
此時,第一輸入信號也可以是經由第一絕緣元件410絕緣傳送的信號。
此外,第二輸入信號也可以是經由第二絕緣元件420絕緣傳送的信號。
此外,在實施方式1中,第一絕緣元件410也可以是第一電磁諧振耦合器。
此外,在實施方式1中,第二絕緣元件420也可以是第二電磁諧振耦 合器。
此時,第一輸入信號也可以是經由第一電磁諧振耦合器被絕緣傳送的高頻信號。
此外,第二輸入信號也可以是經由第二電磁諧振耦合器被絕緣傳送的高頻信號。
此外,通過電磁諧振耦合器被絕緣傳送的高頻信號的頻率,也可以是比信號生成電路2000生成的輸出信號的頻率高的頻率。
例如,通過電磁諧振耦合器被絕緣傳送的高頻信號的頻率為100MHz以上的頻率。
例如,信號生成電路2000生成的輸出信號的頻率為100kHz~數MHz的頻率。
此外,在實施方式1中,第一絕緣元件410的輸出側基準端子與第一信號輸入基準端子112也可以相連接。
此時,也可以在第一絕緣元件410的輸出側基準端子與第一信號輸入基準端子112之間設置電容器。
此外,在實施方式1中,第二絕緣元件420的輸出側基準端子與第二信號輸入基準端子122也可以相連接。
此時,也可以在第二絕緣元件420的輸出側基準端子與第二信號輸入基準端子122之間設置電容器。
此外,如圖3所示那樣,也可以通過實施方式1中的信號生成電路的輸出信號,來驅動開關元件500。
此時,信號輸出端子303與開關元件500的柵極端子連接。
此外,信號輸出基準端子304與開關元件500的源極端子連接。
來自信號輸出端子303的輸出信號,被作為柵極信號向開關元件500輸入,由此對開關元件500的導通/截止進行控制。
此時,來自信號輸出端子303的輸出信號的頻率例如也可以為100kHz~數MHz的程度。
此外,開關元件500例如也可以為IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絕緣柵雙極晶體管)等功率半導體器件。
也可以如以上的信號生成電路2000那樣,基于經由絕緣元件被絕緣傳 送的輸入信號,生成功率半導體器件的柵極驅動信號。
根據以上的構成,能夠通過絕緣元件來實現輸入側與功率半導體器件側的絕緣,并且能夠對功率半導體器件供給具有較大的峰值電流的驅動信號。
(實施方式2)
以下,作為實施方式1的具體的構成例,對實施方式2進行說明。與上述實施方式1重復的說明適當地省略。
圖4是表示實施方式2的信號生成電路1100的概略構成的電路圖。
在實施方式2的信號生成電路1100中,充電電壓生成部110具備第一整流部210以及第二整流部220。
第一整流部210具備輸入端子211、輸入基準端子212、輸出端子213以及輸出基準端子214。
以輸入基準端子212為基準,向輸入端子211輸入要整流的信號即第一輸入信號的一部分。
以輸出基準端子214為基準,從輸出端子213輸出整流后的信號。
第二整流部220具備輸入端子221、輸入基準端子222、輸出端子223以及輸出基準端子224。
以輸入基準端子222為基準,向輸入端子221輸入要整流的信號即第一輸入信號的一部分。
以輸出基準端子224為基準,從輸出端子223輸出整流后的信號。
第一信號輸入端子111與第一整流部210的輸入端子211以及第二整流部220的輸入端子221連接。
第一信號輸入基準端子112與第一整流部210的輸入基準端子212以及第二整流部220的輸入基準端子222連接。
第一整流部210的輸出端子213與充電電壓輸出端子113連接。
第一整流部210的輸出基準端子214與充電電壓輸出基準端子114連接。
第二整流部220的輸出端子223與第一開關元件S1的導通控制端子(例如,柵極端子)在第五連接點a5連接。
第二整流部220的輸出基準端子224與第二連接點a2連接。
第二連接點a2與第五連接點a5相互連接。
在此,在實施方式2中,第一輸入信號也可以包含具有第一振幅的第一信號以及具有第二振幅的第二信號。
第一振幅是大于第二振幅的振幅。
第一信號的一部分也可以由第一整流部210整流,由此生成對電荷蓄積元件Ca進行充電的電壓。
第一信號的一部分也可以由第二整流部220整流,由此生成使第一開關元件S1成為截止狀態的電壓。
此外,在實施方式2的信號生成電路1100中,輸出電壓生成部120具備第三整流部230以及第四整流部240。
第三整流部230具備輸入端子231、輸入基準端子232、輸出端子233以及輸出基準端子234。
以輸入基準端子232為基準,向輸入端子231輸入要整流的信號即第二輸入信號的一部分。
以輸出基準端子234為基準,從輸出端子233輸出整流后的信號。
第四整流部240具備輸入端子241、輸入基準端子242、輸出端子243以及輸出基準端子244。
以輸入基準端子242為基準,向輸入端子241輸入要整流的信號即第二輸入信號的一部分。
以輸出基準端子244為基準,從輸出端子243輸出整流后的信號。
第二信號輸入端子121與第三整流部230的輸入端子231以及第四整流部240的輸入端子241連接。
第二信號輸入基準端子122與第三整流部230的輸入基準端子232以及第四整流部240的輸入基準端子242連接。
第三整流部230的輸出端子233與輸出電壓輸出端子123連接。
第三整流部230的輸出基準端子234與輸出電壓輸出基準端子124連接。
第四整流部240的輸出端子243與第二開關元件S2的導通控制端子(例如,柵極端子)在第六連接點a6連接。
第四整流部240的輸出基準端子244與第四連接點a4連接。
第四連接點a4與第六連接點a6相互連接。
在此,在實施方式2中,第二輸入信號也可以包含具有第三振幅的第三信號以及具有第四振幅的第四信號。
第四振幅是大于第三振幅的振幅。
第四信號的一部分也可以由第三整流部230整流,由此生成從信號輸出端子303輸出的電壓。
第四信號的一部分也可以由第四整流部240整流,由此生成使第二開關元件S2成為截止狀態的電壓。
此外,在實施方式2中,作為第一整流部210、第二整流部220、第三整流部230以及第四整流部240,例如能夠使用單串聯(single shunt)型的整流電路、半波整流電路、全波整流電路、倍電壓整流電路、單串聯(single series)整流電路、以及使用了晶體管的整流電路等。
圖5是表示實施方式2的變形例即信號生成電路1200的概略構成的電路圖。
如圖5所示那樣,實施方式2的信號生成電路也可以具備第一電阻元件R1。
此時,第一電阻元件R1連接在第二連接點a2與第五連接點a5之間。
根據以上的構成,通過對第一電阻元件R1的電阻值進行調整,能夠對使第一開關元件S1從截止狀態成為導通狀態的速度進行調整。例如,通過減小第一電阻元件R1的電阻值,由此能夠將使第一開關元件S1從截止狀態成為導通狀態的速度高速化。
此外,實施方式2的信號生成電路也可以代替第一電阻元件R1,而具備使第一開關元件S1在通常狀態下成為導通狀態的電路。
此外,如圖5所示那樣,實施方式2的信號生成電路也可以具備電容器Cb1以及電容器Cb2。
此時,電容器Cb1連接在第一信號輸入端子111與第一整流部210的輸入端子211之間。
此外,電容器Cb2連接在第一信號輸入端子111與第二整流部220的輸入端子221之間。
此時,電容器Cb1的電容與電容器Cb2的電容可以不同。
根據以上的構成,能夠調整向第一輸入信號端子111輸入的第一輸入信號的電力中、向第一整流部210和第二整流部220分別分配的電力之比例。由此,能夠調整用于對電荷蓄積元件Ca進行充電的電壓的大小、以及用于使第一開關元件S1成為截止狀態的電壓的大小。
此外,實施方式2的信號生成電路也可以僅具備電容器Cb1以及電容器Cb2中的任一方。
或者,實施方式2的信號生成電路也可以代替電容器Cb1以及電容器Cb2,而具備能夠對向第一整流部210和第二整流部220輸入的電壓進行分離的電路。
此外,如圖5所示那樣,實施方式2的信號生成電路也可以具備二極管Da1(例如,削波二極管)。
此時,二極管Da1連接在第二連接點a2與第一開關元件S1的導通控制端子之間。
根據以上的構成,在對第一開關元件S1的源極端子施加有來自第三整流部230的輸出端子233的輸出即正電壓的情況下,能夠抑制第一開關元件S1的柵極電壓變得低于第一開關元件S1的電壓。
此外,二極管Da1的陽極也可以與第一開關元件S1的導通控制端子連接。
此外,作為二極管Da1也可以是多個二極管串聯地連接。
此外,如圖5所示那樣,實施方式2的信號生成電路也可以具備第二電阻元件R2。
此時,第二電阻元件R2連接在第四連接點a4與第六連接點a6之間。
根據以上的構成,通過對第二電阻元件R2的電阻值進行調整,由此能夠對使第二開關元件S2從截止狀態成為導通狀態的速度進行調整。例如,通過減小第二電阻元件R2的電阻值,由此能夠將使第二開關元件S2從截止狀態成為導通狀態的速度高速化。
此外,實施方式2的信號生成電路也可以代替第二電阻元件R2,而具備使第二開關元件S2在通常狀態下成為導通狀態的電路。
此外,如圖5所示那樣,實施方式2的信號生成電路也可以具備電容器Cb3以及電容器Cb4。
此時,電容器Cb3連接在第二信號輸入端子121與第三整流部230的輸入端子231之間。
此外,電容器Cb4連接在第二信號輸入端子121與第四整流部240的輸入端子241之間。
此時,電容器Cb3的電容也可以與電容器Cb4的電容不同。
根據以上的構成,能夠調整向第二輸入信號端子121輸入的第二輸入信號的電力中、向第三整流部230和第四整流部240分別分配的電力之比例。由此,能夠調整從信號輸出端子303輸出的電壓的大小、以及用于使第二開關元件S2成為截止狀態的電壓的大小。
此外,實施方式2的信號生成電路也可以僅具備電容器Cb3以及電容器Cb4中的任一方。
或者,實施方式2的信號生成電路也可以代替電容器Cb3以及電容器Cb4,而具備能夠對向第三整流部230和第四整流部240輸入的電壓進行分離的電路。
此外,如圖5所示那樣,實施方式2的信號生成電路也可以具備二極管Da2(例如,削波二極管)。
此時,二極管Da2連接在第四連接點a4與第二開關元件S2的導通控制端子之間。
根據以上的構成,能夠抑制作為來自第四整流部240的輸出端子243的輸出而有過大的負電壓施加于第二開關元件S2。由此,能夠抑制由于施加過大的負電壓而產生的第二開關元件S2從截止狀態成為導通狀態的速度降低。
此外,二極管Da2的陰極也可以與第二開關元件S2的導通控制端子連接。
此外,作為二極管Da2也可以是多個二極管串聯地連接。
此外,實施方式2中所示的構成的一部分,也可以被適當地選擇性地用作為實施方式1的信號生成電路的構成。
(實施方式3)
以下,作為實施方式2的具體的構成例,對實施方式3進行說明。與上述實施方式2重復的說明被適當地省略。
圖6是表示實施方式3的信號生成電路的概略構成的電路圖。
在實施方式3的信號生成電路1300中,第一開關元件為常導通型的晶體管。
此時,從第一整流部210的輸出端子213輸出以第一整流部210的輸出基準端子214為基準的正電壓。
此外,從第二整流部220的輸出端子223輸出以第二整流部220的輸出基準端子224為基準的負電壓。
在更具體的一個例子中,在實施方式3的信號生成電路1300中,第一整流部具備電感器L1、電容器Cc1以及二極管Db1。
第一整流部210的輸入基準端子212與第一整流部210的輸出基準端子214連接。
電感器L1連接在第一整流部210的輸入端子211與第一整流部210的輸出端子213之間。
電容器Cc1的第一端子連接于將電感器L1與第一整流部210的輸出端子213相連的路徑上。
電容器Cc1的第二端子與第一整流部210的輸出基準端子214連接。
二極管Db1的陰極連接于將電感器L1與第一整流部210的輸入端子211相連的路徑上。
二極管Db1的陽極與第一整流部210的輸入基準端子212連接。
此外,在更具體的一個例子中,在實施方式3的信號生成電路1300中,第二整流部220具備電感器L2、電容器Cc2以及二極管Db2。
第二整流部220的輸入基準端子222與第二整流部220的輸出基準端子224連接。
電感器L2連接在第二整流部220的輸入端子221與第二整流部220的輸出端子223之間。
電容器Cc2的第一端子連接于將電感器L2與第二整流部220的輸出端子223相連的路徑上。
電容器Cc2的第二端子與第二整流部220的輸出基準端子224連接。
二極管Db2的陽極連接于將電感器L2與第二整流部220的輸入端子221相連的路徑上。
二極管Db2的陰極與第二整流部220的輸入基準端子222連接。
此外,在實施方式3的信號生成電路1300中,第二開關元件S2為常導通型的晶體管。
此時,從第三整流部230的輸出端子233輸出以第三整流部230的輸出基準端子234為基準的正電壓。
此外,從第四整流部240的輸出端子243輸出以第四整流部240的輸出基準端子244為基準的負電壓。
在更具體的一個例子中,在實施方式3的信號生成電路1300中,第三整流部230具備電感器L3、電容器Cc3以及二極管Db3。
第三整流部230的輸入基準端子232與第三整流部230的輸出基準端子234連接。
電感器L3連接在第三整流部230的輸入端子231與第三整流部230的輸出端子233之間。
電容器Cc3的第一端子連接于將電感器L3與第三整流部230的輸出端子233相連的路徑上。
電容器Cc3的第二端子與第三整流部230的輸出基準端子234連接。
二極管Db3的陰極連接于將電感器L3與第三整流部230的輸入端子231相連的路徑上。
二極管Db3的陽極與第三整流部230的輸入基準端子232連接。
此外,在更具體的一個例子中,在實施方式3的信號生成電路1300中,第四整流部240具備電感器L4、電容器Cc4以及二極管Db4。
第四整流部240的輸入基準端子242與第四整流部240的輸出基準端子244連接。
電感器L4連接在第四整流部240的輸入端子241與第四整流部240的輸出端子243之間。
電容器Cc4的第一端子連接于將電感器L4與第四整流部240的輸出端子243相連的路徑上。
電容器Cc4的第二端子與第四整流部240的輸出基準端子244連接。
二極管Db4的陽極連接于將電感器L4與第四整流部240的輸入端子241相連的路徑上。
二極管Db4的陰極與第四整流部240的輸入基準端子242連接。
如以上那樣,在實施方式3的信號生成電路1300中,第一整流部210、第二整流部220、第三整流部230以及第四整流部240為單串聯型的整流電路。
此外,二極管Db1、二極管Db2、二極管Db3以及二極管Db4例如也可以是氮化物半導體的肖特基勢壘二極管。
二極管Db1、二極管Db2、二極管Db3以及二極管Db4也可以是以高頻進行動作的二極管、且各自的特性不同。
圖6表示實施方式3的信號生成電路2100的概略構成。
實施方式3的信號生成電路2100為,除了上述信號生成電路1300的構成以外,還具備第一絕緣元件410即第一電磁諧振耦合器、以及第二絕緣元件420即第二電磁諧振耦合器。
將以上的信號生成電路2100作為具體例,以下對信號生成電路的動作的一個例子進行說明。
此外,在以下的動作例中,如圖6所示那樣,例示出通過信號生成電路2100的輸出信號來驅動開關元件500的情況。
此外,在以下的動作例中,關于向第一電磁諧振耦合器以及第二電磁諧振耦合器輸入的高頻信號,作為一個例子均采用將2.4GHz的高頻進行振幅調制后的信號。
此時,在向第一電磁諧振耦合器以及第二電磁諧振耦合器輸入的高頻信號中,輸出時(導通)的輸出信號強度為+20dBm。
此外,在向第一電磁諧振耦合器以及第二電磁諧振耦合器輸入的高頻信號中,非輸出時(截止)的輸出信號強度為-10dBm。
此外,在向第一電磁諧振耦合器輸入高頻信號的期間,不向第二電磁諧振耦合器輸入高頻信號。
通過以上,經由第一電磁諧振耦合器被絕緣傳送的高頻信號,被生成為圖2所示那樣的第一輸入信號。
此外,經由第二電磁諧振耦合器被絕緣傳送的高頻信號,被生成為圖2所示那樣的第二輸入信號。
此外,向第一電磁諧振耦合器以及第二電磁諧振耦合器輸入的高頻信 號,也可以是相互不同頻率的高頻被振幅變調后的信號。
以下,對圖2的期間T1、期間T2以及期間T3各自中的動作例進行說明。
<期間T1>
向第一信號輸入端子111輸入以第一信號輸入基準端子112為基準的第一輸入信號。
由此,向第二整流部220的輸入端子221輸入第一輸入信號。
第二整流部220對所輸入的第一輸入信號進行整流。
由此,從第二整流部220的輸出端子223輸出以第二整流部220的輸出基準端子224為基準的負電壓。
從第二整流部220的輸出端子223輸出的負電壓被施加于第一開關元件S1的導通控制端子。
因此,第一開關元件S1成為截止狀態。即,第一開關元件S1的漏極和源極被斷絕。
另一方面,不向第二信號輸入端子121輸入第二輸入信號。
因此,從第四整流部240的輸出端子243不輸出負電壓。
在此,第二開關元件S2的導通控制端子與第二開關元件S2的源極端子連接。
因此,第二開關元件S2成為導通狀態。
此外,向第一整流部210的輸入端子211輸入第一輸入信號。
第一整流部210對所輸入的第一輸入信號進行整流。
由此,從第一整流部210的輸出端子213輸出以第一整流部210的輸出基準端子214為基準的正電壓。
如上述那樣,第一開關元件S1成為截止狀態,并且第二開關元件S2成為導通狀態。
由此,通過從第一整流部210的輸出端子213輸出的正電壓,在電荷蓄積元件Ca蓄積電荷。
電荷蓄積元件Ca的基準點為信號輸出基準端子304。
此外,第一開關元件S1的基準點為第一整流部210的輸出基準端子214。
如上述那樣,通過使第二開關元件S2成為導通狀態,由此能夠將信號輸出基準端子304與第一整流部210的輸出基準端子214連接。由此,能夠將不同基準點共用化。
由此,能夠同時進行向電荷蓄積元件Ca的電荷的蓄積以及向第一開關元件S1的柵極電壓的供給。
此外,信號輸出端子303與信號輸出基準端子304導通。
因此,從信號輸出端子303不生成以信號輸出基準端子304為基準的輸出信號。
即,不生成功率半導體器件500的驅動信號。因此,功率半導體器件500成為截止狀態。功率半導體器件500的柵極端子與源極端子為導通的狀態。
<期間T2>
向第二信號輸入端子121輸入以第二信號輸入基準端子122為基準的第二輸入信號。
由此,向第四整流部240的輸入端子241輸入第二輸入信號。
第四整流部240對所輸入的第二輸入信號進行整流。
由此,從第四整流部240的輸出端子243輸出以第四整流部240的輸出基準端子244為基準的負電壓。
從第四整流部240的輸出端子243輸出的負電壓被施加于第二開關元件S2的導通控制端子。
因此,第二開關元件S2成為截止狀態。即,第二開關元件S2的漏極與源極被斷絕。
由此,信號輸出端子303與信號輸出基準端子304成為不相互連接的狀態。
另一方面,不向第一信號輸入端子111輸入第一輸入信號。
因此,從第二整流部220的輸出端子223不輸出負電壓。
在此,第一開關元件S1的導通控制端子與第一開關元件S1的源極端子連接。
因此,第一開關元件S1成為導通狀態。
如以上那樣,第一開關元件S1成為導通狀態,并且第二開關元件S2 成為截止狀態。
由此,電荷蓄積元件Ca的第一端子與信號輸出端子303成為導通的狀態。
并且,電荷蓄積元件Ca的第二端子與信號輸出基準端子304成為導通的狀態。
此時,電荷蓄積元件Ca所蓄積的電荷從信號輸出端子303輸出。
如以上那樣,在向第二信號輸入端子121輸入第二輸入信號的瞬間,第一開關元件S1成為截止狀態。此時,電荷蓄積元件Ca所蓄積的電荷向信號輸出端子303供給。
因此,在使功率半導體器件500成為導通狀態的瞬間,能夠向功率半導體器件500的柵極端子供給較大的柵極峰值電流。
此外,向第三整流部230的輸入端子231輸入第二輸入信號。
第三整流部230對所輸入的第二輸入信號進行整流。
由此,從第三整流部230的輸出端子233輸出以第三整流部230的輸出基準端子234為基準的正電壓。
在此,第三整流部230的輸出端子233與信號輸出端子303連接。
此外,第二開關元件S2成為截止狀態。
因此,從第三整流部230的輸出端子233輸出的正電壓被施加于信號輸出端子303。
通過以上,即使在電荷蓄積元件Ca所蓄積的電荷全部被供給之后,從第三整流部230的輸出端子233輸出的正電壓也作為輸出信號而從信號輸出端子303輸出。
由此,能夠向功率半導體器件500的柵極端子供給用于功率半導體器件500維持導通狀態的電壓。
<期間T3>
不進行向第二信號輸入端子121的第二輸入信號的輸入。
此時,從第四整流部240的輸出端子243不輸出負電壓。
在此,第二開關元件S2的導通控制端子與第二開關元件S2的源極端子連接。
因此,第二開關元件S2成為導通狀態。
此時,信號輸出端子303與信號輸出基準端子304導通。
因此,從信號輸出端子303不生成以信號輸出基準端子304為基準的輸出信號。
此時,功率半導體器件500的柵極端子與源極端子成為短路的狀態。
因此,能夠使功率半導體器件500快速成為截止狀態。
此外,向第二開關元件S2的導通控制端子施加從第三整流部230生成的較大的負電壓時,第二開關元件S2成為導通的時間延遲。因此,通過設置二極管Da2,能夠不過于施加負電壓。在該動作例中,作為二極管Da2,使用了閾值為4V的二極管。
圖7是表示實施方式3的信號生成電路的輸出電壓以及輸出電流的圖。
圖8是表示比較例的信號生成電路的輸出電壓以及輸出電流的圖。
作為比較例,使用了一般公知的半橋電路。即,在比較例中,不具備實施方式那樣的充電電壓生成部、輸出電壓生成部以及電荷蓄積元件。
如圖7所示那樣,如果是實施方式3的信號生成電路,則在開關的接通時能夠向功率半導體器件的柵極供給較大的柵極峰值電流。
即,能夠對功率半導體器件的柵極迅速施加電荷。因此,能夠使柵極電壓迅速上升。由于使柵極電壓迅速上升,因此能夠使開關損失非常小。并且,由于迅速上升,因此還能夠實現高速的開關。并且,能夠在功率半導體器件的導通狀態下供給穩定的柵極電壓。
如此,在實施方式3中,通過第一電磁諧振耦合器和第二電磁諧振耦合器這2個諧振耦合器,能夠提供可供給較大的柵極峰值電流的柵極驅動電路。由于能夠通過2個諧振耦合器來構成,因此能夠使柵極驅動電路小型化。并且,能夠低價地構成。在實施方式3中,由于能夠供給較大的柵極峰值電流,因此能夠使功率半導體器件高速地導通。即,能夠實現低損失的開關以及高速的開關。此外,由于能夠供給較大的柵極峰值電流,因此能夠驅動柵極電容較大并且以低損失對大電流進行開關的較大的功率半導體開關。
此外,如果是實施方式3的信號生成電路,則通過對第一輸入信號的強度進行調整,能夠進行上升的柵極峰值電流的調整。
此外,如果是實施方式3的信號生成電路,則通過對第二輸入信號的 強度進行調整,能夠對在導通狀態時輸出的柵極電壓的大小進行調整。
此外,在實施方式3中示出的構成的一部分,也可以適當地、選擇性地用作為實施方式1或者實施方式2的信號生成電路的構成。
此外,在上述實施方式1~3中,“2個元件間的連接”(例如,某個元件與其他元件連接),不僅是直接的連接,還意味著電連接以及在這2個元件間存在其他元件(例如,無損于實施方式的功能的布線、電阻元件等)的連接。
此外,本申請不限定于這些實施方式或者其變形例。只要不脫離本申請的主旨,能夠對本實施方式或者其變形例實施本領域技術人員能夠想到的各種變形,或者將不同實施方式或者其變形例的構成要素組合而構建的方式也包含于本申請的范圍內。
工業上的可利用性
本申請例如能夠利用于電力轉換器、電力系統等。