[發明專利]用于電感負載的柵極驅動器電路和逆變器模塊

有效

• 申請號: 201210365744.4
• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN103532349A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 李俊鎬;徐范錫;嚴基宙
• 申請（專利權）人: 三星電機株式會社
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08;H02M7/48;H01L23/488
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

相關申請的交叉引用

本申請要求于2012年7月2日向韓國知識產權局提交的韓國專利申請第10-2012-0071844號的優先權，將其公開的內容通過引用結合于此。

技術領域

本發明涉及應用于諸如電動機等的電感負載的柵極驅動器電路、逆變器模塊以及逆變器設備。

背景技術

一般而言，為了將驅動信號提供給用于諸如電動車等電子產品的電感負載，可以使用將DC電壓轉換至AC電壓的逆變器（inverter），并且為了驅動逆變器，需要產生柵極信號的柵極驅動器。這里，電感負載可以包括電動機、加熱線圈等。

一般而言，逆變器包括高側開關和低側開關以產生AC電壓。高側開關和低側開關在各相位互補地轉換，并且絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）可以用作高側開關和低側開關。

柵極驅動器包括用于驅動高側開關的高側驅動器IC（例如，高電壓集成電路）以及用于驅動低側開關的低側驅動器IC（例如，低電壓集成電路）。

逆變器以及柵極驅動器可以分別被配置為IC，并且制造為獨立的逆變器模塊，并且柵極驅動器的焊盤和逆變器的焊盤可以通過配線和引線框連接。這樣的逆變器可以被安裝在印制電路板（PCB）上從而形成PCB板組件（PBA）。

當通過使用逆變器功率模塊（在下文中稱為“逆變器模塊”）設計PBA時，需要考慮以下問題。首先，為了驅動可以以高電壓運行的高側IGBT，應在高側IGBT的柵極端子和發射極端子之間施加比發射極端子大等于接通電壓的量的電位差。此外，當低電壓（例如0V）施加至發射極端子（連接至VS端子）時，可以施加接通電壓至柵極端子（連接至H0端子和VB端子），但是當高電壓（例如300V）施加至發射極端子時，應施加比高電壓高等于接通電壓的量的電壓（例如300V+接通電壓）。為此，在高側驅動器IC（即HVIC）的VB端子和VS端子之間需要自舉電容（bootstrap?capacitor）。

然而，這里，VB端子和VS端子形成于相對側上，所以為了在兩端子之間連接自舉電路，需要形成連接至VB端子的線以達到形成在相對側上的VB端子，從而連接自舉電容，這使PCB設計變復雜并且增大了PCB的尺寸。

因此，逆變器模塊的引線框或基底上的圖案被延長以及復雜化，并且因為增加了在基底和板之間的空間，對基底的設計被復雜化，并且由于復雜的引線框和圖案，很有可能引入噪聲。

以下的現有技術文獻，即專利文獻1，涉及用于控制無刷直流（BLDC）電機的逆變器驅動設備，該無刷直流電機應用于使用42V功率系統的電動車。然而，該文獻沒有公開關于在設計以簡單地制造PCB為目的的高側驅動器（例如HVIC）時增加VS焊盤的技術內容，以及關于形成所增加的VS焊盤和VB焊盤的位置的技術內容。

[現有技術文獻1]

（專利文獻1）韓國專利公開第10-2005-0101725號

發明內容

本發明的一方面提供了一種柵極驅動器電路，其包括高側驅動器（例如高壓集成電路（HVIC）），該高側驅動器電路被設計為增加VS焊盤使得VS焊盤相鄰于VB焊盤；還提供了一種逆變器模塊，其中VS引腳額外地在相鄰于VB引腳的位置處形成，從而促進并簡化了安裝有該逆變器模塊的印制電路板（PCB）的設計并且減小了PCB的尺寸；并且還提供了一種包括該逆變器模塊的逆變器設備。

根據本發明的第一方面，提供了一種柵極驅動器電路，包括：高側驅動器，具有第一輸出側，該第一輸出側包括在其中形成的多個焊盤中的一定數量的焊盤，以及第一控制側，該第一控制側位于與第一輸出側相對的一側并且包括在其中形成的該多個焊盤中的其余焊盤，并且該高側驅動器產生高側柵極信號；以及低側驅動器，通過與高側驅動器互相作用產生低側柵極信號，其中，高側驅動器包括：形成在第一輸出側上的第一VS焊盤；形成在第一輸出側上的第一輸出焊盤；形成在第一控制側上的第一VB焊盤；以及第二VS焊盤，形成在第一控制側上相鄰于第一VB焊盤并且電連接至第一VS焊盤；以及第一電路單元，連接至包括第一VB焊盤、第一輸出焊盤、第一VS焊盤和第二VS焊盤的多個焊盤，并且通過第一輸出焊盤提供高側柵極信號。