[發明專利]用于SiC和IGBT功率器件控制去飽和或短路故障的柵極驅動控制系統

有效

• 申請號: 201680074325.1
• 申請日: 2016-10-20
• 公開（公告）號: CN108476019B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 艾伯特·J·沙爾龐捷;艾倫·K·史密斯;尼泰什·薩特什;羅賓·韋伯
• 申請（專利權）人: 密克羅奇普技術公司
• 主分類號: H03K17/16
• 分類號: H03K17/16
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 曾賢偉;許靜

1.一種用于功率半導體器件的柵極驅動控制器，包括：

主控制單元(MCU)，具有輸入端子和輸出端子，所述輸入端子被配置用于接收觸發信號，并且所述輸出端子提供用于所述功率半導體器件的驅動信號；以及

比較器，具有耦合至所述MCU的輸出端子、以及第一輸入端子和第二輸入端子，所述第一輸入端子被耦合用于接收表示所述半導體器件的輸出信號的信號，所述第二輸入端子耦合至所述MCU以接收表示所述功率半導體器件的輸出信號的預期值的目標值，并且所述輸出端子被耦合用于提供布爾信號，所述布爾信號當表示所述功率半導體器件的所述輸出信號的所述信號大于所述目標值時具有第一值并且當表示所述功率半導體的所述輸出信號的所述信號小于或等于所述目標值時具有第二值；

其中，所述MCU包括使所述MCU執行以下各項的程序指令：

當所述觸發信號指示所述功率半導體器件將從第一狀態改變至第二狀態時，生成用于所述功率半導體器件的第一驅動信號以及用于所述比較器的第一目標值；

保持所述第一驅動信號，直到所述布爾信號呈現所述第一值與所述第二值之間的第一轉變；

響應于所述布爾信號在所述第一值與所述第二值之間的所述第一轉變，提供不同于所述第一驅動信號的第二驅動信號、以及用于所述比較器的第二目標值；

保持所述第二驅動信號，直到所述布爾信號呈現所述第一值與所述第二值之間的第二轉變；并且

響應于所述布爾信號的所述第二轉變，提供不同于所述第一驅動信號和所述第二驅動信號的第三驅動信號。

2.如權利要求1所述的柵極驅動控制器，其中，所述第一狀態是電流流經所述功率半導體器件的導通狀態，并且所述第二狀態是電流不流經所述功率半導體器件的關斷狀態。

3.如權利要求1所述的柵極驅動控制器，其中，所述第一狀態是電流不流經所述功率半導體器件的關斷狀態，并且所述第二狀態是電流流經所述功率半導體器件的導通狀態。

4.如權利要求1所述的柵極驅動控制器，其中，所述功率半導體器件選自由以下各項組成的組：硅IGBT、SiC FET、GaN FET、AlN FET和BN FET。

5.如權利要求1所述的柵極驅動控制器，進一步包括：

另一個比較器，具有耦合至所述MCU的輸出端子、以及第一輸入端子和第二輸入端子，所述另一個比較器的所述第一輸入端子被耦合用于接收表示所述功率半導體器件的輸出信號的信號，所述另一個比較器的所述第二輸入端子被耦合用于接收表示在所述功率半導體器件的所述輸出信號中的功率波動已經減弱之后所述功率半導體器件的所述輸出信號的另一個預期值的第一另一個目標值，所述功率波動是由所述驅動信號改變而導致的，并且所述輸出端子被配置用于提供另一個布爾信號，所述另一個布爾信號當表示所述功率半導體器件的所述輸出信號的所述信號小于所述第一另一個目標值時具有第一值并且當表示所述功率半導體的所述輸出信號的所述信號大于或等于所述第一另一個目標值時具有第二值；

其中：

使所述MCU保持所述第一驅動信號直到所述布爾信號呈現所述第一值與所述第二值之間的所述第一轉變的所述程序指令進一步使所述MCU保持所述第一驅動信號直到所述布爾信號和所述另一個布爾信號兩者呈現各自在所述第一值與所述第二值之間的第一轉變；

使所述MCU響應于所述布爾信號在所述第一值與所述第二值之間的所述第一轉變而提供不同于所述第一驅動信號的第二驅動信號、以及用于所述比較器的第二目標值的所述程序指令進一步使所述MCU向所述另一個比較器提供第二另一個目標信號；并且

使所述MCU保持所述第二驅動信號直到所述布爾信號呈現所述第一值與所述第二值之間的所述第二轉變的所述程序指令進一步使所述MCU保持所述第二驅動信號直到所述布爾信號和所述另一個布爾信號兩者呈現各自在所述第一值與所述第二值之間的第二轉變。