电力变换装置

技术领域

本发明涉及电力变换装置，更特定的是涉及具有受导通关断控制的半导体开关元件的电力变换装置。

背景技术

使用了GaN(Gallium Nitride，氮化镓)－FET(Field Effect Transistor，场效应晶体管)等宽带隙半导体的开关元件接通的电压阈值比使用了硅的开关元件低。除此之外，使用了宽带隙半导体的开关元件的特征在于高速开关动作，与使用了硅的开关元件相比，有容易产生开关噪声的影响所致的误动作的倾向。

由于这些主要原因，在宽带隙半导体开关元件中，在刚刚断开之后周期性地在长期间重复接通和断开的连锁性误动作现象被普遍知晓。

另一方面，以往以来研究了对在普通的半导体开关元件的断开时产生的电压的振铃(ringing)的对策。例如，在国际公开第2015/049736号(专利文献1)中，公开了与逆变器等的支路并联地连接CR缓冲电路，从而抑制功率器件的封装体所具有的寄生电感所引起的振铃的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2015/049736号

发明内容

振铃是在半导体开关元件的断开时主要因功率器件的封装体所具有的寄生电感所积蓄的能量而端子间电压(例如，FET的源极及漏极间电压)振动的现象。即，振铃与上述连锁性误动作现象的产生原因以及产生机制不同。

因而，即使将专利文献1所记载的结构应用于具有有可能会产生连锁性误动作现象的半导体开关元件的电力变换装置，也有可能会无法有效地抑制连锁性误动作现象。

本发明是为了解决这样的课题而完成的，本发明的目的在于提供在具有半导体开关元件的电力变换装置中即使使半导体开关元件高速地导通关断，也能够稳定地定常动作的结构。

在本发明的某个方面，电力变化装置具备：高电压侧的第1电力线；低电压侧的第2电力线；直流电容器；支路，具有多个半导体开关元件；以及衰减器。直流电容器连接于第1以及第2电力线之间。支路在第1以及第2电力线之间，与直流电容器并联地连接。多个半导体开关元件经由与负载连接的输出端而串联连接于第1以及第2电力线之间。衰减器连接于主电路环路。主电路环路由直流电容器、第1以及第2电力线、多个半导体开关元件中的导通状态的半导体开关元件、输出端、及多个半导体开关元件中的关断状态的半导体开关元件的漏极源极间寄生电容形成。衰减器构成为使主电路环路的寄生分量所致的共振衰减。

根据本发明，使由主电路环路的寄生分量形成的共振电路的共振频率下的导纳下降，提高电压变动的衰减效果，从而能够抑制半导体开关元件的连锁性误动作现象。其结果，即使使半导体开关元件高速地导通关断，也能够使电力变换装置稳定地定常动作。

附图说明

图1是示出应用本实施方式的电力变换装置的基本结构的电路图。

图2是记载有图1所示的基本结构的寄生分量的等效电路图。

图3是示出实施方式1的电力变换装置的结构的第1例子的电路图。

图4是说明图3所示的衰减器的结构例的电路图。

图5是示出实施方式1的电力变换装置的结构的第2例子的电路图。

图6是说明图5所示的衰减器的结构例的电路图。

图7是示出实施方式2的电力变换装置的结构的第1例子的电路图。

图8是说明图7所示的电力变换装置中的检测部的配置的变形例的电路图。

图9是示出实施方式2的电力变换装置的结构的第2例子的电路图。

图10是说明图7所示的电力变换装置中的检测部的配置的变形例的电路图。

图11是示出实施方式2的变形例的电力变换装置的结构的第1例子的电路图。

图12是示出实施方式2的变形例的电力变换装置的结构的第2例子的电路图。

图13是示出实施方式3的电力变换装置的结构的基本结构的电路图。

图14是记载有图13所示的基本结构的寄生分量的等效电路图。

图15是示出实施方式3的电力变换装置的结构的第1例子的电路图。

图16是示出实施方式3的电力变换装置的结构的第2例子的电路图。

图17是示出实施方式3的变形例的电力变换装置的结构的第1例子的电路图。

图18是示出实施方式3的变形例的电力变换装置的结构的第2例子的电路图。

(符号说明)

10：直流电容器；20、20a、20b：支路；21、22：半导体开关元件；23、24：栅极驱动器；30a、30a1、30a2、30b、30b1、30b2、31a、31b：衰减器；34：磁缓冲器；35：辅助开关元件；40：检测部；41：一次绕组；42：二次绕组；50：控制部；100、100a、100b、101a、101b：电力变换装置；Cdg1、Cdg1a、Cdg1b、Cdg2、Cdg2a、Cdg2b：漏极－栅极间寄生电容；Cds1、Cds1a、Cds1b、Cds2、Cds2a、Cds2b：漏极－源极间寄生电容；Cgs1、Cgs1a、Cgs1b、Cgs2、Cgs2a、Cgs2b：栅极－源极间寄生电容；Csn：电容器(衰减器)；D1～D3：二极管；MLP1、MLP2：主电路环路；N1～N6、No、Nout、Nx、Ny：节点；NL、PL：电力线；R1：栅极电阻；Rsn：电阻元件(衰减器)；S1、S2、S3：开关，Tr：变压器。

具体实施方式

以下，参照附图，详细地说明本发明的实施方式。此外，以下，对图中的相同或者相当部分附加相同的符号，原则上不重复其说明。

实施方式1.

首先，使用图1以及图2，说明应用本实施方式的电力变换装置的基本的结构。

参照图1，电力变换装置100具备高电压侧的电力线PL以及低电压侧的电力线NL、直流电容器10、支路20以及栅极驱动器23、24。高电压侧的电力线PL以及低电压侧的电力线NL与未图示的直流电源的正极侧以及负极侧连接。直流电容器10连接于电力线PL上的节点N1以及电力线NL上的节点N2之间。

支路20具有半导体开关元件21以及22，该半导体开关元件21以及22经由节点Nout串联地连接于电力线PL以及NL之间。节点Nout相当于支路20的“输出端”，经由未图示的电感器以及/或者电容器等连接于负载。

半导体开关元件21包括开关S1和与开关S1反并联地连接的二极管D1。开关S1的控制电极(栅极)经由栅极电阻R1连接于栅极驱动器23。同样地，半导体开关元件22包括开关S2和与开关S2反并联地连接的二极管D2。开关S2的控制电极(栅极)经由栅极电阻R2连接于栅极驱动器24。栅极电阻R1以及R2通常通过配置电阻元件而形成。

栅极驱动器23以及24输出用于使开关S1以及S2导通关断的驱动信号。一般而言，驱动信号生成为用于使构成同一支路20的半导体开关元件21以及22互补地导通关断的电压脉冲。此外，在本说明书中，关于开关S1的导通关断，还称为半导体开关元件21的导通关断。同样地，关于开关S2的导通关断，还称为半导体开关元件22的导通关断。

半导体开关元件21、22能够由能够利用来自栅极驱动器23以及24的驱动信号来进行导通关断控制的、MOS(Metal Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体)－FET或者IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)等构成。另外，半导体开关元件21、22既可以使用硅材料来构成，还能够使用碳化硅(NiC)、氮化镓(GaN)、氧化镓(Ga

图2示出图1所示的基本结构的等效电路图。在图2中，还记载有电路内的寄生分量。

参照图2，在电力线PL上的节点N1以及电力线NL上的节点N2之间，由于直流电容器10以及布线群，存在电容分量Ccon、电阻分量Rcon、以及感应分量Lcon。感应分量Lcon以及电阻分量Rcon相当于直流电容器10的ESL(Equivalent Series Inductance，等效串联电感)以及ESR(Equivalent Series Resistance，等效串联电阻)。

另外，在节点N1与和电力线PL连接的半导体开关元件21的漏极端子之间，存在电阻分量Rdcp以及感应分量Ldcp。同样地，在节点N2与和电力线NL连接的半导体开关元件22的源极端子之间，存在电阻分量Rdcn以及感应分量Ldcn。

在节点Nout与和节点Nout连接的半导体开关元件21的源极端子之间，存在电阻分量Racp以及感应分量Lacp。同样地，在节点Nout与和节点Nout连接的半导体开关元件22的漏极端子之间，存在电阻分量Racn以及感应分量Lacn。

进而，半导体开关元件21的电容分量用漏极－源极间寄生电容Cds1、漏极－栅极间寄生电容Cdg1以及栅极－源极间寄生电容Cgs1表示。如图2所示，Cdg1以及Cgs1的串联电路为与Cds1并联地连接的结构。

同样地，半导体开关元件22的电容分量用漏极－源极间寄生电容Cds2、漏极－栅极间寄生电容Cdg2以及栅极－源极间寄生电容Cgs2表示。而且，Cdg2以及Cgs2的串联电路为与Cds2并联地连接的结构。

如图2所示，根据电力变换装置100的基本结构，在半导体开关元件21的导通时，由直流电容器10、电力线PL、半导体开关元件21(导通状态)、节点Nout、半导体开关元件22的漏极－源极间寄生电容Cds2以及电力线NL构成主电路环路MLP1。另一方面，在半导体开关元件22导通时，由直流电容器10、电力线PL、半导体开关元件21的漏极－源极间寄生电容Cds1、节点Nout、半导体开关元件22(导通状态)以及电力线NL构成主电路环路MLP2。通常，半导体开关元件21以及22的特性被设计成共同，所以以下，在总括地记载主电路环路MLP1以及MLP2的情况下，还称为主电路环路MLP。

主电路环路MLP形成基于图2中所示的寄生分量的共振电路。因此，在半导体开关元件21或者22断开时，当产生该共振电路的共振频率附近的电压变动时，该电压变动持续，从而有可能产生在断开后周期性地重复接通以及断开的连锁性误动作现象。该连锁性误动作现象特别容易在接通的电压阈值低的半导体开关元件中产生。另外，关于进行高速开关的半导体开关元件，也有开关频率接近寄生分量所致的共振频率的倾向，所以容易产生连锁性误动作现象。根据这些观点，被理解的是在使用上述宽带隙半导体来构成半导体开关元件21、22时，容易产生连锁性误动作现象。

使用图3～图6，说明本发明的实施方式1的电力变换装置的结构。

图3是示出实施方式1的电力变换装置的结构的第1例子的电路图。

参照图3，实施方式1的第1例子的电力变换装置100a除了具备图1以及图2所示的基本结构之外，还具备用于抑制连锁性误动作的衰减器30a。

衰减器30a连接于电力线PL上的节点N3与电力线NL上的节点N4之间。即，衰减器30a与支路20以及直流电容器10并联连接。

节点N3位于节点N1以及半导体开关元件21的漏极端子之间。同样地，节点N4位于节点N2以及半导体开关元件22的源极端子之间。由此，图2所示的电阻分量Rdcp和感应分量Ldcp以节点N3为边界，分割为电阻分量Rdcp1以及Rdcp2(Rdcp＝Rdcp1+Rdcp2)和感应分量Ldcp1以及Ldcp2(Ldcp＝Ldcp1+Ldcp2)。同样地，图2所示的电阻分量Rdcn和感应分量Ldcn以节点N4为边界，分割为电阻分量Rdcn1以及Rdcn2(Rdcn＝Rdcn1+Rdcn2)和感应分量Ldcn1以及Ldcn2(Ldcn＝Ldcn1+Ldcn2)。

图4示出图3所示的衰减器30a的结构例。

参照图4，衰减器30a具有构成所谓的缓冲电路的、电阻元件Rsn以及电容器Csn的串联电路。电阻元件Rsn以及电容器Csn电连接于节点N3以及N4之间。此外，以下，关于电阻元件Rsn的电阻值，也记载为Rsn，关于电容器Csn的电容值，也记载为Csn。

衰减器30a为了使包括具有直流电容器10的ESL(Equivalent SeriesInductance，等效串联电感)的环路电感和半导体开关元件21、22的主电路环路MLP1、MLP2(图2)所致的共振衰减，与主电路环路MLP1以及MLP2电连接。

与主电路环路MLP1以及MLP2并联连接的衰减器30a构成为截止频率fc比主电路环路MLP的共振频率fr低。

当关于半导体开关元件21以及22的漏极－源极间电容，设为Cds1＝Cds2＝Cds时，主电路环路MLP的共振频率fr通过下述式(1)来表示。

其中，Lr＝Lcon+Ldcp+Lacp+Lacn+Ldcn

另外，衰减器30a的截止频率fc通过下述式(2)来表示。

fc＝1/(2·π·Rsn·Csn)...(2)

即，以成为fc

图5是示出实施方式1的电力变换装置的结构的第2例子的电路图。

参照图5，实施方式1的第2例子的电力变换装置100b与图3所示的电力变换装置100a相比，不同点在于不具备衰减器30a，而具备衰减器30b。衰减器30b与支路20以及直流电容器10串联连接。例如，衰减器30b插入连接到电力线PL。由此，图2所示的电阻分量Rdcp和感应分量Ldcp以衰减器30b为边界，分割为电阻分量Rdcp1以及Rdcp2(Rdcp＝Rdcp1+Rdcp2)和感应分量Ldcp1以及Ldcp2(Ldcp＝Ldcp1+Ldcp2)。

图6示出图5所示的衰减器30b的结构例。

参照图6，衰减器30b包括变压器Tr和磁缓冲器34。变压器Tr具有与电力线PL串联连接的一次绕组41、以及与一次绕组41磁耦合的二次绕组42。一次绕组41以及二次绕组42之间电绝缘。磁缓冲器34与二次绕组42串联地连接，例如，能够由能够对电抗进行可变控制的可饱和电抗器、或在高频下电阻分量占主导地位的铁氧体磁珠等构成。

关于衰减器30b，还能够做成不使用变压器的结构。在该情况下，能够将能够对电抗进行可变控制的可饱和电抗器、或者在高频下电阻分量占主导地位的铁氧体磁珠等作为衰减器30b而串联地连接于电力线PL或者NL上。或者，还能够以围绕电力线PL或者NL的方式配置利用具有如在高频下电阻分量占主导地位那样的特性的铁氧体材等制作出的环状的芯，从而构成衰减器30b。

与主电路环路MLP串联连接的衰减器30b构成为使主电路环路MLP的共振频率fr下的阻抗比半导体开关元件21、22的开关频率下的阻抗高。换言之，以实现这样的频率特性的方式，选定磁缓冲器34。

通过衰减器30b的配置，能够抑制半导体开关元件21、22的开关所致的主电路环路MLP中的电力损耗，并且使主电路环路MLP的共振频率下的导纳下降。其结果，不使通常的开关动作中的效率下降，而提高在断开时在主电路环路MLP内产生的电压变动的衰减效果，从而能够抑制半导体开关元件21、22的连锁性误动作现象。

此外，衰减器30b只要与主电路环路MLP串联连接，就既可以插入连接到电力线NL，也可以连接于直流电容器10与电力线PL或NL之间。进而，衰减器30b也可以连接于半导体开关元件21与电力线PL之间、半导体开关元件21或22与节点Nout之间、或者半导体开关元件22以及电力线NL之间。另外，衰减器30b也可以配置于多个部位。即，衰减器30b能够设置于电力线PL以及NL中的至少一方。

这样，在实施方式1的电力变换装置100a、100b中，配置与主电路环路MLP并联连接的衰减器30a、以及与主电路环路MLP串联连接的衰减器30b中的至少一方。即，还能够将衰减器30a以及30b这两方连接于主电路环路MLP。

由此，使主电路环路MLP的共振频率下的导纳下降而提高电压变动的衰减效果，从而能够抑制半导体开关元件21、22的连锁性误动作现象。其结果，即使使构成支路的半导体开关元件高速地导通关断，也能够使电力变换装置稳定地定常动作。

此外，如上所述，在本实施方式中，半导体开关元件21、22的半导体材料并不被限制，但关于使用了GaN等宽带隙半导体的、以低电压阈值以及高速开关为特征的半导体开关元件，也能够有效地抑制连锁性误动作的产生。

实施方式2.

图7是示出实施方式2的电力变换装置的结构的第1例子的电路图。

参照图7，实施方式2的第1例子的电力变换装置101a与图3以及图4所示的电力变换装置100a相比，在还具备检测部40以及控制部50这点、及不具备衰减器30a而具备衰减器31a这点上不同。

检测部40构成为检测电力线PL、NL的电压以及/或者电流。例如，能够由检测部40检测直流电容器10的电压以及/或者直流电容器10与支路20之间的电流。

衰减器31a与衰减器30a(图4)相比，包括与电阻元件Rsn以及电容器Csn串联地连接的辅助开关元件35。辅助开关元件35包括开关S3和与开关S3反并联地连接的二极管D3。

开关S3依照来自控制部50的控制信号而导通关断。以下，将开关S3的导通关断还称为辅助开关元件35的导通关断。辅助开关元件35能够由晶体管(例如，MOS－FET)等构成。

检测部40的检测值被输入到控制部50。因而，控制部50依照基于检测部40的电压以及/或者电流的检测值，生成衰减器31a中的辅助开关元件35的控制信号。

衰减器31a在辅助开关元件35导通时，相对于主电路环路MLP，与在实施方式1中说明的衰减器30a等同地发挥功能。另一方面，在辅助开关元件35关断时，衰减器31a中的电阻元件Rsn以及电容器Csn的电流通过被截断。即，在辅助开关元件35的关断期间，不产生衰减器31a所致的电力损耗。

控制部50例如以在由检测部40检测到的电压以及/或者电流比预先决定的阈值大时使辅助开关元件35导通，而除此以外时使辅助开关元件35关断的方式，生成辅助开关元件35的控制信号。一般而言，在大电压以及大电流的开关时产生半导体开关元件21、22的连锁性误动作的可能性高，所以该阈值能够根据半导体开关元件21、22的特性，与容易产生连锁性误动作的动作区域(电压/电流)的边界对应地预先决定。

或者，检测部40还能够如图8所示的变形例那样配置。

参照图8，检测部40能够检测从电力线NL以及节点Nout供给到未图示的负载的电压以及/或者电流。图8的检测部40的配置部位以外的点与图7相同，所以不重复详细的说明。

即，控制部50能够根据由检测部40检测到的电压以及/或者电流(即，从支路20供给到负载的电压以及/或者电流)，例如依照与预先决定的阈值的比较，控制衰减器31a中的辅助开关元件35的导通关断。

根据实施方式2的第1例子的电力变换装置101a，在不产生连锁性误动作的动作条件下，能够使与主电路环路MLP并联连接的衰减器31a从电流路径切离。其结果，除了基于实施方式1的电力变换装置的连锁性误动作的抑制效果之外，与衰减器30a相比，能够降低衰减器31a所致的电力损耗。

图9是示出实施方式2的电力变换装置的结构的第2例子的电路图。

参照图9，实施方式2的第2例子的电力变换装置101b与图5以及图6所示的电力变换装置100b相比，在还具备检测部40以及控制部50这点、以及不具备衰减器30b而具备衰减器31b这点上不同。衰减器31b只要与主电路环路串联连接，就能够配置于任意的部位，但在图9的例子中，插入连接到电力线NL。衰减器31b与衰减器30b同样地，能够设置于电力线PL以及NL中的至少一方。

衰减器31b与衰减器30b(图6)相比，包括与二次绕组42以及磁缓冲器34串联连接的辅助开关元件35。辅助开关元件35依照来自控制部50的控制信号而导通关断。辅助开关元件35能够由晶体管(例如，MOS－FET)等构成。

衰减器31b在辅助开关元件35导通时，相对于主电路环路MLP，与在实施方式1中说明的衰减器30b等同地发挥功能。另一方面，在辅助开关元件35关断时，衰减器31b中的磁缓冲器34的电流通过被截断，所以不产生磁缓冲器34所致的电力损耗。

此外，如上所述，在不使用变压器而将可饱和电抗器或者铁氧体磁珠等串联地连接于电力线PL或者NL上，从而构成衰减器30b的情况下，能够将辅助开关元件35与该衰减器30b的构成要素并联地连接于电力线PL或者NL，从而构成衰减器31b。在该情况下，在辅助开关元件35导通时，在电力线PL或者NL中形成使该衰减器30b的构成要素旁通的路径，从而不产生该构成要素中的电力损耗。

检测部40与图7同样地配置，构成为检测电力线PL、NL的电压以及/或者电流。检测部40的检测值被输入到控制部50。

或者，检测部40还能够如图10所示的变形例那样配置。

参照图10，检测部40与图8同样地，能够检测从电力线NL以及节点Nout供给到未图示的负载的电压以及/或者电流。图10的检测部40的配置部位以外的点与图8相同，所以不重复详细的说明。

在图9以及图10中，控制部50与图7以及图8同样地，根据基于检测部40的电压以及/或者电流的检测值，例如，依照检测值与预先决定的阈值的比较，生成衰减器31b中的辅助开关元件35的控制信号。

因而，根据实施方式2的第2例子的电力变换装置101b，在不产生连锁性误动作的动作条件下，在与主电路环路MLP串联连接的衰减器31b中，能够截断磁缓冲器34的电流。其结果，除了基于实施方式1的电力变换装置的连锁性误动作的抑制效果之外，与衰减器30b相比，能够降低衰减器31b所致的电力损耗。

这样，在实施方式2的电力变换装置101a、101b中，配置与主电路环路MLP并联连接的衰减器31a、以及与主电路环路MLP串联连接的衰减器31b中的至少一方。即，还能够将衰减器31a以及31b这两方连接于主电路环路MLP。

其结果，除了基于实施方式2的电力变换装置100a、100b的效果之外，将在用于抑制连锁性误动作的衰减器31a、31b中产生电流的期间限定为是产生连锁性误动作的可能性高的动作状态的期间，所以能够降低电力损耗，执行高效的电力变换。

关于实施方式2，在关于半导体开关元件21、22而预先掌握产生连锁性误动作的动作状态(动作区域)的情况下，能够特别有效地应用。

实施方式2的变形例.

图11是示出实施方式2的变形例的电力变换装置的结构的第1例子的电路图。

参照图11，在配置有衰减器31a以及控制部50的电力变换装置101a中，检测部40配置于半导体开关元件22与节点Nout之间。由此，检测部40能够直接检测在半导体开关元件22中流过的电流。或者，检测部40也可以配置于节点N4与半导体开关元件22之间。

控制部50除了被输入检测部40的检测值(半导体开关元件22的通过电流)之外，还被输入从栅极驱动器24输出的半导体开关元件22的驱动信号(电压脉冲)。

控制部50能够在依照驱动信号而判断出的半导体开关元件22的关断期间，在半导体开关元件22中产生正向的电流时，判断为产生连锁性误动作，使衰减器31a内的辅助开关元件35导通。另一方面，能够在除此以外的期间，即依照驱动信号而判断出的半导体开关元件22的导通期间、以及在半导体开关元件22的关断期间中在半导体开关元件22中未产生正向电流时，使辅助开关元件35成为关断状态。

此外，在图11中，示出了配置检测部40以检测半导体开关元件22的电流的例子，但还能够在半导体开关元件21以及节点Nout之间、或者节点N3以及半导体开关元件21之间配置检测部40，以直接检测半导体开关元件21的电流。在该情况下，从栅极驱动器23输出的驱动信号(电压脉冲)进而被输入到控制部50。进而，控制部50能够在依照驱动信号而判断出的半导体开关元件21的关断期间，在半导体开关元件21中产生正向的电流时，使衰减器31a内的辅助开关元件35导通，并且在除此以外的期间使辅助开关元件35成为关断状态。

图12是示出实施方式2的变形例的电力变换装置的结构的第2例子的电路图。

参照图12，在配置有衰减器31a以及控制部50的电力变换装置101a中，检测部40与半导体开关元件22的漏极－源极间并联地配置。由此，检测部40能够直接检测半导体开关元件22的施加电压。进而，检测部40与图7同样地，还配置于电力线PL、NL之间。由此，检测直流电容器10的电压。

与图11同样地，控制部50除了被输入检测部40的检测值(向半导体开关元件22的施加电压、以及直流电容器10的电压)之外，还被输入从栅极驱动器24输出的驱动信号(电压脉冲)。

控制部50能够在依照驱动信号而判断出的半导体开关元件22的关断期间，在半导体开关元件22的漏极－源极间电压比直流电容器10的电压小的情况下，判断为产生连锁性误动作，使辅助开关元件35成为导通状态。另一方面，控制部50能够在除此以外的期间，使辅助开关元件35成为关断状态。即，在依照驱动信号而判断出的半导体开关元件22的导通期间，辅助开关元件35维持关断状态。

或者，检测部40除了电力线PL、NL间之外，还能够与半导体开关元件21的漏极－源极间并联地配置。在该情况下，检测部40能够直接检测半导体开关元件21的施加电压。在该情况下，从栅极驱动器23输出的驱动信号(电压脉冲)进而被输入到控制部50。进而，控制部50能够在依照驱动信号而判断出的半导体开关元件21的关断期间，在半导体开关元件22的漏极－源极间电压比直流电容器10的电压小的情况下，使衰减器31a内的辅助开关元件35导通，并且在除此以外的期间使辅助开关元件35成为关断状态。

此外，在图11以及图12中，仅与半导体开关元件21以及22的一方的半导体开关元件对应地配置有检测部40，但还能够与半导体开关元件21以及22这两方对应地配置检测部40。在该情况下，控制部50能够在依照根据从栅极驱动器23以及24输出的驱动信号而判断出的、半导体开关元件21、22的关断期间中的半导体开关元件21、22的电压或者电流而判断为产生连锁性误动作的情况下，使辅助开关元件35成为导通状态。

这样，根据实施方式2的变形例，限于在根据半导体开关元件21、22的电流或者电压的检测值而实际地探测到如被判断为在半导体开关元件21、22的关断期间中产生连锁性误动作那样的电压情形或者电流情形的情况下，辅助开关元件35被导通，实现主电路环路MLP的共振频率下的导纳的降低。其结果，除了在实施方式2中说明的效果之外，还能够使衰减器31a、31b的动作成为最低限度，进一步降低电力损耗。

另外，针对配置有衰减器31a以及控制部50的电力变换装置101b(图9以及图10)，也能够应用在图11以及图12中说明的变形例。具体而言，配置检测部40以检测半导体开关元件21以及/或者22的电压或者电流，从而控制部50能够限于在探测到如被判断为在半导体开关元件21、22的关断期间中产生连锁性误动作那样的电压情形或者电流情形的情况下，使衰减器31b中的辅助开关元件35导通。

实施方式3.

在实施方式3中，说明多个支路并联连接的电力变换装置中的连锁性误动作的抑制。

图13是示出应用实施方式3的电力变换装置的基本结构的电路图。

参照图13，电力变换装置102具备高电压侧的电力线PL及低电压侧的电力线NL、直流电容器10、多个支路20a及20b、以及栅极驱动器23、24。高电压侧的电力线PL以及低电压侧的电力线NL与未图示的直流电源的正极侧以及负极侧连接。

支路20a具有半导体开关元件21a以及22a，该半导体开关元件21a以及22a经由节点Nouta串联地连接于电力线PL上的节点Nx以及电力线NL上的节点Ny之间。半导体开关元件21a包括开关S1a和与开关S1a反并联地连接的二极管D1a。开关S1a的控制电极(栅极)经由栅极电阻R1a连接于栅极驱动器23。同样地，半导体开关元件22a包括开关S2a和与开关S2a反并联地连接的二极管D2a。开关S2a的控制电极(栅极)经由栅极电阻R2a连接于栅极驱动器24。

同样地，支路20b具有半导体开关元件21b以及22b，该半导体开关元件21b以及22b经由节点Noutb串联地连接于电力线PL(节点Nx)以及电力线NL(节点Ny)之间。半导体开关元件21b与半导体开关元件21同样地构成，包括开关S1b和与开关S1b反并联地连接的二极管D1b。开关S1b的控制电极(栅极)经由栅极电阻R1b连接于栅极驱动器23。

同样地，半导体开关元件22b与半导体开关元件22同样地构成，包括开关S2b和与开关S2b反并联地连接的二极管D2b。开关S2b的控制电极(栅极)经由栅极电阻R2b连接于栅极驱动器24。

开关S1a以及S1b经由栅极电阻R1a以及R2a而与共同的栅极驱动器23连接，开关S2a以及S2b经由栅极电阻R1b以及R2b而与共同的栅极驱动器24连接。由此，并联连接的半导体开关元件21a以及21b共同地被导通关断控制。同样地，半导体开关元件22a以及22b共同地被导通关断控制。

这样，多个支路20a以及20b与电力线PL以及NL并联连接，共同地被导通关断控制。另外，节点Nouta以及Noutb相当于支路20a以及20b的“输出端”，经由未图示的电感器以及/或者电容器等连接于负载。

图14示出图3所示的结构的等效电路图。在图14中，还记载有电路内的寄生分量。

参照图14，在支路20a中，在半导体开关元件21a中，作为电容分量而存在漏极－源极间寄生电容Cds1a、漏极－栅极间寄生电容Cdg1a以及栅极－源极间寄生电容Cgs1a。Cdg1a以及Cgs1a的串联电路为与Cds1a并联地连接的结构。同样地，在半导体开关元件22a中，作为电容分量而存在漏极－源极间寄生电容Cds2a、漏极－栅极间寄生电容Cdg2a以及栅极－源极间寄生电容Cgs2a。Cdg2a以及Cgs2a的串联电路为与Cds2a并联地连接的结构。

同样地，在支路20b中，在半导体开关元件21b中，作为电容分量而存在漏极－源极间寄生电容Cds1b、漏极－栅极间寄生电容Cdg1b以及栅极－源极间寄生电容Cgs1b。Cdg1b以及Cgs1b的串联电路为与Cds1b并联地连接的结构。同样地，在半导体开关元件22b中，作为电容分量而存在漏极－源极间寄生电容Cds2b、漏极－栅极间寄生电容Cdg2b以及栅极－源极间寄生电容Cgs2b。Cdg2b以及Cgs2b的串联电路为与Cds2b并联地连接的结构。

除了图3之外，在节点Nx与半导体开关元件21a的漏极端子之间，存在电阻分量Rdcpa以及感应分量Ldcpa，在节点Nx与半导体开关元件22a的漏极端子之间，存在电阻分量Rdcpb以及感应分量Ldcpb。另外，在节点Ny与半导体开关元件22a的源极端子之间，存在电阻分量Rdcna以及感应分量Ldcna，在节点Ny与半导体开关元件22b的源极端子之间，存在电阻分量Rdcnb以及感应分量Ldcnb。

同样地，除了图3之外，在节点Nouta与半导体开关元件21a的源极端子之间，存在电阻分量Racpa以及感应分量Lacpa，在节点Noutb与半导体开关元件22a的漏极端子之间，存在电阻分量Racna以及感应分量Lacna。同样地，在节点Noutb与半导体开关元件21b的源极端子之间，存在电阻分量Racpb以及感应分量Lacpb，在节点Noutb与半导体开关元件22b的漏极端子之间，存在电阻分量Racnb以及感应分量Lacnb。

如上所述，半导体开关元件21a以及21b根据来自栅极驱动器23的驱动信号共同地导通关断，半导体开关元件22a以及22b根据来自栅极驱动器24的驱动信号共同地导通关断。

在半导体开关元件21a以及21b导通时，半导体开关元件22a以及22b被关断，所以由直流电容器10、电力线PL、半导体开关元件21a、22a(导通状态)、节点Nouta、Noutb、半导体开关元件22a、22b的漏极－源极间寄生电容Cds2a、Cds2b、以及电力线NL形成与图2中的主电路环路MLP1相当的主电路环路。

另一方面，在半导体开关元件22a以及22b导通时，半导体开关元件21a以及21b被关断，所以由直流电容器10、电力线PL、半导体开关元件21a、21b的漏极－源极间寄生电容Cds1a、Cds1b、节点Nout、半导体开关元件22a、22b(导通状态)以及电力线NL形成与图2中的主电路环路MLP2相当的主电路环路。

被理解的是在将多个支臂进行并联连接的结构中，上述主电路环路也形成图13中所示的寄生分量所致的共振电路。但是，在实施方式3中的该共振电路中，考虑到Ldcpa+Lacpa以及Ldcpb+Lacpb、及Ldcna+Lacna以及Ldcnb+Lacnb并联连接，并且Cds2a以及Cds2b、或者Cds1a以及Cds1b并联连接，能够按照与式(1)同样的方式求出共振频率fr#。

图15是示出实施方式3的电力变换装置的结构的第1例子的电路图。

参照图15，实施方式3的第1例子的电力变换装置102a除了具备图13以及图14所示的基本结构之外，还具备与图3同样的衰减器30a。

衰减器30a与图3同样地，连接于电力线PL上的节点N3与电力线NL上的节点N4之间。衰减器30a与多个支路20a、20b以及直流电容器10并联连接。

节点N3位于节点N1以及Nx之间，节点N4位于节点N2以及Ny之间。与图3同样地，电力线PL的电阻分量Rdcp和感应分量Ldcp以节点N3为边界，分割为电阻分量Rdcp1以及Rdcp2(Rdcp＝Rdcp1+Rdcp2)和感应分量Ldcp1以及Ldcp2(Ldcp＝Ldcp1+Ldcp2)。同样地，电力线NL的电阻分量Rdcn和感应分量Ldcn以节点N4为边界，分割为电阻分量Rdcn1以及Rdcn2(Rdcn＝Rdcn1+Rdcn2)和感应分量Ldcn1以及Ldcn2(Ldcn＝Ldcn1+Ldcn2)。

通过使如图15所示连接的衰减器30a的截止频率fc比上述共振频率fr#低，能够提高在断开时在主电路环路MLP内产生的电压变动的衰减效果。

其结果，根据实施方式3，在多个支路20a、20b并联连接的结构中，也能够抑制半导体开关元件21a、21b、22a、22b的连锁性误动作现象。

图16是示出实施方式3的电力变换装置的结构的第2例子的电路图。

参照图16，实施方式3的第2例子的电力变换装置102b除了具备图13以及图14所示的基本结构之外，还具备与图5同样的衰减器30b。

衰减器30b与支路20a、20b这两方以及串联电容器串联连接。例如，通过将衰减器31b1插入连接到电力线PL，从而与图5同样地，电阻分量Rdcp和感应分量Ldcp以衰减器30b为边界，分割为电阻分量Rdcp1以及Rdcp2(Rdcp＝Rdcp1+Rdcp2)和感应分量Ldcp1以及Ldcp2(Ldcp＝Ldcp1+Ldcp2)。

如图16所示连接的衰减器30b构成为使上述共振频率fr#下的阻抗比半导体开关元件21a、22a、21b、22b的开关频率下的阻抗高。由此，能够抑制基于半导体开关元件21a、22a、21b、22b的开关的主电路环路中的电力损耗，并且使共振频率fr#下的主电路环路的导纳下降。

其结果，根据实施方式3，在多个支路20a、20b并联连接的结构中，也能够不使通常的开关动作中的效率下降，而抑制半导体开关元件21a、21b、22a、22b的连锁性误动作现象。

此外，衰减器30b只要与支路20a、20b这两方串联连接，就既可以插入连接到电力线NL，也可以连接于直流电容器10与电力线PL或者NL之间。

实施方式3的变形例.

图17是示出实施方式3的变形例的电力变换装置的结构的第1例子的电路图。

参照图17，实施方式3的变形例的第1例子的电力变换装置103a与图15的电力变换装置102a相比，在衰减器30a针对并联连接的多个支路的每个支路而配置这点上不同。

在图17的结构例中，衰减器30a1与支路20a并联地连接于节点N5以及N6之间，并且衰减器30a2与支路20b并联地连接于节点N7以及N8之间。

在图17中，节点Nx位于节点N5以及N7之间，节点Ny位于节点N6以及N8之间。电力线PL的电阻分量Rdcp和感应分量Ldcp以节点N5以及Nx为边界，分割为电阻分量Rdcp1～Rdcp3(Rdcp＝Rdcp1+Rdcp2+Rdcp3)和感应分量Ldcp1～Ldcp3(Ldcp＝Ldcp1+Ldcp2+Ldcp3)。同样地，电力线NL的电阻分量Rdcn和感应分量Ldcn以节点N6以及Ny为边界，分割为电阻分量Rdcn1～Rdcn3(Rdcn＝Rdcn1+Rdcn2+Rdcn3)和感应分量Ldcn1～Ldcn3(Ldcn＝Ldcn1+Ldcn2+Ldcn3)。

关于衰减器30a1、30a2各自的电路结构以及截止频率fc，能够与图15中的衰减器30a同样地构成。

这样，通过针对多个支路的每个支路配置衰减器30a，从而与实施方式3(图15)相比，能够提高多个支路20a、20b的半导体开关元件21a、21b、22a、22b的连锁性误动作现象的抑制效果。

图18是示出实施方式3的变形例的电力变换装置的结构的第2例子的电路图。

参照图18，实施方式3的变形例的第2例子的电力变换装置103b与图16的电力变换装置102b相比，在衰减器30b针对并联连接的多个支路的每个支路而配置这点上不同。

在图18的结构例中，衰减器30b1连接于节点Nx(电力线PL)以及支路20a(半导体开关元件21a的漏极)之间，并且衰减器30b2连接于节点Nx(电力线PL)以及支路20b(半导体开关元件21b的漏极)之间。

关于衰减器30b1、30b2各自的电路结构以及阻抗的频率特性，能够与图16中的衰减器30b同样地构成。此外，衰减器30b1也可以连接于节点Ny(电力线NL)以及支路20a(半导体开关元件22a的源极)之间。同样地，衰减器30b2也可以连接于节点Ny(电力线NL)以及支路20b(半导体开关元件22b的源极)之间。

这样，针对多个支路的每个支路而配置衰减器30b，从而与实施方式3(图16)相比，能够提高多个支路20a、20b的半导体开关元件21a、21b、22a、22b的连锁性误动作现象的抑制效果。

在实施方式3及其变形例中，关于衰减器30a、30a1、30a2的各个衰减器，除了配置检测部40以及控制部50之外，能够置换为在实施方式2中说明的包括辅助开关元件35的衰减器31a。同样地，关于衰减器30b、30b1、30b2的各个衰减器，也除了配置检测部40以及控制部50之外，能够置换为在实施方式2中说明的包括辅助开关元件35的衰减器31b。

此外，在图13～图18中，例示出在多个支路间并联连接的半导体开关元件利用共同的栅极驱动器而经由单独的栅极电阻被驱动的结构。但是，只要该并联连接的半导体开关元件共同地被导通关断，就还能够构成为各半导体开关元件利用单独的栅极驱动器而经由单独的栅极电阻被驱动。或者，并联连接的半导体开关元件还能够利用共同的栅极驱动器，经由共同的栅极电阻而驱动。

此外，在以上说明的各实施方式及其变形例中，关于半导体开关元件21以及22的一方的半导体开关元件，还能够不包括开关而由二极管构成。此外，电力变换装置100a、100b进而还能够应用于半桥、3支路逆变器等结构。

如在各实施方式及其变形例中说明那样，衰减器与支路20(20a、20b)以及直流电容器既能够并联连接(30a、31a)，也能够串联连接(30b、31b)。但是，如果考虑电力损耗，则在为大电流的情形下，有利的是使用基于并联连接的衰减器30a、31a，另一方面，在为高电压的情形下，有利的是使用基于串联连接的衰减器30b、31b。

另外，还要明确记载的点是，关于以上说明的多个实施方式，包括在说明书内未提及的组合，在不产生不匹配或矛盾的范围内，将在各实施方式中说明的结构适当地进行组合，是从申请当初预定的。

本次公开的实施方式应被认为在所有方面都是例示，而非限制性的。本发明的范围不是通过上述说明示出，而是通过权利要求书示出，意图包含与权利要求书同等的意义以及范围内的所有变更。