CN102075076B - 一种控制绝缘栅器件关断暂态过程的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制绝缘栅器件关断暂态过程的方法，包括驱动电路，驱动电路接收参考信号，驱动绝缘栅器件开通暂态和关断暂态时的集电极-发射极电压或漏极-源极电压为k倍的参考信号，控制参考信号变化的过程为：第一阶段：控制参考信号从参考信号下限值直接上升为设定值然后在一个时间段内保持设定值，或控制参考信号在时间段内从参考信号下限值以一个斜率直线上升至设定值，或控制参考信号从参考信号下限值直接上升为过渡值然后在时间段内从过渡值以一个斜率直线上升至设定值；第二阶段：控制参考信号从设定值以至少一个斜率上升至参考信号上限值；参考信号上限值为箝位电压的1/k倍。本发明控制方法，可对绝缘栅器件的关断暂态过程进行有效控制。

Description

一种控制绝缘栅器件关断暂态过程的方法

技术领域

本发明涉及控制绝缘栅器件的方法，特别是涉及一种控制绝缘栅器件关断暂态过程的方法。

背景技术

绝缘栅器件，如绝缘栅双极晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，缩略词为IGBT）和金属氧化物半导体场效应管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，缩略词为MOSFET），具有电压型驱动、高输入阻抗、开关速度快、开关功率损耗小、通态压降小等一系列优良特性，成为开关电源、变频器、逆变器、斩波器、感应加热设备、有源滤波器、无功补偿器、家用电器等需要电能变换场合的理想功率开关器件。

以IGBT为例，通常是在收到外来控制信号后直接施加固定的高电压（如+15V）或者低电压（如-15V或者-8V）于IGBT的栅极，以实现IGBT作为开关管开通或关断的基本功能。现有技术中，也有提出IGBT器件的驱动电路，可控制IGBT器件稳定工作于有源区，作为放大倍数为k的放大器件使用。具体驱动电路可参见本申请人之前专利申请号为：CN200910258615.3，名称为《 一种绝缘栅器件控制方法及其电路》中公开的绝缘栅器件控制电路的结构。但上述技术中，均只能对IGBT开通后或关断后以及有源区稳态工作下进行控制，无法对IGBT的开通暂态和关断暂态进行有效控制。这是因为，IGBT器件集电极-发射极电压Vce以及集电极-发射极电压变化率dVce/dt等参数通常由IGBT器件本身的特性、电路负载及杂散电感、电容等参数决定，当其工作状态处于开通暂态或关断暂态，则上述参数无法得到有效控制，尤其是在关断暂态中，有可能会因为过高的集电极-发射极电压Vce或过高的集电极-发射极电压变化率dVce/dt而损害器件本身或与其连接的器件，进而造成整套设备的故障。如何对绝缘栅器件的开通暂态和关断暂态进行有效控制，是确保绝缘栅器件安全性使用时需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种控制绝缘栅器件关断暂态过程的方法，可对绝缘栅器件的关断暂态过程进行有效地控制。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

一种控制绝缘栅器件关断的方法，包括驱动电路，所述驱动电路接收参考信号，驱动所述绝缘栅器件开通暂态和关断暂态时的集电极-发射极电压或漏极-源极电压为k倍的所述参考信号；控制所述参考信号变化的过程为：第一阶段：控制所述参考信号从参考信号下限值直接上升为设定值然后在一个时间段内保持所述设定值，或控制所述参考信号在所述时间段内从所述参考信号下限值以一个斜率直线上升至所述设定值，或控制所述参考信号从参考信号下限值直接上升为过渡值然后在所述时间段内从所述过渡值以一个斜率直线上升至所述设定值；所述参考信号下限值为小于等于所述绝缘栅器件开通稳态时集电极-发射极电压或漏极-源极电压的1/k倍的值；所述设定值的取值满足：当所述参考信号取所述设定值时，所述绝缘栅器件的集电极-发射极电压或漏极-源极电压的取值下对应所述绝缘栅器件工作于有源区；所述时间段的长度至少长于所述绝缘栅器件的延迟时间；所述过渡值为大于所述参考信号下限值小于所述设定值的一个值；第二阶段：控制所述参考信号从所述设定值以至少一个斜率上升至参考信号上限值；所述参考信号上限值为箝位电压的1/k倍。

优选的技术方案中， 

所述过渡值的取值满足：当所述参考信号取所述过渡值时，所述绝缘栅器件的集电极-发射极电压或漏极-源极电压的取值下对应所述绝缘栅器件工作于有源区。

所述延迟时间为所述绝缘栅器件的集电极-发射极或漏极-源极电压相对于所述参考信号反应滞后的时间。

所述绝缘栅器件为多个串联连接的绝缘栅器件，所述每个绝缘栅器件均由一个所述驱动电路驱动，所述每个驱动电路接收的参考信号均相同，所述时间段的长度至少长于延迟时间最长的绝缘栅器件的延迟时间，所述设定值的取值满足：当所述参考信号取所述设定值时，所述各个绝缘栅器件的集电极-发射极电压或漏极-源极电压的取值下对应所述各个绝缘栅器件均工作于有源区。

控制所述参考信号从所述设定值以第一斜率直线上升至所述参考信号的上限值。

所述第一斜率根据用户对所述绝缘栅器件的关断时间要求、关断损耗要求和过电压尖峰要求进行设定。

控制所述参考信号从所述设定值以第一斜率直线上升一段时间后以第二直线斜率上升至所述参考信号的上限值，所述第二斜率小于所述第一斜率。

所述第一斜率和所述第二斜率根据用户对所述绝缘栅器件的关断时间要求、关断损耗要求和过电压尖峰要求进行设定。

所述驱动电路包括比较放大电路和反馈电路，所述比较放大电路的参考电压输入端接收所述参考信号；所述反馈电路的输入端与所述绝缘栅器件的集电极或漏极相连，输出端与所述比较放大电路的比较信号输入端相连；所述比较放大电路的输出端与所述绝缘栅器件的栅极相连。

所述绝缘栅器件为绝缘栅双极晶体管或金属氧化物半导体场效应管。

本发明与现有技术对比的有益效果是：

本发明的控制绝缘栅器件关断的方法，控制绝缘栅器件关断时，控制参考信号先经历一个等待时间段，待绝缘栅器件的集电极-发射极电压或漏极-源极电压在上述等待时间段内可跟随参考信号时，再进入第二阶段，引导跟随阶段，使集电极-发射极电压或漏极-源极电压跟随者参考信号同步变化，以设定好的斜率到达相应的关断时的取值，即可对绝缘栅器件的关断暂态进行有效控制，防止关断时过高的电压过冲而损害器件本身或与器件连接的其它器件。

附图说明

图1是本发明控制方法所基于的驱动电路的电路图；

图2是本发明具体实施方式一的参考信号和跟随的IGBT的集电极-发射极电压Vce的波形图；

图3是本发明具体实施方式二中参考信号和跟随的IGBT的集电极-发射极电压Vce的波形图；

图4是本发明具体实施方式三中参考信号和跟随的IGBT的集电极-发射极电压Vce的波形图；

图5是本发明具体实施方式四中参考信号和跟随的IGBT的集电极-发射极电压Vce的波形图；

图6是本发明具体实施方式五中参考信号的波形图；

图7是本发明具体实施方式六中参考信号的波形图。 

具体实施方式

下面结合具体实施方式并对照附图对本发明做进一步详细说明。

本发明的控制绝缘栅器件关断的方法，基于本申请人之前的专利号为ZL200920261174.8，名称为《一种单个或多个串联连接的绝缘栅器件的驱动电路》中公告的绝缘栅器件的驱动电路。该专利文件中的驱动电路，如图1所示，包括Vce反馈电路、比较放大电路、缓冲放大电路和栅极电阻Rg，比较放大电路的参考电压输入端接收参考信号Vref。反馈电路的输入端与绝缘栅器件的集电极相连，输出端与比较放大电路的比较信号输入端相连，输出与IGBT集电极-发射极电压Vce成一定比例关系的反馈电压Vfb。比较放大电路的输出端通过缓冲放大电路和栅极电阻Rg与绝缘栅器件（图中所示为IGBT）的栅极相连。该驱动电路接收参考信号Vref，通过驱动电路中的反馈以及比较放大控制，使IGBT的集电极-发射极电压Vce跟随参考信号，为放大一定倍数的参考信号Vref。设放大的倍数为k倍。驱动电路在驱动绝缘栅器件从关断到开通或从开通到关断的暂态时，能控制使IGBT的集电极-发射极电压Vce跟随参考信号，但并非所有的参考信号输入到驱动电路都能使IGBT的集电极-发射极电压Vce紧密地跟随参考信号并起到良好的效果。本发明的控制绝缘栅器件关断暂态过程的方法中，即是提出几种合适的控制参考信号的方案，从而使绝缘栅器件在关断暂态时集电极-发射极或漏极-源极电压跟随参考信号的效果较好，可以有效控制集电极-发射极或漏极-源极电压、集电极-发射极或漏极-源极电压的变化率以及关断暂态过程的总时间长度，从而防止集电极-发射极或漏极-源极电压过冲引起的绝缘栅器件损坏，并尽可能减小关断暂态的损耗。在绝缘栅器件串联的情况下，还可以实现器件的关断均压。

以下实施方式以IGBT为例说明，同样也适用于MOSFET的关断控制。下述实施方式中控制IGBT关断暂态过程时，提出的控制参考信号的方案均是分两个阶段进行：第一阶段：等待IGBT的集电极-发射极电压可同步跟随参考信号；第二阶段：控制参考信号上升至参考信号上限值，则IGBT的集电极-发射极电压同步上升至关断时的取值，从而对IGBT的关断进行有效控制。第一阶段包括三种控制方式：第一种控制方式：控制参考信号从参考信号下限值直接上升为设定值然后在一个时间段内保持设定值；第二种控制方式：控制参考信号在时间段内从参考信号下限值以一个斜率直线上升至设定值；第三种控制方式：控制参考信号从参考信号下限值直接上升为过渡值然后在时间段内从过渡值以一个斜率直线上升至设定值。第二阶段包括两种控制方式：第一种控制方式：控制参考信号从设定值以第一斜率直线上升至参考信号上限值；第二种控制方式：控制参考信号从设定值先以第一斜率上升一段时间后再以第二斜率直线上升至参考信号上限值，第二斜率小于第一斜率。

具体实施方式一

本具体实施方式中的控制方式由上述第一阶段的第一种控制方式和第二阶段的第一种控制方式组成。如图2所示，实线部分s1即为本具体实施方式中参考信号的波形图。在t0时刻之前，IGBT处于开通状态，参考信号的取值为参考信号下限值Vmin，为小于等于IGBT集电极-发射极电压Vce的1/k倍的值，包括为负值的情形。在t0时刻，开始对IGBT进行从开通到关断的控制，控制参考信号变化的过程为：第一阶段：控制参考信号在t0时刻从参考信号下限值Vmin直接上升为设定值V0，然后在t0至t1时间段内保持设定值V0不变；第二阶段：t1时刻后控制参考信号从设定值V0以第一斜率直线上升，至t2时刻时，参考信号到达参考信号上限值Vmax。

上述设定值V0的取值满足：当参考信号取设定值V0时，IGBT的集电极-发射极电压Vce的取值下对应IGBT工作于有源区。而当有多个IGBT串联时，当参考信号取设定值时，各个绝缘栅器件的集电极-发射极电压或漏极-源极电压的取值下对应各个绝缘栅器件均应工作于有源区。

参考信号上限值Vmax的取值为箝位电压的1/k倍。箝位电压的设置是为了防止集电极-发射极电压Vce过高而引起的故障。在不采用电压钳位的情况下，IGBT在关断暂态有可能由于杂散参数或者系统故障而引起集电极-发射极电压Vce过高，造成IGBT的损坏。通过设置箝位电压，集电极-发射极电压Vce会被设置的箝位电压限制住，不会超过设置的箝位电压取值。因此箝位电压通常设定的取值大于IGBT关断稳态下的集电极-发射极电压Vce，小于IGBT器件自身的耐压值。

第一斜率的取值，可根据用户对IGBT的关断时间要求、关断损耗要求和过电压尖峰要求进行设定：如果用户要求关断时间尽可能短，关断损耗尽可能低，则可将第一斜率设置为在IGBT器件本身允许的范围内的一个较大的值；如果用户要求IGBT关断时尽可能不产生集电极-发射极电压Vce过冲，要求过电压尖峰尽可能小，则可将第一斜率设置为一个较小的值。

控制方法中，t0时刻至t1时刻的时间长度至少长于IGBT的延迟时间，一般为μs级。当仅设置一个驱动电路驱动控制一个IGBT时，上述延迟时间即为该IGBT的集电极-发射极电压Vce相对于参考信号反应滞后的时间；当设置多个驱动电路分别驱动控制多个IGBT串联时，上述延迟时间为多个IGBT中反应滞后时间最长的IGBT对应的滞后时间。t0时刻至t1时刻的时间段的设置是用来等待IGBT的集电极-发射极电压Vce与参考信号同步响应，从而保证t1时刻后参考信号以第一斜率上升时，IGBT的集电极-发射极电压Vce能同步跟随参考信号，从而有效控制IGBT的集电极-发射极电压Vce的变化。

图2中，也示出了IGBT的集电极-发射极电压Vce跟随参考信号变化的波形图，如图中虚线u1所示。在t0时刻后，控制IGBT器件关断，参考信号保持一个恒定的值，等待IGBT的集电极-发射极电压Vce的同步响应；t1时刻时，两者能达到同步变化；之后参考信号以第一斜率直线上升，集电极-发射极电压Vce也跟随上升，直至达到关断时的电压值，从而关断。在t2时刻后，IGBT 已经被关断，稳定状态下IGBT的集电极-发射极电压Vce要比参考信号低一些。这是因为在正常工作情况下，IGBT 的集电极-发射极电压Vce的大小由系统决定，所以进入关断稳态后，参考信号取参考信号上限值，为箝位电压的1/k倍，比IGBT关断时的集电极-发射极电压Vce的1/k倍略高。这样在进入稳态后，参考信号的取值不会限制IGBT 的集电极-发射极电压Vce，同时在关断的最后瞬间，即t2附近的一小段时间里，即使IGBT的集电极-发射极电压Vce出现过冲，高过稳态电压，但是被参考信号限制住了，无法超过参考信号的k倍，也即箝位电压，起到保护IGBT的作用，之后IGBT进入关断稳态。

本具体实施方式的控制方法中，关断时，伴随着参考信号的变化，IGBT的集电极-发射极电压Vce先在t0-t1时间段做好跟随的“准备”，然后跟随参考信号以第一斜率直线上升，当参考信号到达上限值时，此时IGBT的集电极-发射极电压Vce即到达关断时的稳态电压，即被关断。整个关断过程，IGBT的集电极-发射极电压Vce都在有效的控制中，可根据用户需求灵活的控制IGBT集电极-发射极电压Vce以及集电极-发射极电压变化率dVce/dt等参数，并可防止IGBT在关断时出现过冲而被损害。

具体实施方式二

本具体实施方式中的控制方式由第一阶段的第二种控制方式和第二阶段的第一种控制方式组成。如图3所示，实线部分s2即为本具体实施方式中参考信号的波形图。本具体实施方式中参考信号与具体实施方式一中参考信号的区别在于：本具体实施方式中参考信号在等待IGBT的集电极-发射极电压Vce同步响应的第一阶段中，直接从参考信号下限值以一个斜率直线上升至设定值，而不再保持设定值不变。

如图3所示，在t3时刻，开始对IGBT进行从开通到关断的控制，控制参考信号变化的过程为：第一阶段：控制参考信号在t3至t4时间段从参考信号下限值Vmin以一个斜率直线上升至设定值V0；第二阶段：t4时刻后控制参考信号从设定值V0以第一斜率直线上升，至t5时刻时，参考信号到达参考信号上限值Vmax。

本具体实施方式中设定值V0的取值原则，参考信号上限值Vmax的取值以及第一斜率的取值原则均与实施方式一中相同。而时间段t3至t4的长度也与实施方式一中时间段t0至t1的长度相同。

图3中，也示出了IGBT的集电极-发射极电压Vce跟随参考信号变化的波形图，如图中虚线u2所示。在t3时刻时，控制IGBT器件关断，参考信号从参考信号下限值Vmin上升至设定值V0，此阶段等待IGBT的集电极-发射极电压Vce的同步响应；t4时刻时，两者能同步变化；之后控制参考信号上升，集电极-发射极电压Vce也跟随上升，直至达到关断时的电压值，从而关断。

本具体实施方式的控制方法中，在等待阶段，参考信号从参考信号下限值Vmin上升至设定值V0进行变化，对IGBT的集电极-发射极电压Vce的同步响应的等待不会有影响，待达到设定值V0后，控制参考信号以第一斜率直线上升至参考信号上限值Vmax，则整个控制过程同样能对IGBT的关断进行有效控制。由于本具体实施方式中的控制方法，参考信号在等待阶段以一个斜率变化至设定值，而不是直接上升至设定值，因此第一阶段的IGBT的集电极-发射极电压Vce相对较小，这样可以减小第一阶段的损耗，同时可避免如实施方式一中在瞬间直接上升至设定值V0所引起的IGBT的集电极-发射极电压Vce的过冲。虽然该过冲由于电压相对较低而不会引起IGBT的直接损坏，但会对第二阶段的跟随效果的好坏产生影响。

具体实施方式三

本具体实施方式中的控制方式由第一阶段的第三种控制方式和第二阶段的第一种控制方式组成。如图4所示，实线部分s3即为本具体实施方式中参考信号的波形图。

如图4所示，在t6时刻，开始对IGBT进行从开通到关断的控制，控制参考信号变化的过程为：第一阶段：控制参考信号在t6时刻从参考信号下限值Vmin直接上升为过渡值V’，然后在t6至t7时间段从过渡值V’以一个斜率直线上升至设定值V0；第二阶段：t7时刻后控制参考信号从设定值V0以第一斜率直线上升，至t8时刻时，参考信号到达参考信号上限值Vmax。

上述过渡值V’为大于参考信号下限值Vmin小于设定值V0的一个值。优选地，过渡值V’的取值也满足：当参考信号取过渡值V’时，IGBT的集电极-发射极电压Vce的取值下对应IGBT工作于有源区。这样，过渡值V’与设定值V0对应的IGBT均工作于有源区，两者取值较接近，从过渡值V’上升至设定值V0的斜率较平滑，对IGBT的集电极-发射极电压Vce的控制较好。

本具体实施方式中设定值V0的取值原则，参考信号上限值Vmax的取值以及第一斜率的取值原则均与实施方式一中相同。而时间段t6至t7的长度也与实施方式一中时间段t0至t1的长度相同。

图4中，也示出了IGBT的集电极-发射极电压Vce跟随参考信号变化的波形图，如图中虚线u3所示。在t6时刻时，控制IGBT器件关断，参考信号从参考信号下限值Vmin直接上升为过渡值V’，然后从过渡值V’上升至设定值V0，此阶段等待IGBT的集电极-发射极电压Vce的同步响应；t7时刻时，两者能同步变化；之后控制参考信号上升，集电极-发射极电压Vce也跟随上升，直至达到关断时的电压值，从而关断。

本具体实施方式的控制方法中，在等待阶段，参考信号先上升至一个中间过渡值V’，然后从过渡值V’以一个斜率直线上升至设定值V0进行变化，兼具具体实施方式一和具体实施方式二的优点。待达到两者能同步响应后，控制参考信号以第一斜率直线上升至参考信号的上限值Vmax，则整个控制过程也同样能对IGBT的关断暂态进行有效控制。

具体实施方式四

本具体实施方式中的控制方式由第一阶段的第一种控制方式和第二阶段的第二种控制方式组成。如图5所示，实线部分s4即为本具体实施方式中参考信号的波形图。本具体实施方式中参考信号与具体实施方式一中参考信号的区别在于：本具体实施方式中第二阶段时，参考信号以第一斜率直线上升一段时间后以第二斜率直线上升至参考信号上限值，第二斜率小于第一斜率。

图5中，在t0时刻，对IGBT进行关断控制，控制参考信号变化的过程为：第一阶段：控制参考信号在t0时刻从参考信号下限值Vmin直接上升为设定值V0，然后在t0至t1时间段内保持设定值V0不变；第二阶段：t1时刻后控制参考信号从设定值V0以第一斜率直线上升一段时间至t9’时刻，此后即与实施方式一不同。实施方式一中按图中虚线s1所示，t9’时刻后仍然按照第一斜率直线上升，至t2时刻时参考信号到达参考信号上限值Vmax。而本具体实施方式中按实线s4所示，在t9’时刻后以第二斜率直线上升，第二斜率小于第一斜率，即t9’时刻后以一个较缓的速度上升至参考信号上限值Vmax。控制方法中，关于t9’时刻的优选方式，设t9’时刻对应的参考信号电压为V1，当参考信号电压V1对应的IGBT的集电极-发射极电压Vce比IGBT在关断稳态时的集电极-发射极电压Vce略低时，为最优。

本具体实施方式中设定值V0的取值原则，参考信号上限值Vmax的取值、第一斜率的取值原则以及时间段t0至t1的长度均与实施方式一相同。

本具体实施方式中，在引导IGBT的集电极-发射极电压Vce上升的时间段内（t1-t9），先以一个较快的速率（第一斜率）上升，后以一个较慢的速率（第二斜率）上升，这样虽然导致关断控制的总时间（t0-t9）要长于实施方式一中的关断控制总时间（t0-t2），但可防止IGBT的集电极-发射极电压Vce在到达关断时的过电压，避免IGBT被过电压尖峰冲击损坏。图5中，也示出了IGBT的集电极-发射极电压Vce跟随参考信号变化的波形图，如图中虚线u4所示。从图中可知，IGBT的集电极-发射极电压Vce在控制初期稍有延迟后即与参考信号同步响应，之后均能很好跟随参考信号的变化，按照第一斜率加第二斜率的方式上升，过电压也较小，直至关断。

具体实施方式五

本具体实施方式中的控制方式由第一阶段的第二种控制方式和第二阶段的第二种控制方式组成。如图6所示，实线部分s5即为本具体实施方式中参考信号的波形图。本具体实施方式中参考信号与具体实施方式二中参考信号的区别在于：本具体实施方式中第二阶段时，参考信号以第一斜率直线上升一段时间后以第二斜率直线上升至参考信号上限值，第二斜率小于第一斜率。

如图6所示，在t3时刻，开始对IGBT进行从开通到关断的控制，控制参考信号变化的过程为：第一阶段：控制参考信号在t3至t4时间段从参考信号下限值Vmin上升至设定值V0；第二阶段：t4时刻后控制参考信号从设定值V0以第一斜率直线上升一段时间至t10’时刻，此后即与实施方式二不同。实施方式二中按图中虚线s2所示，t10’时刻后仍然按照第一斜率直线上升，至t5时刻时参考信号到达参考信号上限值Vmax。而本具体实施方式中按实线s5所示，在t10’时刻后以第二斜率直线上升，第二斜率小于第一斜率，即t10’时刻后以一个较缓的速度上升至参考信号上限值Vmax。

本具体实施方式中设定值V0的取值原则，参考信号上限值Vmax的取值、第一斜率的取值原则以及时间段t3至t4的长度也与实施方式二相同，而时刻t10’的选择同具体实施方式四中时刻t9’的选择相同。

本具体实施方式的控制方法，在等待阶段以渐变方式上升；在上升时间段，先以一个较快斜率上升，后以一个较慢斜率上升，可避免IGBT在关断控制末期被电压尖峰冲击损坏。整个控制过程，IGBT的集电极-发射极电压Vce都跟随参考信号变化，能对IGBT的关断进行有效的控制，并防止IGBT被Vce电压过冲损害。

具体实施方式六

本具体实施方式中的控制方式由第一阶段的第三种控制方式和第二阶段的第二种控制方式组成。如图7所示，实线部分s6即为本具体实施方式中参考信号的波形图。本具体实施方式中参考信号与具体实施方式三中参考信号的区别在于：本具体实施方式中第二阶段时，参考信号以第一斜率直线上升一段时间后以第二斜率直线上升至参考信号上限值，第二斜率小于第一斜率。

如图7所示，在t6时刻，开始对IGBT进行从开通到关断的控制，控制参考信号变化的过程为：第一阶段：控制参考信号从参考信号下限值Vmin直接上升为过渡值V’，然后在t6至t7时间段从过渡值V’上升至设定值V0；第二阶段：t7时刻后控制参考信号从设定值V0以第一斜率直线上升一段时间至t11’时刻，此后即与实施方式二不同。实施方式三中按图中虚线s3所示，t11’时刻后仍然按照第一斜率上升，至t5时刻时参考信号到达参考信号上限值Vmax。而本具体实施方式中按实线s6所示，在t11’时刻后以第二斜率上升，第二斜率小于第一斜率，即t11’时刻后以一个较缓的速度上升至参考信号上限值Vmax。

本具体实施方式中设定值V0的取值原则，参考信号上限值Vmax的取值、第一斜率的取值原则以及时间段t6至t7的长度也与实施方式三相同，而时刻t11’的选择同具体实施方式四中时刻t9’的选择相同。

本具体实施方式的控制方法，在等待阶段先上升至一个过渡值，然后以渐变方式上升；在上升时间段，先以一个较快斜率上升，后以一个较慢斜率上升，可避免IGBT在关断控制末期被电压尖峰冲击损坏。整个控制过程，IGBT的集电极-发射极电压Vce都跟随参考信号变化，能对IGBT的关断进行有效的控制，并防止IGBT被Vce电压过冲损害。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种控制绝缘栅器件关断暂态过程的方法，包括驱动电路，所述驱动电路接收参考信号，驱动所述绝缘栅器件开通暂态和关断暂态时的集电极-发射极电压或漏极-源极电压为k倍的所述参考信号，所述驱动电路包括比较放大电路和反馈电路，所述比较放大电路的参考电压输入端接收所述参考信号；所述反馈电路的输入端与所述绝缘栅器件的集电极或漏极相连，输出端与所述比较放大电路的比较信号输入端相连；所述比较放大电路的输出端与所述绝缘栅器件的栅极相连；其特征在于：控制所述参考信号变化的过程为：

第一阶段：控制所述参考信号在一个时间段内从所述参考信号下限值以一个斜率直线上升至设定值，或控制所述参考信号从参考信号下限值直接上升为过渡值然后在一个时间段内从所述过渡值以一个斜率直线上升至设定值；所述参考信号下限值为小于等于所述绝缘栅器件开通稳态时集电极-发射极电压或漏极-源极电压的1/k倍的值；所述设定值的取值满足：当所述参考信号取所述设定值时，所述绝缘栅器件的集电极-发射极电压或漏极-源极电压的取值下对应所述绝缘栅器件工作于有源区；所述时间段的长度至少长于所述绝缘栅器件的延迟时间；所述延迟时间为所述绝缘栅器件的集电极-发射极或漏极-源极电压相对于所述参考信号反应滞后的时间；所述过渡值为大于所述参考信号下限值小于所述设定值的一个值；

第二阶段：控制所述参考信号从所述设定值以至少一个斜率上升至参考信号上限值；所述参考信号上限值为箝位电压的1/k倍。

2.根据权利要求1所述的控制绝缘栅器件关断暂态过程的方法，其特征在于：所述过渡值的取值满足：当所述参考信号取所述过渡值时，所述绝缘栅器件的集电极-发射极电压或漏极-源极电压的取值下对应所述绝缘栅器件工作于有源区。

3.根据权利要求1所述的控制绝缘栅器件关断暂态过程的方法，其特征在于：所述绝缘栅器件为多个串联连接的绝缘栅器件，所述每个绝缘栅器件均由一个所述驱动电路驱动，每个所述驱动电路接收的参考信号均相同，所述时间段的长度至少长于延迟时间最长的绝缘栅器件的延迟时间，所述设定值的取值满足：当所述参考信号取所述设定值时，所述各个绝缘栅器件的集电极-发射极电压或漏极-源极电压的取值下对应所述各个绝缘栅器件均工作于有源区。

4.根据权利要求1所述的控制绝缘栅器件关断暂态过程的方法，其特征在于：控制所述参考信号从所述设定值以第一斜率直线上升至所述参考信号上限值。

5.根据权利要求4所述的控制绝缘栅器件关断暂态过程的方法，其特征在于：所述第一斜率根据用户对所述绝缘栅器件的关断时间要求、关断损耗要求和过电压尖峰要求进行设定。

6.根据权利要求1所述的控制绝缘栅器件关断暂态过程的方法，其特征在于：控制所述参考信号从所述设定值以第一斜率直线上升一段时间后以第二斜率直线上升至所述参考信号上限值，所述第二斜率小于所述第一斜率。

7.根据权利要求6所述的控制绝缘栅器件关断暂态过程的方法，其特征在于：所述第一斜率和所述第二斜率根据用户对所述绝缘栅器件的关断时间要求、关断损耗要求和过电压尖峰要求进行设定。

8.根据权利要求1所述的控制绝缘栅器件关断暂态过程的方法，其特征在于：所述绝缘栅器件为绝缘栅双极晶体管或金属氧化物半导体场效应管。

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