[發明專利]隔離柵極驅動器以及包括其的功率設備驅動系統

在審

• 申請號: 201710616246.5
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN107666235A
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 李舜燮
• 申請（專利權）人: 奧特潤株式會社
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 梁麗超,田喜慶

本公開涉及隔離柵極驅動器以及包括其的功率設備驅動系統。該隔離柵極驅動器包括：低壓部件，包括PWM傳輸單元和低壓邏輯塊；用于將低壓PWM信號和低壓控制信號分別升壓為高壓PWM信號和高壓控制信號的絕緣部件；以及通過絕緣部件與低壓部件絕緣的高壓部件，該高壓部件包括：用于根據高壓控制信號輸出轉換速率控制信號的高壓邏輯塊；用于控制功率設備的柵極電壓的轉換速率使得功率設備的柵極電壓在上升沿或下降沿處具有取決于轉換速率控制信號的轉換速率的轉換速率控制器；以及轉換速率反饋單元，包括用于測量柵極電壓的轉換速率的轉換速率測量單元并且允許轉換速率控制器改變柵極電壓的轉換速率。

相關申請的交叉引證

本申請要求于2016年7月27日提交給韓國知識產權局的韓國專利申請第10-2016-0095550號的優先權和權益，其全部內容通過引證結合于此。

技術領域

本發明涉及一種功率設備驅動系統(power device driving system)，并且更具體地，涉及包括隔離柵極驅動器(isolated gate driver)的功率設備驅動系統以及用于驅動用于車輛的功率設備的隔離柵極驅動器。

背景技術

近來，隨著環保型車輛的銷售增長，諸如IGBT(絕緣柵雙極晶體管)或SiC(碳化硅)的功率設備已越來越多地被用作用于驅動使用諸多高壓信號(如同電機驅動或高壓轉換)的電動車輛或混合動力車輛系統的開關設備。

此外，隔離柵極驅動器也越來越多地被用于驅動這種功率設備。在隔離柵極驅動器中，施加至柵極的電壓的斜率(轉換速率(slew rate，壓擺率))應被適當調整以用于功率設備的安全操作。傳統地，當隔離柵極驅動器向功率設備的柵極提供功率時，柵極電壓的轉換速率由電路設計中的具有固定電阻值的外部電阻器控制。

圖1是示出根據現有技術的隔離柵極驅動器的電路圖。參考圖1，以下將描述輸入電壓的傳統轉換速率控制器。圖1的隔離柵極驅動器包括：低壓部件110，由低壓電源LVDD驅動；高壓部件120，由高壓電源HVDD驅動；絕緣部件130；以及外部轉換速率控制部件140。

如圖1中所示，因為傳統隔離柵極驅動器通過具有固定電阻值的外部電阻器控制轉換速率，所以存在功率設備的柵極電壓的轉換速率僅固定為初始設計值的諸多限制。

現有技術文獻：韓國專利注冊號：10-0212754(公布日期：1999年5月12日)

發明內容

本發明的目的是提供一種隔離柵極驅動器，該隔離柵極驅動器可基于來自微控制器單元的PWM信號和控制信號在用于車輛的功率設備的導通和關閉期間準確地控制轉換速率。然而，這些問題是說明性的，并且因此，本發明的范圍不限于此。

根據本發明的方面，提供一種隔離柵極驅動器，包括：低壓部件，該低壓部件包括用于接收來自微控制器單元的PWM信號并輸出低壓PWM信號的PWM傳輸單元以及用于接收來自微控制器單元的控制信號并輸出低壓控制信號的低壓邏輯塊；絕緣部件，用于將低壓PWM信號和低壓控制信號分別升壓為高壓PWM信號和高壓控制信號；以及高壓部件，該高壓部件通過絕緣部件而與低壓部件絕緣，其中，該高壓部件包括：高壓邏輯塊，用于根據高壓控制信號輸出轉換速率控制信號；轉換速率控制器，用于控制隔離柵極驅動器外部的功率設備的柵極電壓的轉換速率，使得功率設備的柵極電壓在上升沿或下降沿處具有取決于轉換速率控制信號的轉換速率；以及轉換速率反饋單元，該轉換速率反饋單元包括用于測量柵極電壓的轉換速率的轉換速率測量單元并且允許轉換速率控制器改變柵極電壓的轉換速率。

在該情況下，轉換速率反饋單元進一步包括反饋信號生成單元，該反饋信號生成單元用于在由轉換速率測量單元測量的柵極電壓的轉換速率不在基準范圍中時生成轉換速率改變信號并且用于將轉換速率改變信號輸出至轉換速率控制器，并且轉換速率控制器基于轉換速率改變信號來改變柵極電壓的轉換速率。