[發明專利]向半導體開關器件的柵極提供驅動信號的裝置及方法

在審

• 申請號: 201310430793.6
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN103684372A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 理查德·塞繆爾·吉布森;理查德·馬克·維恩;羅伯特·安東尼·卡特爾;羅伯特·格溫·威廉姆斯
• 申請（專利權）人: 控制技術有限公司
• 主分類號: H03K17/16
• 分類號: H03K17/16
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王萍;陳煒

技術領域

本發明涉及一種向半導體開關器件的柵極提供驅動信號的裝置及方法。

背景技術

半導體器件驅動裝置一般用于產生三相交流電壓以通過變速傳動裝置驅動同步電機。該驅動裝置可用于電動車，但也可作為其他用途用于其它領域。半導體器件驅動裝置可采用多個柵極驅動半導體器件，如IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）或MOSFET（金屬氧化物半導體場效應管）。

IGBT和MOSFETs是由柵極－發射極電壓Vge驅動的半導體器件，并能夠通過向柵極施加電壓信號進行導通和關斷。“導通”是指集電極－發射極從斷開狀態轉換為導通狀態。“關斷”是指集電極－發射極從導通狀態轉換為斷開狀態。

以下專利文件為現有的、用于控制驅動裝置中半導體器件開關動作的驅動裝置的示例：歐洲專利申請號2418776；國際專利申請號WO2008/153631，歐洲專利申請號EP1881587和歐洲專利申請號0817381。但這些用于控制半導體開關器件的半導體器件驅動裝置不是在所有的運行條件中都適用，具有一定的局限性。

發明內容

為克服上述所述的問題，一方面，本發明提供了一種向半導體開關器件的柵極提供驅動信號的半導體器件驅動裝置，所述半導體器件驅動裝置包含：

多個可選擇地連接到所述半導體開關器件柵極的柵極阻抗電路，以及

用于選擇將一個或多個所述柵極阻抗電路連接到所述半導體開關器件的選擇器。

上述半導體器件驅動裝置還包含微處理器，用以控制對所述柵極阻抗電路的選擇，所述微處理器存儲有用于確定選擇一個或多個所述柵極阻抗電路的程序。

上述用于確定選擇一個或多個所述柵極阻抗電路的程序與一個或多個特定的工作條件有關。

上述用于確定選擇一個或多個所述柵極阻抗電路的程序以所述半導體開關器件所要求的輸出相電流為基礎。

上述用于確定選擇一個或多點所述柵極阻抗電路的程序以所述半導體器件驅動裝置連接至負載的電纜的長度為基礎。

上述用于確定選擇一個或多個所述柵極阻抗電路的程序以所述半導體開關器件所要求的工作開關頻率為基礎。

上述用于確定選擇一個或多個所述柵極阻抗電路的程序以所述驅動裝置的所述半導體開關器件為基礎。

上述用于確定選擇一個或多個所述柵極阻抗電路的程序以所述半導體開關器件的集電極電流為基礎，所述集電極電流在開關過程中保持功率損耗相對恒定。

上述一個或多個所選擇的柵極阻抗電路在所述半導體開關器件的開關動作之前連接至所述半導體開關器件。

上述半導體器件驅動裝置進一步還包含半導體開關器件。

上述存儲程序包含查詢表，所述查詢表定義了針對特定條件所選擇的一個或多個柵極阻抗電路。

另一方面，本發明提供了一種變速傳動裝置，所述變速傳動裝置包含上述的半導體器件驅動裝置。

第三方面，本發明提供了一種向半導體開關器件的柵極提供驅動信號的方法，該方法包含：基于一個或多個工作條件以及與所述一個或多個工作條件相關的存儲數據來選擇一個或多個連接到半導體開關器件柵極的柵極阻抗電路；和將所選擇的一個或多個所述柵極阻抗電路連接至所述半導體開關器件。

所選擇的一個或多個柵極阻抗電路在所述半導體開關器件的開關動作之前連接至所述半導體開關器件。

附圖說明

通過以下對附圖的描述，本實用新型實施方式的特征和優點將變得更加容易理解，其中

圖1展示了一種半導體器件驅動裝置的示例；

圖2具體地展示了半導體器件驅動裝置的第一實施例；

圖3展示了將被執行用以確定所連接的柵極阻抗電路的程序的示例；

圖4展示了半導體開關器件導通過程中的集電極電流Ic的示例；

圖5展示了半導體開關器件導通過程中的集電極－發射極電壓Vce的示例；

圖6展示了半導體開關器件導通過程中的柵極－發射極電壓Vge的示例；

圖7展示了半導體開關器件關斷過程中的集電極電流Ic的示例；

圖8展示了半導體開關器件關斷過程中的集電極－發射極電壓Vce的示例；及

圖9展示了半導體開關器件關斷過程中的柵極－發射極電壓Vge的示例。

具體實施方式

下面對優選實施方式的描述僅僅是示范性的，而絕不是對本實用新型及其應用或用法的限制。在各個附圖中采用相同的附圖標記來表示相同的部件，因此相同部件的構造將不再重復描述。