[發明專利]動態調整門極電壓的驅動系統及方法

有效

• 申請號: 202011009000.X
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112290920B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 王成凱;徐宇晅;戴舒陽
• 申請（專利權）人: 上海儒競智控技術有限公司
• 主分類號: H03K17/13
• 分類號: H03K17/13
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 徐秋平

1.一種動態調整門極電壓的驅動系統，其特征在于，所述動態調整門極電壓的驅動系統包括：

開關器件模塊；

極間電壓檢測模塊，與所述開關器件模塊連接，用于檢測所述開關器件模塊中開關器件的極間電壓；

極間電壓分析模塊，與所述極間電壓檢測模塊連接，用于對所述極間電壓進行分析后生成調整信號；所述極間電壓分析模塊包括短路保護單元、誤差放大單元、尖峰檢測單元和電壓邏輯控制單元；所述電壓邏輯控制單元包括正電壓邏輯控制子單元和負電壓邏輯控制子單元；

電壓調整模塊，分別與所述極間電壓分析模塊和開關器件模塊連接，用于根據所述調整信號對所述開關器件的門極電壓進行動態調整；所述電壓調整模塊分別與所述正電壓邏輯控制子單元和負電壓邏輯控制子單元連接；所述正電壓邏輯控制子單元接收所述短路保護單元和所述誤差放大單元針對開通電壓信號的檢測結果，所述負電壓邏輯控制子單元接收所述尖峰檢測單元針對關斷電壓信號的檢測結果；所述電壓調整模塊包括可調電壓源，所述正電壓邏輯控制子單元和負電壓邏輯控制子單元接收對應的檢測結果后輸出所述調整信號對所述可調電壓源進行控制，所述可調電壓源根據所述調整信號輸出所述門極電壓對應的電源電壓。

2.根據權利要求1所述的動態調整門極電壓的驅動系統，其特征在于，所述開關器件模塊為IGBT模塊；

所述極間電壓檢測模塊為運放模塊；

所述運放模塊在所述IGBT模塊中的IGBT開通或關斷時，對所述IGBT的集電極與發射極之間的電壓進行采樣；

所述運放模塊包括開通電壓信號輸出端和關斷電壓信號輸出端。

3.根據權利要求2所述的動態調整門極電壓的驅動系統，其特征在于：

所述短路保護單元、誤差放大單元、尖峰檢測單元均與所述電壓邏輯控制單元連接；

所述短路保護單元和誤差放大單元均與所述開通電壓信號輸出端連接；

所述尖峰檢測單元與所述關斷電壓信號輸出端連接。

4.根據權利要求3所述的動態調整門極電壓的驅動系統，其特征在于：

所述正電壓邏輯控制子單元分別與所述短路保護單元和誤差放大單元連接；其中，所述短路保護單元用于對所述開通電壓信號輸出端輸出的所述開通電壓信號進行過流檢測；所述誤差放大單元用于根據所述開通電壓信號產生誤差量，所述誤差量用于IGBT開通后的門極電壓調整；所述正電壓邏輯控制子單元用于在過流檢測產生短路信號時，將正向電壓降至軟關斷電壓范圍，并產生對應的電壓基準；在過流檢測未產生短路信號時，根據所述誤差量調整正向電壓至正常開通電壓范圍；

所述負電壓邏輯控制子單元與所述尖峰檢測單元連接；所述尖峰檢測單元用于對所述關斷電壓信號進行尖峰檢測；所述負電壓邏輯控制子單元用于在尖峰檢測產生過壓尖峰信號時，將負向電壓轉為可靠關斷電壓范圍，并產生對應的電壓基準。

5.根據權利要求4所述的動態調整門極電壓的驅動系統，其特征在于：

所述電壓調整模塊還包括推挽放大單元；所述可調電壓源與所述推挽放大單元連接，用于將所述正電壓邏輯控制子單元和負電壓邏輯控制子單元的調整信號傳輸至所述推挽放大單元，以進行導通電壓和關斷電壓的電平調整。

6.根據權利要求5所述的動態調整門極電壓的驅動系統，其特征在于：

所述可調電壓源還包括一電源電荷泄放子單元，所述電源電荷泄放子單元用于對所述可調電壓源進行電源電荷的快速泄放。

7.根據權利要求1所述的動態調整門極電壓的驅動系統，其特征在于，所述動態調整門極電壓的驅動系統還包括：

信號傳輸模塊，分別與所述電壓調整模塊和極間電壓檢測模塊連接，用于向所述電壓調整模塊輸出開關器件開通或關斷的PWM脈沖信號，以實現信號側與功率側的隔離；以及向所述極間電壓檢測模塊提供開通電壓信號和關斷電壓信號輸出時的控制信號。