[發明專利]具有動態定時的多級柵極斷開

在審

• 申請號: 202010895948.3
• 申請日: 2015-07-09
• 公開（公告）號: CN112073040A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 簡·塔爾海姆
• 申請（專利權）人: 電力集成瑞士有限公司
• 主分類號: H03K17/082
• 分類號: H03K17/082;H03K17/16;H03K17/56
• 代理公司: 北京匯知杰知識產權代理有限公司 11587
• 代理人: 李潔;董江虹

1.一種用于半導體開關的斷開電路，包括：

具有可變電阻的元件，所述元件耦合至所述半導體開關的控制輸入端；

用于生成控制輸入端參考信號的電路；

控制電路，所述控制電路被設計為以閉合控制環路響應于所述控制輸入端參考信號來調整所述具有可變電阻的元件的電阻，以便使所述半導體開關斷開；

有源箝位電路，所述有源箝位電路被設計為主動地將所述半導體開關的驅動電路的輸出電壓增加至為了使所述半導體開關的輸出電壓保持在確定的閾值電壓以下所需的程度；以及

選擇電路，所述選擇電路響應于選擇信號啟用所述斷開電路或所述有源箝位電路，以便在故障情況下斷開所述半導體開關。

2.根據權利要求1所述的斷開電路，其中所述具有可變電阻的元件與另一電阻串聯耦合在所述半導體開關的所述控制輸入端與參考電位之間。

3.根據權利要求2所述的斷開電路，其中所述控制輸入端參考信號具有按第一速率的第一下降、具有基本上恒定的信號電平的區域以及按第二速率的第二下降。

4.根據權利要求3所述的斷開電路，其中所述第二速率高于所述第一速率。

5.根據權利要求3所述的斷開電路，其中所述第一速率和所述第二速率在時間上是可變的。

6.根據權利要求1所述的斷開電路，其中所述斷開電路還包括檢測電路，所述檢測電路被設計為檢測所述半導體開關的控制輸入端電壓或控制輸入端電流的米勒平坦區的結束，其中，所述用于生成控制輸入端參考信號的電路被設計為響應于檢測到米勒平坦區的結束使所述控制輸入端參考信號的電平以預定速率減小。

7.根據權利要求6所述的斷開電路，其中當所述具有可變電阻的元件的所述控制輸入端處的電壓下降到確定的信號電平以下時，檢測到米勒平坦區的結束。

8.根據權利要求7所述的斷開電路，其中所述預定信號電平

在所述具有可變電阻的元件的預期柵極閾值電壓的50％至150％的范圍內，或

在0.3到2伏的范圍內。

9.根據權利要求7所述的斷開電路，其中所述預定信號電平是借助于參考電流并且借助于基于與所述具有可變電阻的元件相同的技術的第二元件來確定的，其中所述第二元件的面積或柵極寬度是所述具有可變電阻的元件的面積或柵極寬度的K倍，并且其中所述參考電流被選擇成使得其為針對所述米勒平坦區的結束設計的、所述具有可變電阻的元件的輸出電流的閾值的K倍。

10.根據權利要求1所述的斷開電路，其中所述斷開電路還包括用于檢測所述半導體開關的所述控制輸入端處的電壓的電路，其中所述控制電路被設計為響應于所述控制輸入端參考信號和所述半導體開關的所述控制輸入端處的電壓來調整所述具有可變電阻的元件的電阻。

11.根據權利要求9所述的斷開電路，其中：

所述控制電路包括第一比較電路，所述第一比較電路被配置為將所述控制輸入端參考信號與所述半導體開關的所述控制輸入端處的電壓進行比較；以及

用于生成控制信號的電路包括第二比較電路，所述第二比較電路被設計為響應于所述第一比較電路的輸出與故障信號的比較而生成用于所述具有可變電阻的元件的所述控制信號，所述故障信號指示所述半導體開關的故障狀態。