CN105119589A - 用于操控半导体开关元件的电路布置结构和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于操控半导体开关元件的电路布置结构和方法。为减少半导体开关元件(1)的陡沿的控制电压问题，而提出：半导体开关元件(1)的控制接线端(6)通过一斜坡产生单元(5)与半导体开关元件(1)的输出接线端(7)连接，所述斜坡产生单元(5)斜坡状展平驱动器控制电压(Vs)的陡升和陡降脉冲沿，用于在斜坡产生单元(5)的输出端上产生晶体管控制电压(VG)。

Description

用于操控半导体开关元件的电路布置结构和方法
技术领域
本发明涉及一种用于操控半导体开关元件的电路布置结构，其中，门极驱动器为半导体开关元件产生陡沿的驱动器控制电压并且该门极驱动器与半导体开关元件的控制接线端连接。
背景技术
为了开关操作有源的半导体开关元件，特别是晶体管，例如像绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，而使用所谓的门极驱动器，将它们与半导体开关元件的控制接线端(IGBT和MOSFET上的门极接线端)连接并产生驱动器控制电压，以便控制电流通过半导体开关元件的流动。传统的标准门极驱动器是产生一种陡沿的矩形电压作为驱动器控制电压。由此，在没有考虑半导体开关元件各自开关性能的情况下对其进行操控。这一点会导致不希望的振荡、受到高频电磁辐射的问题，直至会损坏半导体开关元件。对此，该标准的门极驱动器是商业上可有利获得的硬件功能模块。
现有技术中已经提出几种解决方案，以便消除或减少这种标准门极驱动器的所述问题。
WO2012/007558A1公开了一种用于操控Power-MOS(功率场效应)晶体管的方法和设置。在此方面，晶体管为断开和接通利用线性下降和线性上升的控制电压进行操控-也就是取代陡沿的驱动器控制电压分别利用电压斜坡进行控制。电路技术上这一点通过具有放大器、电源和电容器的阻抗变换器实现，也就是通过复杂的电路实现。
同样已经有人提出了半导体开关控制电压的电压脉冲沿通过闭环控制回路有源调节，例如像LobsigerY.etal.，“ClosedLoopdi/dt&dv/dtControlandDeadTimeMinimizationofIGBTsinBridgeLegConfiguration”(桥臂结构中IGBTs的闭环di/dt&dv/dt控制和静寂时间最小化)，Proceedings14thIEEEWorkshopanControlanModelingforPowerElectronics(COMPEL2013)，SaltLakeCity，USA，June23-26，2013中所介绍的那样。但这种有源调节对于门极驱动器来说，无论是硬件方面还是软件方面，均比较复杂。
上述两种方案此外的共同之处是，二者针对门极驱动器提出一种完全新的电路，该电路作为硬件，可能需要利用适当的控制软件进行开发和转换。现有的成本低廉的标准门极驱动器功能模块因此不再能够使用，而是必须通过新开发的功能模块加以替代。
发明内容
现在本发明的目的在于：按照简单和经济的方式，来减少在采用传统门极驱动器开关操作半导体开关元件时的上述问题。
该目的依据本发明通过如下方式得以实现，即，半导体开关元件的控制接线端通过斜坡产生单元与半导体开关元件的输出接线端连接，该斜坡产生单元斜坡状展平驱动器控制电压的陡升和陡降脉冲沿，用于在斜坡产生单元的输出端上产生晶体管控制电压，并且该斜坡产生单元的供电通过门极驱动器进行。因此针对控制半导体开关元件可以一如既往地使用标准门极驱动器，其中，陡沿驱动器控制电压的缺点通过在斜坡产生单元内展平陡沿而得到减少。斜坡产生单元是一种简单的电气附加布线/电路和不需要复杂地过度改造门极驱动器，而是可以简单地添加在门极驱动器与半导体开关元件之间，这样，可以在使用电气标准元件的情况下，非常简单地适配修改电路。
具体而言，本发明提供一种用于操控半导体开关元件的电路布置结构，其中，门极驱动器为所述半导体开关元件产生陡沿的驱动器控制电压并且该门极驱动器与所述半导体开关元件的控制接线端连接，其特征在于，所述该半导体开关元件的控制接线端通过斜坡产生单元与该半导体开关元件的输出接线端连接，所述斜坡产生单元斜坡状展平所述驱动器控制电压的陡升和陡降脉冲沿，用于在斜坡产生单元的输出端上产生晶体管控制电压，并且所述斜坡产生单元的供电通过所述门极驱动器进行。
相应地，本发明还提供一种用于借助门极驱动器操控半导体开关元件的方法，所述门极驱动器与所述半导体开关元件的控制接线端连接并产生陡沿的驱动器控制电压，其特征在于，输入电流从所述门极驱动器流入斜坡产生单元中并且所述门极驱动器对该斜坡产生单元供电，以及，在所述斜坡产生单元中从输入电流分出斜坡状的电流，以便产生该斜坡产生单元的斜坡状的输出电流，其中，所述斜坡状的输出电流向所述半导体开关元件的控制接线端中流动并造成具有斜坡状上升和下降的脉冲沿的晶体管控制电压。
为实现电位分离，可以在门极驱动器与斜坡产生单元之间连接一个信号传送器。
在一种特别优选的实施方式中，在斜坡产生单元中在输出侧设置一个由斜坡状上升或下降的电压控制的晶体管，由此通过晶体管流动的是斜坡状下降或上升的晶体管电流。通过晶体管的斜坡状电流因此从斜坡产生单元的输出电流中分出，从而输出电流也是斜坡状上升或下降。这一点然后便使斜坡产生单元输出端上的晶体管控制电压具有斜坡状上升和下降的脉冲沿-驱动器控制电压的陡沿因此被展平。
用于操控晶体管的斜坡状电压有利地通过下述方式产生，即，斜坡产生单元内具有第一晶体管和带电阻以及电容器的RC-充电电路，其中，第一晶体管的晶体管输出接线端与斜坡产生单元的输出接线端连接，RC-充电电路通过电阻与斜坡产生单元的输入接线端连接并且RC-充电电路的电容器与第一晶体管的晶体管控制接线端连接。这一点可以利用电气标准元件按照简单方式实现。通过简单确定RC-充电电路的规格尺寸，此外驱动器控制电压陡沿的展平作用也可以得到简单控制。
在本发明的另一种实施方式中，斜坡产生单元内具有第一晶体管、第二晶体管和带电阻以及电容器的RC-充电电路，其中，第一晶体管和第二晶体管的晶体管输出接线端相互连接并与斜坡产生单元的输出接线端连接，第二晶体管的晶体管控制接线端与斜坡产生单元的输入接线端连接，RC-充电电路通过电阻与斜坡产生单元的输入接线端连接并且RC-充电电路的电容器与第一晶体管和第二晶体管的晶体管控制接线端连接。这种电路的优点是：在合理附加电路技术开支的情况下，通过附加的晶体管可以减少门极驱动器由于斜坡产生单元而引起的功率负荷。
附图说明
下面参照附图1至14对本发明进行详细说明，这些附图举例、示意和非限制性地示出了本发明的一些有益的构造设计。其中：
图1示出用于操控半导体开关元件的依据本发明的电路布置结构；
图2示出依据本发明的斜坡产生单元的一种构造设计；
图3示出依据本发明的斜坡产生单元的一种可选择的构造设计；
图4示出依据本发明的斜坡产生单元的简图；
图5-8示出斜坡产生单元的电流和电压特性曲线；
图9示出依据本发明的斜坡产生单元的另一种构造设计；
图10-14示出这种斜坡产生单元的电流和电压特性曲线。
具体实施方式
正如图1示意示出的那样，半导体开关元件1例如作为电路2中(例如如图1所示的DC/DC转换器中)的电子开关使用。特别是，这种半导体开关元件1存在于功率电子系统中，例如DC/AC转换器、AC/DC转换器或DC/DC转换器中，用于各种各样的用途，例如在kW范围中的充电装置上、焊接设备上或光伏设备的逆变器上。这种功率电子电路的共同之处是，半导体开关元件1必须以高频进行开关操作。为了开关操作该半导体开关元件1而使用标准门极驱动器3，它在输出端上在控制单元4的控制下产生用于操控半导体开关元件1的确定频率的陡沿驱动器控制电压VS。驱动器控制电压VS施加到半导体开关元件1的控制接线端6上，以便依据半导体开关元件1预先规定的开关性能来控制流过半导体开关元件1的电流。在输入侧，门极驱动器3由控制单元4例如借助脉冲宽度调制(PWM)进行操控。这种功率电子电路2早已公知，因此在这里对此不做详细描述。
在半导体开关元件1的控制接线端6与输出接线端7之间，例如在IGBT情况下是发射极接线端或者在MOSFET情况下是源极接线端，依据本发明连接一个斜坡产生单元5，它负责减少标准门极驱动器3陡沿驱动器控制电压VS的矩形脉冲沿的电压上升。输出接线端7正常情况下处于基准电位例如零电位上。因此与驱动器控制电压VS的陡沿相反，产生了一种具有确定上升和下降斜坡的晶体管控制电压VG。用于使斜坡产生单元5运行的电能在此直接来自于门极驱动器3，从而斜坡产生单元5无需附加的供电电压输入端。斜坡产生单元5是一种电的附加布线/电路，它按功率来说虽然使门极驱动器3增加了负荷(因为门极驱动器3为斜坡产生单元5提供电能)，但它的作用是：可以使用标准门极驱动器3并仅消除了与陡沿的驱动器控制电压VS相关的缺点。下面参照图2和3介绍斜坡产生单元5一些可能的实现途径。
斜坡产生单元5的基本思想在于，在输入侧往斜坡产生单元5上施加由门极驱动器3提供的驱动器控制电压VS并在斜坡产生单元5中在输出侧设置一个晶体管T1，其中，晶体管T1要么由斜坡状上升的电压(在驱动器控制电压VS的上升脉冲沿时)控制，要么由斜坡状下降的电压(在驱动器控制电压VS的下降脉冲沿时)控制，从而，通过晶体管T1流动斜坡状的下降或上升的晶体管电流I1。在将晶体管T1与斜坡产生单元5的输出端11连接以后，晶体管电流I1的曲线形状便预先规定了斜坡产生单元5输出电流IG的曲线形状，并因此也预先规定了控制半导体开关元件1的晶体管控制电压VG的曲线形状。斜坡状上升或下降的晶体管电流I1于上造成一种斜坡状上升或下降的输出电流IG并因此也造成一种斜坡状上升或下降的晶体管控制电压VG。
在图2的实施例中，在门极驱动器3与斜坡产生单元5之间具有为信号传送电位分离的信号传送器10，而在图3的实施例中，没有电位分离，门极驱动器3直接与斜坡产生单元5相接。在两种情况下，斜坡产生单元5都是仅由门极驱动器3供电。在半导体开关元件1控制接线端6的前面，可以公知的方式设有门极电阻RG和电容L，例如用于过滤EMV干扰的多层铁氧体。在后面的说明中，仅涉及斜坡产生单元5中可能的保护布线，例如像二极管、电阻，只要其对于斜坡产生单元5依据本发明的功能具有重要意义。此外的前提是，使专业人员了解所述保护布线的功能。
斜坡产生单元5具有输入接线端12和输出接线端11。输入接线端12和输出接线端11之一以公知方式相互连接并与基准电位例如零电位连接，因此后文也仅描述一个输入接线端12和一个输出接线端。在输入接线端12上连接着门极驱动器3的输出端或信号传送器10的输出端。在图2和3所示的实施例中，在斜坡产生单元5中，输入接线端12通过其内设置限流电阻R3和需要时设置二极管D3的线路8与输出接线端11连接。在斜坡产生单元5中，与斜坡产生单元5的输出接线端11并联连接一个晶体管T1，这里是pnp-双极性晶体管。晶体管T1因此是接在线路8与基准电位之间并因此从线路8分出。取代pnp-双极性晶体管，当然也可以针对所述晶体管T1使用其他类型的晶体管。
在图2中，晶体管T1作为已知的Darlington(达林顿)-电路借助两个也称为Darlington-晶体管的晶体管构造设计，但这一点对本发明没有进一步的重要意义。图2的Darlington-晶体管在这里同样总体上称为晶体管T1。
晶体管T1在这里利用晶体管输出接线端E例如发射极接线端和晶体管输入接线端C例如集电极接线端(在Darlington-晶体管时在Darlington-电路的输出端晶体管上)，接在斜坡产生单元5的输出接线端11之间。晶体管T1的晶体管输出接线端E在此与半导体开关元件1的控制接线端6连接，需要时经由门极电阻RG和电容L。
在晶体管控制接线端B上，例如在晶体管T1的基本接线端上(在Darlington-晶体管时是在Darlington-电路的输入侧晶体管上)，连接着由包括电容器C1和电阻R1或R2的RC-充电电路13。通过分别与电阻R1、R2串联的二极管D1、D2，电阻R1、R2取决于电流方向地被接通。RC-充电电路13的电容器C1在此是接在晶体管T1的晶体管控制接线端B与晶体管输入接线端C之间(在Darlington-晶体管时是在输入侧晶体管上)。RC-充电电路13此外还接在斜坡产生单元5的输入端上，方式是将电阻R1、R2与输入接线端12连接。
现在参照简化示出斜坡产生单元5的图4和示出信号分布变化特性的图5-8来介绍斜坡产生单元5的功能。
施加到斜坡产生单元5输入接线端12上的是门极驱动器3的陡沿驱动器控制电压VS(图5)，并且输入电流I2从门极驱动器3流入斜坡产生单元5中。由此，驱动器控制电压V也施加到与输入接线端12连接的RC-充电电路13上，由此其电容器C1被充电(电压VR)，直至电压水平得到平衡(图5)。通过电容器C1施加到晶体管T1的晶体管控制接线端B上的上升电压VR控制pnp型晶体管T1，这样便产生通过晶体管T1的斜坡状下降电流I1(图6)。通过晶体管T1的晶体管电流I1从斜坡产生单元5的输出接线端11分出，由此便从输入电流I2与晶体管电流I1的差中得到了斜坡产生单元5的输出电流IG，也就是IG＝I2-I1。通过RC-充电电路13的电流在这里忽略不计。半导体开关元件1上，因此通过斜坡状下降的输出电流IG，以及必要时在门极电阻RG上，对控制接线端6处施加一种具有平缓上升的斜坡状脉冲沿的晶体管控制电压VG。晶体管控制电压VS陡峭上升的脉冲沿因此通过斜坡产生单元5得以呈斜坡状展平。通过相应确定RC-充电电路13的尺寸，可以精确调整这种效果。
斜坡产生单元5因此试图生成一种严格单调上升的晶体管控制电压VG。在晶体管电流I1(图6)和输出电流IG(图7)的电流分布变化中的电流峰值或扰动是在半导体开关元件1中公知的Miller(米勒)-效应的后果。Miller-效应同样致使晶体管控制电压VG的上升和下降脉冲沿在短时间内展平(图8)。
类似地，门极驱动器3的晶体管控制电压VG陡峭下降的脉冲沿通过斜坡产生单元5得以展平，同样如图5-8中所示那样。下降的晶体管电流I1在此也又从输出电流IG分出，这样便导致晶体管控制电压VG的下降脉冲沿被斜坡状展平。
图9示出了依据本发明的斜坡产生单元5的一种变化。在这里，晶体管T1一如既往地利用晶体管输出接线端E连接在斜坡产生单元5的输出端11上。但输入接线端12在这里不再直接与线路8-可能必要时经由电阻R3和二极管D3-与输出接线端11连接。与晶体管T1相反极性(在这里为npn型)的第二晶体管T2以其晶体管输出接线端E与第一晶体管T1的晶体管输出接线端E连接并且第二晶体管T2的晶体管输入接线端C2与线路8连接。第二晶体管T2的晶体管控制接线端B2与第一晶体管T1的晶体管控制接线端B连接，因此RC-充电电路13也以电压VR作用于第二晶体管T2的晶体管控制接线端B2上。
该电路的效果与按照图2或3斜坡产生单元5的上述构造设计相同并且也产生驱动器控制电压VS的电压脉冲沿的一种斜坡状展平，正如特别是从图10-14中看出的那样。
唯一的区别在于，现在晶体管控制电压VG的上升斜坡状脉冲沿由第二晶体管T2产生，而晶体管控制电压VG的下降斜坡状脉冲沿由第一晶体管T1产生。
按图9所示这种电路的优点在于，标准门极驱动器3更少受到该电路的负荷，因为对于输出电流IG的上升脉冲沿来说等于也相当于通过第二晶体管T2的电流的输入电流I2。但这一优点是通过形式上为第二晶体管T2的附加元件为代价换来的。

Claims (8)

1.用于操控半导体开关元件(1)的电路布置结构，其中，门极驱动器(3)为所述半导体开关元件(1)产生陡沿的驱动器控制电压(VS)并且该门极驱动器(3)与所述半导体开关元件(1)的控制接线端(6)连接，其特征在于，所述该半导体开关元件(1)的控制接线端(6)通过斜坡产生单元(5)与该半导体开关元件(1)的输出接线端(7)连接，所述斜坡产生单元(5)斜坡状展平所述驱动器控制电压(VS)的陡升和陡降脉冲沿，用于在斜坡产生单元(5)的输出端上产生晶体管控制电压(VG)，并且所述斜坡产生单元(5)的供电通过所述门极驱动器(3)进行。
2.按权利要求1所述的电路布置结构，其特征在于，在门极驱动器(3)与斜坡产生单元(5)之间接有信号传送器(10)。
3.按权利要求1或2所述的电路布置结构，其特征在于，在所述斜坡产生单元(5)中在输出侧设置有由斜坡状上升或下降的电压(VR)控制的晶体管(T1)，由此通过该晶体管(T1)流动斜坡状下降或上升的晶体管电流(I1)。
4.按权利要求1-3之一所述的电路布置结构，其特征在于，在所述斜坡产生单元(5)中设有第一晶体管(T1)和带电阻(R1、R2)以及电容器(C1)的RC-充电电路(13)，其中，所述第一晶体管(T1)的晶体管输出接线端(E)与所述斜坡产生单元(5)的输出接线端(11)连接，所述RC-充电电路(13)通过电阻(R1、R2)与所述斜坡产生单元(5)的输入接线端(12)连接并且所述RC-充电电路(13)的电容器(C1)与所述第一晶体管(T1)的晶体管控制接线端(B)连接。
5.按权利要求1-3之一所述的电路布置结构，其特征在于，在所述斜坡产生单元(5)中设有第一晶体管(T1)、第二晶体管(T2)和带电阻(R1、R2)以及电容器(C1)的RC-充电电路(13)，其中，所述第一晶体管(T1)的和所述第二晶体管(T2)的晶体管输出接线端(E)相互连接并与所述斜坡产生单元(5)的输出接线端(11)连接，所述第二晶体管(T2)的晶体管控制接线端(B2)与所述斜坡产生单元(5)的输入接线端(12)连接，所述RC-充电电路(13)通过电阻(R1、R2)与所述斜坡产生单元(5)的输入接线端(12)连接并且所述RC-充电电路(13)的电容器(C1)与所述第一晶体管(T1)的和所述第二晶体管(T2)的晶体管控制接线端(B、B2)连接。
6.用于借助门极驱动器(3)操控半导体开关元件(1)的方法，所述门极驱动器与所述半导体开关元件(1)的控制接线端(6)连接并产生陡沿的驱动器控制电压(VS)，其特征在于，输入电流(I2)从所述门极驱动器(3)流入斜坡产生单元(5)中并且所述门极驱动器(3)对该斜坡产生单元(5)供电，以及，在所述斜坡产生单元(5)中从输入电流(I2)分出斜坡状的电流(I1)，以便产生该斜坡产生单元(5)的斜坡状的输出电流(IG)，其中，所述斜坡状的输出电流(IG)向所述半导体开关元件(1)的控制接线端(6)中流动并造成具有斜坡状上升和下降的脉冲沿的晶体管控制电压(VG)。
7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，所述驱动器控制电压(VS)在所述斜坡产生单元(5)中施加到RC-充电电路(13)并且作用于该RC-充电电路(13)的电容器(C1)上的电压(VR)被施加到晶体管(T1)的晶体管控制接线端(B)上并控制该晶体管(T1)，从而斜坡状的电流(I1)通过晶体管(T1)流动。
8.按权利要求7所述的方法，其特征在于，作用于所述RC-充电电路(13)的电容器(C1)上的电压(VR)分别施加到两个串联的晶体管(T1、T2)的一个晶体管控制接线端(B、B2)上，其中，所述晶体管(T1、T2)通过其晶体管输出接线端(E)相互连接并与所述半导体开关元件(1)的控制接线端(6)连接。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111480296A (zh) * 2017-10-13 2020-07-31 大陆泰密克微电子有限责任公司 控制可电操作的马达的半导体桥的方法、控制装置和设备

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH716997A1 (de) * 2019-12-30 2021-06-30 Iolo Ag Intelligenter Taster für eine Gebäudeinstallation.

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4461966A (en) * 1980-12-04 1984-07-24 Siemens Aktiengesellschaft Circuit for controlling at least one power-FET
EP0153423A1 (en) * 1984-02-20 1985-09-04 HONEYWELL BULL ITALIA S.p.A. Power FET driving circuit
JPH02123962A (ja) * 1988-10-31 1990-05-11 Fuji Electric Co Ltd ゲート駆動回路
CN1143279A (zh) * 1995-06-26 1997-02-19 Abb管理有限公司 换流器电路装置
CN1430458A (zh) * 2001-12-19 2003-07-16 尼古拉斯·伯埃诺肯托 具有应急照明设备的电子镇流器系统
US20040232971A1 (en) * 2003-03-06 2004-11-25 Denso Corporation Electrically insulated switching element drive circuit
CN1658259A (zh) * 2003-10-16 2005-08-24 三星Sdi株式会社 等离子体显示板驱动装置和方法
EP1630961A1 (fr) * 2004-08-27 2006-03-01 Schneider Toshiba Inverter Europe SAS Dispositif de commande d'un transistor de puissance
JP3767450B2 (ja) * 2001-10-11 2006-04-19 富士電機デバイステクノロジー株式会社 絶縁ゲートトランジスタの駆動回路および電力変換装置と電力用半導体モジュール
US20080054984A1 (en) * 2006-08-31 2008-03-06 International Rectifier Corporation High voltage gate driver ic with ramp driver
CN101710794A (zh) * 2009-12-17 2010-05-19 北京中星微电子有限公司 完全能量转换模式下的交流-直流反激转换器及其环路补偿方法
TW201143502A (en) * 2010-05-25 2011-12-01 Green Solution Tech Co Ltd LED driving circuit and control circuit
US8199537B2 (en) * 2009-02-19 2012-06-12 Iwatt Inc. Detecting light load conditions and improving light load efficiency in a switching power converter
US20130063185A1 (en) * 2011-09-13 2013-03-14 Futurewei Technologies, Inc. Apparatus and Method for Pulse Width Modulation Control for Switching Power Converters
US20130076406A1 (en) * 2011-09-23 2013-03-28 Ming Xu Isolated gate driver adapted for pwm-based switching power supply
CN103718462A (zh) * 2011-07-21 2014-04-09 西门子公司 用于通断电流的电路装置以及用于运行半导体断路器的方法
US20140111261A1 (en) * 2012-10-22 2014-04-24 Toru DAIGO Switching device driving apparatus

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4540893A (en) * 1983-05-31 1985-09-10 General Electric Company Controlled switching of non-regenerative power semiconductors
JPH0366754A (ja) 1989-08-04 1991-03-22 Kao Corp ポリアミド樹脂用溶融粘度低下剤
JP3623181B2 (ja) * 2001-08-27 2005-02-23 オリジン電気株式会社 高電圧半導体スイッチ装置および高電圧発生装置
JP2013532466A (ja) 2010-07-15 2013-08-15 ツエントルム・ミクロエレクトロニク・ドレスデン・アクチエンゲゼルシャフト 電力用ｍｏｓトランジスタを駆動するための方法及び装置
DE102012218284A1 (de) * 2012-10-08 2014-04-10 Robert Bosch Gmbh Treibereinheit zum Ansteuern einer Transistor-Halbbrücke und DC-DC-Wandler
GB2511334A (en) * 2013-02-28 2014-09-03 Control Tech Ltd Drive circuit for power transistor
US9071245B2 (en) * 2013-04-24 2015-06-30 Hamilton Sundstrand Corporation Solid state power controller gate control

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4461966A (en) * 1980-12-04 1984-07-24 Siemens Aktiengesellschaft Circuit for controlling at least one power-FET
EP0153423A1 (en) * 1984-02-20 1985-09-04 HONEYWELL BULL ITALIA S.p.A. Power FET driving circuit
JPH02123962A (ja) * 1988-10-31 1990-05-11 Fuji Electric Co Ltd ゲート駆動回路
CN1143279A (zh) * 1995-06-26 1997-02-19 Abb管理有限公司 换流器电路装置
JP3767450B2 (ja) * 2001-10-11 2006-04-19 富士電機デバイステクノロジー株式会社 絶縁ゲートトランジスタの駆動回路および電力変換装置と電力用半導体モジュール
CN1430458A (zh) * 2001-12-19 2003-07-16 尼古拉斯·伯埃诺肯托 具有应急照明设备的电子镇流器系统
US20040232971A1 (en) * 2003-03-06 2004-11-25 Denso Corporation Electrically insulated switching element drive circuit
CN1658259A (zh) * 2003-10-16 2005-08-24 三星Sdi株式会社 等离子体显示板驱动装置和方法
EP1630961A1 (fr) * 2004-08-27 2006-03-01 Schneider Toshiba Inverter Europe SAS Dispositif de commande d'un transistor de puissance
US20080054984A1 (en) * 2006-08-31 2008-03-06 International Rectifier Corporation High voltage gate driver ic with ramp driver
US8199537B2 (en) * 2009-02-19 2012-06-12 Iwatt Inc. Detecting light load conditions and improving light load efficiency in a switching power converter
CN101710794A (zh) * 2009-12-17 2010-05-19 北京中星微电子有限公司 完全能量转换模式下的交流-直流反激转换器及其环路补偿方法
TW201143502A (en) * 2010-05-25 2011-12-01 Green Solution Tech Co Ltd LED driving circuit and control circuit
CN103718462A (zh) * 2011-07-21 2014-04-09 西门子公司 用于通断电流的电路装置以及用于运行半导体断路器的方法
US20130063185A1 (en) * 2011-09-13 2013-03-14 Futurewei Technologies, Inc. Apparatus and Method for Pulse Width Modulation Control for Switching Power Converters
US20130076406A1 (en) * 2011-09-23 2013-03-28 Ming Xu Isolated gate driver adapted for pwm-based switching power supply
US20140111261A1 (en) * 2012-10-22 2014-04-24 Toru DAIGO Switching device driving apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111480296A (zh) * 2017-10-13 2020-07-31 大陆泰密克微电子有限责任公司 控制可电操作的马达的半导体桥的方法、控制装置和设备
CN111480296B (zh) * 2017-10-13 2023-10-31 大陆泰密克微电子有限责任公司 控制可电操作的马达的半导体桥的方法、控制装置和设备

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