CN107612292A - 减少lc谐振的用于开关的开关驱动电路 - Google Patents

减少lc谐振的用于开关的开关驱动电路 Download PDF

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Abstract

公开了一种减少LC谐振的用于开关的开关驱动电路。用于驱动电压控制的开关的驱动电路包括:充电路径,该充电路径连接到开关的栅极,栅极充电电流流过该充电路径以将该开关接通;放电路径,该放电路径连接到该开关的栅极和输出端子,栅极放电电流流过该放电路径以将该开关断开;以及至少以下中的任一者:充电侧元件,设置在具有该栅极、该充电路径的一部分和该输出端子的充电侧回路路径上,将电流流动限制在一个方向上并且不干扰充电电流的电流流动;或者放电侧元件,设置在具有该栅极、该放电路径的一部分和该输出端子的放电侧回路路径上,将电流流动限制在一个方向上并且不干扰放电电流的电流流动。

Description

减少LC谐振的用于开关的开关驱动电路
技术领域
本公开涉及驱动电压控制的开关的驱动电路。
背景技术
JP-A-2013-240210中所公开的此类驱动电路(例如,驱动开关)由串联连接的上臂部和下臂部来配置。开关例如是IGBT。上臂部和下臂部中的每一者由一个驱动开关来配置。
作为驱动电路,驱动电路中的一些驱动互相并联连接的多个开关。由开关组成的并联连接的电路构成相应的上臂部和下臂部。
在驱动电路中,在栅极端子处以及在输出端子之间形成电容。因此在与栅极、输出端子和栅极-输出端子连接的驱动电路中形成具有导电路径的回路路径。
另一方面,恢复电流流过与驱动对象开关反向并联连接的续流二极管。当恢复电流停止流动时,冲击电压出现在恢复电流的传导路径中。在这种情况下,在多个开关之中,在与作为冲击电压的源的续流二极管相对应的驱动对象开关的输出端子处的电位相较于其他驱动对象开关中的输出端子的电压而言变得相对较低。由于多个驱动对象开关的输出端子是互相连接的,所以出现了这样的电压差。
当所述电压差出现时,在上述回路路径的电感部件与栅极-输出端子的电容部件之间发生LC谐振。当所述LC谐振发生时,相应端子(诸如栅极和输出端子)的施加电压可能超过它们的额定值,并且可能引起开关的故障。
由于续流二极管的个体差异,所以恢复电流的完成定时在相应的续流二极管中的至少两个续流二极管处可能不同。在这种情况下,由于续流二极管的恢复电流随后停止流动,所以驱动对象开关的输出端子之间的电压差显著不同。所述电压差的大幅变化很可能引起驱动对象开关的上述故障。
为了处理这些问题,考虑当开关从断开(OFF)状态转变成接通(ON)状态时可降低开关的切换速度。然而,在这种情况下,当驱动对象开关接通时,功率损耗增大。
发明内容
本公开是为了提供一种驱动电路,所述驱动电路能够在用于驱动互相并联连接的多个电压控制的开关的驱动电路中的上述回路路径中减少LC谐振。
在下文中将描述本公开的详细配置及其效果和优点。
本公开的第一方面是驱动电路(DrH、DrL),所述驱动电路驱动互相并联连接的多个电压控制的开关(SH1、SH2、SL1、SL2),其中续流二极管(DH1、DH2、DL1、DL2)反向并联连接到所述电压控制的开关中的每一个。
所述驱动电路包括:充电路径(Lt、Lch),所述充电路径针对每个电压控制的开关而提供并且连接到所述电压控制的开关的栅极,栅极充电电流流过所述充电路径以将所述电压控制的开关接通;放电路径(Ldis),所述放电路径针对每个电压控制的开关而提供并且连接到所述电压控制的开关的栅极和输出端子,栅极放电电流流过所述放电路径以将所述电压控制的对象开关断开;以及至少以下中的任一者:充电侧元件(33A、33B;42A、42B;44A、44B),所述充电侧元件针对每个电压控制的开关而提供,并且设置在具有所述栅极、所述充电路径的一部分和所述输出端子的充电侧回路路径上,将电流流动限制在一个方向上并且不干扰充电电流的电流流动;或者放电侧元件(34A、34B;46A、46B;48A、48B),所述放电侧元件针对每个电压控制的对象开关而提供,并且设置在具有所述栅极、所述放电路径的一部分和所述输出端子的放电侧回路路径上,将电流流动限制在一个方向上并且不干扰放电电流的电流流动。
根据所述第一方面,充电路径和放电路径被提供,其中栅极充电电流和栅极放电电流分别流过这些路径。在开关的每一个中,形成栅极-输出端子电容。因此,至少充电侧回路路径或放电侧回路路径针对相应的开关而形成。充电侧回路路径包括栅极、所述充电路径的至少一部分以及所述输出端子。放电侧回路路径包括栅极、放电路径的至少一部分以及所述输出端子。在其中形成所述回路路径的情况下,由于与所述开关反向并联连接的续流二极管中的至少两个续流二极管的恢复电流流动的完成定时之间的差异,LC谐振发生在所述回路路径中。
因此,根据所述第一方面,至少充电侧元件被提供在充电侧回路路径中或者放电侧元件被提供在放电侧回路路径中。充电侧元件将电流限制为只在一个方向上流动并且不干扰所述栅极电流流动。当本公开的配置包括充电侧元件时,在充电侧回路路径中,所述充电侧元件将电流流动限制成只在一个方向上。因此,在所述充电侧回路路径中,LC谐振可被减少。
另一方面,放电侧元件被提供使得电流流动被限制在一个方向上并且栅极放电电流的流动不受干扰。当本公开的配置包括放电侧元件时,在放电侧回路路径中,所述放电元件将电流流动的方向限制为放电侧回路路径中的仅一个方向。因此,在所述放电侧回路路径中的谐振可被减少。
因此,所述第一方面的配置可归因于与相应的开关反向并联连接的续流二极管中的至少两个续流二极管的恢复电流的完成定时之间的差异而减少LC谐振。
具体而言,放电元件可被提供在如本公开的第二方面中所公开的放电路径中。在这种情况下,放电侧元件允许电流在从所述栅极到所述输出端子的放电方向上流动,并且防止电流在与所述放电方向相反的方向上流动。
具体而言,如第三方面中所公开,设置在所述放电路径上的放电侧元件可由放电侧二极管来配置,所述放电侧二极管被布置成使得阳极被连接到所述栅极侧而阴极被连接到所述输出端子侧。根据使用所述放电侧二极管的配置,电子控制不是必要的,从而使得可以简单地减少LC谐振。
根据本公开的第四方面,驱动电路包括放电开关(36;36A、36B),所述放电开关设置在所述放电路径中与所述放电侧元件相比更靠近所述输出端子侧;以及断开保持路径(Loff),所述断开保持路径针对每个电压控制的开关而提供,所述断开保持路径使与所述放电侧元件相比更靠近所述栅极侧的点和所述输出端子短路,所述放电侧元件(46A、46B;48A、48B)被提供在所述断开保持路径中;被提供在所述断开保持电路中的所述放电侧元件允许电流在从所述栅极到所述输出端子的预定方向上流动并且防止电流在与所述预定方向相反的方向上流动。
所述第四方面的配置包括针对每个开关提供的断开保持路径以便当所述开关被驱动成断开时维持所述开关的断开状态。此外,在上述公开中,放电元件被进一步提供在所述断开保持路径中。被提供在所述断开保持电路中的所述放电侧元件允许电流在从所述栅极到所述输出端子的预定方向上流动并且防止电流在与所述预定方向相反的方向上流动。因此,可在具有所述栅极、所述放电路径的一部分、所述断开保持路径和所述输出端子的所述放电侧回路路径中减少LC谐振。
具体而言,如本公开的第五方面中所公开,可使用被提供在所述断开保持路径上的放电侧元件,所述放电侧元件由断开侧二极管(46A、46B)来配置,所述断开侧二极管被布置成使得阳极被连接到所述栅极侧而阴极被连接到所述输出端子侧。在这种情况下,根据所述第五方面,第一断开保持开关(47A、47B)可被提供在所述断开保持路径中,当在对应的开关上指示断开驱动命令时,所述断开保持开关接通。
根据本公开的所述第五方面,不同于将所述放电开关接通以便将开关断开的情况,与开关相对应的断开保持开关接通,从而多个开关的部分可断开。
具体而言,如本公开的第六方面中所公开,被提供在所述断开保持路径中的所述放电侧元件可由第二断开保持开关来配置,当所述第二断开保持开关断开时,在所述栅极和所述输出端子之间断开电连接,并且当断开保持开关接通时,允许电流在所述预定方向上流动并防止电流在与所述预定方向相反的方向上流动。
所述断开保持开关可用作第五方面的断开侧二极管以及所述断开保持开关。因此,根据第六实施例,除了自所述第五方面获得的效果以外,还可获得以下效果:驱动电路的部件的数量被减少。
根据本公开的第七方面,驱动电路包括针对每个电压控制的开关而提供的电阻器(60A、60B),所述电阻器将与所述放电侧元件相比更靠近所述栅极侧的点和所述放电路径中的所述输出端子连接,以及所述电阻器的电阻被设置为大于所述放电路径的电阻。
根据本公开的所述第七方面,电阻器被提供用于提取(withdraw)栅极的负电荷。为此,即使形成包括所述电阻器的放电侧回路路径,所述路径中的阻抗也仍是高的。因此,在包括所述电阻器的放电侧回路路径中的衰减会是大的,使得包括所述电阻器的所述放电回路路径中的LC谐振可被减少。
根据本公开的第八方面,多个放电侧回路路径被形成在所述驱动电路中,以及所述放电侧元件针对所述放电侧回路路径中的每一个而提供。
根据本公开的第八方面,可在驱动电路中的放电侧回路路径中恰当地抑制LC谐振。
根据第九方面,所述充电路径包括连接到电源(31)的电源路径(Lt);以及从所述电源路径分支出来以连接到所述开关的各个栅极的分支路径(Lch),所述分支路径包括所述充电侧元件,并且所述充电侧元件允许电流在从所述电源路径侧到所述栅极的充电方向上流动并且防止电流在与所述充电方向相反的方向上流动。
在本公开的第九方面的配置中,所述充电侧元件被提供在构成所述充电路径的所述分支路径中。所述充电侧元件允许电流在从所述电源路径侧到所述栅极的预定方向上流动,并且防止电流在与所述预定方向相反的方向上流动。因此,在所述充电侧回路路径中的LC谐振可被减少。
具体而言,如本公开的第十方面所公开,所述充电侧元件由充电侧二极管(33A、33B)来配置,所述充电侧二极管被布置成使得阳极被连接到所述电源路径侧而阴极被连接到所述栅极侧。根据使用所述充电侧二极管的这种配置,电子控制不是必要的,可以简单地减少LC谐振。
根据本公开的第十一方面,所述多个开关构成并联连接电路,每一个所述并联连接电路由串联连接的上臂部(20H)和下臂部(20L)组成,构成所述上臂部的开关(SH1、SH2)和构成所述下臂开关的开关(SL1、SL2)交替地接通;以及所述充电侧元件由充电开关(42A、42B、44A、44B)来配置,所述充电开关在断开时防止电流在所述充电方向上流动,并且在接通时允许电流在所述充电方向上流动。
当所述充电开关接通时,在下臂部中构成主题臂部的开关可接通。在此,当在上/下臂部中构成相对的臂部的开关接通并且在主题臂部中的开关断开时,恢复电流流动。由于主题臂部中的开关断开,所以主题臂部中的充电开关是断开的。因此,在恢复电流流动的情况下,不形成充电侧回路路径。因此,根据本公开的第十一实施例,可在充电侧回路路径中减少LC谐振。
根据本公开的第十二方面,多个充电侧回路路径被形成在所述驱动电路中,以及所述充电侧元件针对所述充电侧回路路径中的每一个而提供。
根据本公开的第十二方面,可在驱动电路的充电侧回路路径中恰当地减少LC谐振。
根据本公开的第十三方面,所述驱动电路包括设置在所述放电路径上的所述放电侧元件(34A、34B),以及所述充电路径针对每个电压控制的开关而提供。
根据本公开的第十三方面,充电路径针对相应的开关而提供以便独立地控制所述多个开关的切换速度。因此,与各自的开关相对应的充电路径彼此被分开,使得针对相应的开关不形成充电侧回路路径。结果,根据本公开的第十三方面,可在充电侧回路路径中避免LC谐振。
附图说明
在附图中:
图1是示出根据第一实施例的电机控制系统的整体配置的示图;
图2是示出驱动电路的示图;
图3是示出驱动电路中的相应的开关的操作模式的时序图;
图4是示出根据现有技术的发生LC谐振的模式的示图;
图5是示出根据现有技术的发生LC谐振的模式的示图;
图6是示出根据现有技术的发生LC谐振的模式的示图;
图7是示出根据现有技术的发生LC谐振的模式的示图;
图8是示出根据现有技术的发生LC谐振的模式的示图;
图9是示出根据现有技术的驱动电路的示图;
图10是示出根据第二实施例的驱动电路的示图;
图11是示出根据第三实施例的驱动电路的示图;
图12是示出根据第四实施例的驱动电路的示图;
图13是示出根据第五实施例的驱动电路的示图;
图14是示出根据第六实施例的驱动电路的示图;
图15是示出根据第七实施例的驱动电路的示图;
图16是示出根据第八实施例的驱动电路的示图;
图17是示出根据第九实施例的驱动电路的示图;以及
图18是示出根据第十实施例的驱动电路的示图。
具体实施方式
(第一实施例)
在下文中,将参考附图来描述本公开的第一实施例,其中本公开的驱动电路被应用于车载电机控制系统。
如图1所示,控制系统被提供有DC(直流)电源10、逆变器20、电动发电机21和控制单元22。根据第一实施例,DC电源10是具有超过100伏特端电压的电池。作为DC电源,具体而言,采用例如锂离子二次电池、镍-氢二次电池。电容器11并联连接到DC电源10。
电动发电机21是作为车载主机的旋转电机。电动发电机21连接到未图示的驱动轮,所述驱动轮能够传送力。根据第一实施例,作为电动发电机21,采用三相电动发电机。作为电动发电机21,使用例如永磁体同步电动机。根据第一实施例,作为主设备,除了电动发电机21以外,未图示的发动机也被安装在车辆中。
逆变器20用作功率转换器单元,在其中,来自电容器11的DC功率被转换成AC(交流)功率,并将AC功率输出到电动发电机21。根据第一实施例,逆变器被配置为三相逆变器并且针对各相提供有上臂部20H和下臂部20L。具体而言,逆变器20包括用于三相转换的三个串联连接的电路,每个串联连接的电路由上臂部20H和下臂部20L来配置。
上臂部20H被提供有包括第一上臂开关SH1和第二上臂开关SH2的并联连接电路。下臂部20L被提供有包括第一下臂开关SL1和第二下臂开关SL2的并联连接电路。作为电容器11的高压侧端子的P端子经由高压侧传导构件Bp(诸如汇流条)连接在第一上臂开关SH1和第二上臂开关SH2的各自的输入端子处。作为电容器11的低压侧端子的N端子经由低压侧传导构件Bn(诸如汇流条)连接在第一下臂开关SL1和第二下臂开关SL2的各自的输出端子处。第一上臂开关SH1和第二上臂开关SH2的各个输出端子以及第一下臂开关SL1和第二下臂开关SL2的各个输入端子被连接到O端子。
电动发电机21的绕组21A的第一端经由传导构件(诸如汇流条)连接在与三相的每个相对应的O端子处。相应相的绕组21A的第二端子被共同连接在中性点处。绕组21A是电感负载。
根据第一实施例,针对开关SH1、SH2、SL1和SL2,使用电压控制型半导体开关元件,且具体而言,使用IGBT。因此,输入端子是集电极而输出端子是发射极。
针对第一上臂开关SH1,第一上臂二极管DH1被反向并联连接。针对第二上臂开关SH2,第二上臂二极管DH2被反向并联连接。针对第一下臂开关SL1,第一下臂二极管DL1被反向并联连接,并且第二下臂二极管DL2被反向并联连接到第二下臂开关SL2。根据第一实施例,二极管DH1、DH2、DL1和DL2中的每一个对应于续流二极管。应当注意,二极管DH1、DH2、DL1和DL2可被集成到相应的开关SH1、SH2、SL1和SL2,或可作为外部部件被附接到相应的开关SH1、SH2、SL1和SL2。
控制单元22驱动逆变器20以将电动发电机21的控制对象控制为命令值。控制对象例如是扭矩。控制单元22将与相应的臂部20H和20L对应的驱动信号输出到分别提供臂部20H和20L的驱动电路DrH和DrL,以便驱动逆变器20的开关SH1、SH2、SL1和SL2。控制单元22执行PWM处理(在其中,三相命令电压具有120度相移的电角度),并且作为大小比较对载波信号(诸如三角波)进行比较,以便产生与相应的驱动电路DrH和DrL对应的驱动信号。驱动信号用作接通(ON)驱动命令或断开(OFF)驱动命令,接通驱动命令命令开关接通,断开驱动命令命令开关断开。在每个相中,与上臂部20H对应的驱动信号和与下臂部20L对应的驱动信号是互补信号。相应地,在每个相中,构成上臂部20H的开关SH1与SH2和构成下臂部20L的开关SL1与SL2交替地变成接通状态。
随后,将参考图2描述驱动电路的配置。根据第一实施例的与相应的臂部20H和20L相对应的驱动电路DrH和DrL具有相同的配置。因此,根据第一实施例的下臂部20L的驱动电路DrL将作为示例被描述。
图2所示的驱动电路DrL被提供有控制板,在控制板上安装各种电气部件。在控制板中,各种电气部件通过布线图案来连接。
驱动电路DrL被提供有充电开关30。根据第一实施例,P沟道MOSFET被用作充电开关30。恒定电压源31被连接到充电开关30的源极,并且充电电阻器32的第一端被连接到充电开关30的漏极。第一连接点T1被连接到充电电阻器32的第二端。根据第一实施例,从恒定电压源31经由充电开关30和充电电阻器32到第一连接点T1的导电路径对应于电源路径Lt。
在第一连接点T1处,作为充电侧元件,连接第一充电侧二极管33A的阳极。在第一充电侧二极管33A的负极处,连接驱动电路DrL的第一栅极端子G1。并且,在第一连接点T1处,作为充电侧元件,连接第二充电侧二极管33B的阳极。在第二充电侧二极管33B的负极处,连接驱动电路DrL的第二栅极端子G2。根据第一实施例,从第一连接点T1经由第一充电侧二极管33A到第一栅极端子G1的导电路径和从第一连接点T1经由第二充电侧二极管33B到第二栅极端子G2的导电路径对应于从电源路径Lt分支出来的分支路径Lch。
在第一栅极端子G1处,连接第一下臂开关SL1的栅极。在第二栅极端子G2处,连接第二下臂开关SL2的栅极。
在第一栅极端子G1处,作为放电侧元件,连接第一放电侧二极管34A的正极。在第一放电侧二极管34A的阴极处,连接第二连接点T2。在第二栅极端子G2处,作为放电侧元件,连接第二放电侧二极管34B的阳极。在第二放电侧二极管34B的阴极处,连接第二连接点T2。
在第二连接点T2处,连接放电电阻器35的第一端。在放电电阻器35的第二端处,连接放电开关36被连接。根据第一实施例,N沟道MOSFET被用作放电开关36。具体而言,在放电开关36的漏极处,连接放电电阻器35的第二端。在放电开关36的源极处,连接作为电导的短路路径,以便使驱动电路DrL的第一发射极端子KE1和第二发射极端子KE2短路。在第一发射极KE1处,连接第一下臂开关SL1的发射极,而在第二发射极端子KE2处,连接第二下臂开关SL2的发射极。
在第一实施例中,从第一栅极端子G1经由第一放电侧二极管34A、第二连接点T2、放电电阻器35和放电开关36到第一发射极端子KE1的导电路径对应于放电路径Ldis。同样地,在第一实施例中,从第二栅极端子G2经由第二放电侧二极管34B、第二连接点T2、放电电阻器35和放电开关36到第二发射极端子KE2的导电路径对应于放电路径Ldis。
第一下臂开关SL1包括第一下臂感测端子mL1。第一下臂感测端子mL1检测并输出与在集电极和发射极之间流动的集电流相互关联的小电流。第一下臂感测端子mL1被连接到驱动电路DrL的第一感测端子SE1。第一感测端子SE1被连接到第一感测电阻器37A的第一端。第一感测电阻器37A的第二端被连接到使第一发射极端子KE1和第二发射极端子KE2之间短路的短路路径中的一点,该点和与放电开关36的源极连接的连接点相比更靠近第一发射极端子KE1侧。根据这种配置,从第一下臂感测端子mL1输出的细微电流在第一感测电阻器37A处产生电压降。因此,在第一感测电阻器37A处的电压降的量可作为与集电极电流相互关联的值而使用。跨第一感测电阻器37A的电压差作为第一感测电压而输入驱动电路DrL的驱动控制单元40。并且,跨感测电阻器37B的电压差作为第二感测电压而输入驱动控制单元40。
类似于第一下臂开关SL1,第二下臂开关SL2被提供有第二下臂感测端子mL2,第二下臂感测端子mL2检测并输出与集电极电流相互关联的小电流。在第二下臂感测端子mL2处,连接驱动电路DrL的第二感测端子SE2。第二感测端子SE2被连接到第二感测电阻器37B的第一端。第二感测电阻器37B的第二端被连接到使第一发射极端子KE1和第二发射极端子KE2之间短路的短路路径中的一点,该点和与放电开关36的源极连接的连接点相比更靠近第二发射极端子KE2侧。
驱动电路DrL被提供有第一断开保持开关38A和第二断开保持开关38B。根据第一实施例,针对断开保持开关38A和38B,使用N沟道MOSFET。
第一断开保持开关38A的漏极被连接到连接在第一放电侧二极管34A的阴极和第二连接点T2之间的导电路径。在第一断开保持开关38A的源极处,第一感测电阻器37A的第二端的连接点和第二感测电阻器37B的第二端的连接点被连接在使第一发射极端子KE1和第二发射极端子KE2之间短路的短路路径中。
驱动控制单元40基于由控制单元22输出的驱动信号来执行充电和放电以便驱动下臂开关SL1和SL2接通以及断开。具体而言,作为充电过程,当驱动信号指示接通驱动命令时,驱动控制单元40将充电开关30接通并将放电开关36断开。因此,充电电流从恒定电压源31流动到下臂开关SL1和SL2的栅极,导致下臂开关SL1和SL2的栅极电压大于或等于阈值电压Vth。结果,下臂开关SL1和SL2的状态从断开变成接通。应当注意,由响应于驱动控制单元40的接通控制单元41来驱动充电开关30。
同时,作为放电过程,当驱动信号指示断开驱动命令时,驱动控制单元40将充电开关30断开并将放电开关36接通。因此,放电电流从下臂开关SL1和SL2的栅极流动到发射极,从而在下臂开关SL1和SL2处的栅极电压变成低于阈值电压Vth。结果,下臂开关SL1和SL2断开。
驱动控制单元40基于栅极电压和由控制单元22输出的驱动信号来执行断开保持过程以驱动第一断开保持开关38A和第二断开保持开关38B。作为断开保持过程,当驱动信号指示断开驱动命令并且栅极电压小于或等于预定电压Vα时,驱动控制单元40将断开保持开关38A和38B接通,否则,驱动控制单元40将断开保持开关38A和38B断开。在此,预定电压Vα已被设置为低于或等于阈值电压Vth的电压。
当过电流流过下臂开关SL1和SL2时,驱动控制单元40执行强制地使下臂开关SL1和SL2截止的软截止(soft-cutoff)过程。当第一感测电压或第二感测电压持续超过阈值电压达到预定时间段时,驱动控制单元40确定过电流事件已发生。未图示的软截止路径被提供在驱动电路DrL中以便强制地断开下臂开关SL1和SL2。软截止路径连接使第一发射极端子KE1与第二发射极端子KE2短路的短路路径和第二连接点T2。在软截止路径中,软截止开关由N沟道MOSFET以及软截止电阻器来配置。软截止电阻器的电阻被设置成大于放电电阻器35的电阻。
图3是示出放电过程、充电过程和断开保持过程的示图。具体而言,在图3中,(a)示出了输入驱动控制单元40的驱动信号的改变,(b)示出了充电开关30的驱动模式,(c)示出了放电开关36的驱动模式,而(d)示出了第一和第二断开保持开关38A和38B的驱动模式的改变。
如图3所示,在时间t1,驱动信号从断开驱动命令改变成接通驱动命令,并且然后充电开关30接通而放电开关36断开从而开始充电过程。因此,下臂开关SL1和SL2的栅极电压增大而达到阈值电压Vth并且下臂开关SL1和SL2被切换。由于驱动信号从断开驱动命令改变成接通驱动命令,所以断开保持开关38A和38B从接通状态转变成断开状态。
随后,在时间t2,驱动信号从开驱动信号转变成断开驱动命令。因此,充电开关30断开而放电开关36接通从而开始放电过程。因此,下臂开关SL1和SL2的栅极电压开始下降。
在时间t3,由于栅极电压变成预定电压Vα或更小,断开保持开关38A和38B改变成接通状态从而开始断开保持过程。用于断开保持过程的栅极电压可被设置成下臂开关SL1或SL2之间的较高栅极电压。
根据第一实施例,如图2所示,驱动电路DrL被提供有第一充电侧二极管33A、第二充电侧二极管33B、第一放电侧二极管34A和第二放电侧二极管34B。在下文中,将对照现有技术描述提供上述二极管的技术优势。
首先,将描述现有技术。此处所描述的现有技术被限定为从图2所示的驱动电路DrL排除二极管33A、33B、34A和34B的配置。图4示出了这种现有技术。在图4中,控制系统中存在的电感部件或类似部件被公开。具体而言,LP1指示从P端子经由高压侧传导构件Bp到第一上臂开关SH1的集电极的导电路径中存在的电感部件,而LP2指示从P端子经由高压侧传导构件Bp到第二上臂开关SH2的集电极的导电路径中存在的电感部件。LO1指示从第一上臂开关SH1的发射极和第一下臂开关SL1的集电极到O端子的导电路径中存在的电感部件。LO2指示从第二上臂开关SH2的发射极和第二下臂开关SL2的集电极到O端子的导电路径中存在的电感部件。LN1指示从N端子经由低压侧传导构件Bn到第一下臂开关SL1的发射极的导电路径中存在的电感部件。LN2指示从N端子经由低压侧传导构件Bn到第二下臂开关SL2的发射极的导电路径中存在的电感部件。
并且,在臂部20H和20L的驱动电路DrH和DrL中,L1指示第一栅极端子G1的珠状电感器和电感部件。L3指示第二栅极端子G2的珠状电感器和电感部件。L5和L7分别指示第一和第二发射极端子KE1和KE2的电感部件。Rb指示平衡电阻器。
进一步地,L2和L4指示将开关的栅极与第一和第二栅极端子G1和G2连接的导电路径中存在的电感部件。L6和L8指示将开关的发射极与第一和第二发射极端子KE1和KE2连接的导电路径中存在的电感部件。
图4是示出一状态的示例,在该状态中,针对逆变器的三相中的一个相,包含在上臂部20H中的上臂开关SH1和SH2是接通的,而包含在下臂部20L中的下臂开关SL1和SL2是断开的。根据图4所示的示例,电流从P端子经由第一上臂开关SH1、O端子、包含在电动发电机21中的二相绕组21A、以及未图示的另一相的下臂部20L流到N端子。并且,在图4所示的示例中,电流从P端子经由第二上臂开关SH2、O端子、二相绕组21A以及未图示的另一相的下臂部20L流到N端子。
在图5中,一个示例被示出,其中,包含在上臂部20H中的上臂开关SH1和SH2被切换到关状态,而包含在下臂部20L中的下臂开关SL1和SL2被切换到开状态。在图5所示的示例中,由于存在作为电感负载的绕组21A,所以电流持续流过包括第一下臂二极管DL1、O端子、绕组21A以及未图示的另一相的下臂部20L的回路路径。此外,在图5所示的示例中,电流持续流过包括第二下臂二极管DL2、O端子、绕组21A以及未图示的另一相的下臂部20L的回路路径。
在图6中,一个示例被示出,其中,包含在上臂部20H中的上臂开关SH1和SH2再次接通,而包含在下臂部20L中的下臂开关SL1和SL2再次断开。根据图6所示的示例,由于反向电压施加到第二下臂二极管DL2,所以恢复电流流过第二下臂二极管DL2。然后,由于恢复电流停止流过恢复二极管,所以冲击电压发生在低压侧传导构件Bn中。这种冲击电压的量与在恢复电流的下降率dI/dT和低压侧传导构件Bn的电感L的乘积成比例地变化。响应于冲击电压的出现,第二下臂开关SL2的发射极电压VE2变得比第一下臂开关SL1的发射极电压VE1相对较低。
接着,如图7所示,由于反向电压施加到第一下臂二极管DL1,所以恢复电流流过第一下臂二极管DL1。然后,由于恢复电流停止流过恢复二极管,所以冲击电压发生在低压侧传导构件Bn中。因此,响应于冲击电压的出现,第一下臂开关SL1的发射极电压VE1变得比第二下臂开关SL2的发射极电压VE2低。
因此,由于在发射极电压上在下臂开关SL1和SL2之间出现电压差,所以,如图8所示,在包含下臂开关SL1和SL2的栅极-发射极电容Cge的回路路径上发生LC谐振。在图8中,通过带有箭头的虚线来示出回路路径的示例。
当LC谐振发生时,栅极端子G1和G2、发射极端子KE1和KE2以及感测端子SE1和SE2的施加电压超过它们的额定值。因此,问题出现,可能引起下臂开关SL1和SL2的故障,或者感测电压的检测准确度可能降低。为了解决上述问题,可降低臂开关的切换速度。然而,切换损耗可能增大,使得燃料效率将会变差。
即使在下臂开关SL1和SL2接通而上臂开关SH1和SH2断开的情况下,类似于下臂部20L的情况,LC谐振发生在上臂部20H中。
参考图4所示的配置,图9示出了臂部20H和20L由一个臂开关来配置的示例配置。在这种情况下,即使当冲击电压出现在恢复电流停止流动时,LC谐振也不发生。这是因为:即使冲击电压出现,第二下臂开关SL2的发射极电压VE2和放电开关36的源极侧电压VE3之间也没有电压差出现。
为了减少LC谐振,根据第一实施例,如图2所示,二极管33A、33B、34A和34B被提供。因此,在充电侧回路路径和放电侧回路路径中防止了LC谐振发生。应当注意,充电侧回路路径在接下来的(C1)至(C3)中进行描述。
(C1)第一充电侧回路路径,包括:第一下臂开关SL1的栅极和发射极之间的第一电容、第一下臂开关SL1的栅极、第一栅极端子G1、第一连接点T1、第二栅极端子G2、第二下臂开关SL2原栅极、第二下臂开关SL2的栅极和发射极之间的第二电容、第二发射极端子KE2、第一发射极端子KE1以及第一下臂开关SL1的发射极。
(C2)第二充电侧回路路径,包括:第一下臂开关SL1的栅极、第一栅极端子G1、第一连接点T1、对象元件、第一发射极端子KE1、以及第一下臂开关SL1的发射极。对象元件是第一断开保持开关38A、放电电阻器35、以及第二断开保持开关38B中的任一个。
(C3)第三充电侧回路路径,包括:第二电容、第二下臂开关SL2的栅极、第二栅极端子G2、第一连接点T1、对象元件、第二发射极端子KE2、以及第二下臂开关SL2的发射极。
由于第一至第三充电侧回路路径各自包括第一充电侧二极管33A或第二充电侧二极管33B,所以流过相应充电侧回路路径的电流的方向可被限制到一个方向。结果,相应充电侧回路路径中的LC谐振可被减少。
放电侧回路路径被描述为接下来的(D1)至(D3)。
(D1)第一放电侧回路路径,包括:第一电容、第一下臂开关SL1的栅极、第一栅极端子G1、对象元件、第一发射极端子KE1、以及第一下臂开关SL1。由于第一放电侧二极管34A被提供在第一放电侧回路路径中,所以流过该回路路径的电流的方向可被限制到一个方向。结果,第一放电侧回路路径中的LC谐振可被减少。
(D2)第二放电侧回路路径,包括:第一电容、第一下臂开关SL1的栅极、第一栅极端子G1、第二连接点T2、第二栅极端子G2、第二下臂开关SL2的栅极、第二电容、第二下臂开关SL2的发射极、第二发射极端子KE2、第一发射极端子KE1以及第一下臂开关SL1的发射极。由于第一放电侧二极管34A或第二放电侧二极管34B被提供在第二放电回路路径中,所以第二放电侧回路路径中的LC谐振可被减少。
(D3)第三放电侧回路路径,包括:第二电容、第二下臂开关SL2的栅极、第二栅极端子G2、对象元件、第二发射极端子KE2、以及第二下臂开关SL2的发射极。由于第三放电侧回路路径包括第二放电侧二极管34B,所以第三放电侧回路路径中的LC谐振可被减少。
因此,根据第一实施例,即使流过包括在臂部中的相应臂二极管的恢复电流的完成定时存在差异,LC谐振也可被减少。
驱动电路DrL被提供有上述软截止路径。软截止路径不构成引起LC谐振的回路路径。在下文中,作为示例,下臂部20L将被描述。
在下臂开关SL1和SL2是接通状态的情况下,如果过电流流过下臂开关SL1和SL2,则软截止开关接通。当下臂开关SL1和SL2是断开状态时,LC谐振发生。当下臂开关SL1和SL2是断开时,软截止开关是断开状态。因此,不会形成具有栅极-发射极电容和软截止路径的回路路径。所以,软截止路径不会形成引起LC谐振的回路路径。
(第二实施例)
在下文中,将参考附图来描述第二实施例,其中主要描述与第一实施例的差异。根据第二实施例,如图10所示,代替二极管,充电侧元件改变成开关。在图10中,相同的附图标记被应用于图2所示的相同配置。
如图10所示,在恒定电压源31处,连接第一连接点T1。根据第二实施例,从恒定电压源31到第一连接点T1的导电路径对应于电源路径Lt。
驱动电路DrL被提供有第一充电开关42A和第二充电开关42B。根据第二实施例,充电开关42A和42B由P沟道MOSFET来配置。在第一充电开关42A的源极处,连接第一连接点T1,而在第一充电开关42A的漏极处,连接第一充电电阻器43A的第一端。在第一充电电阻器43A的第二端处,连接第一栅极端子G1。同样地,在第二充电开关42B的源极处,连接第一连接点T1,而在第二充电开关42B的漏极处,连接第二充电电阻器43B的第一端。在第二充电电阻器43B的第二端处,连接第二栅极端子G2。
根据第二实施例,从第一连接点T1经由第一充电开关42A和第一充电开关电阻器43A到第一栅极端子G1的导电路径以及从第一连接点T1经由第二充电开关42B和第二充电电阻器43B到第二栅极端子G2的导电路径对应于分支路径Lch。
根据第二实施例,作为充电过程,当确定驱动信号指示接通驱动命令时,驱动控制单元40将充电开关42A和42B接通并将放电开关36断开。通过驱动控制单元40控制接通控制单元41来驱动充电开关42A和42B。
另一方面,当确定驱动信号指示断开驱动信号时,驱动控制单元40将充电开关42A和42B断开并将放电固定36接通。
根据第一充电开关42A和第二充电开关42B,第一实施例的(C1)至(C3)中所描述的第一至第三充电侧回路路径中的LC谐振可被减少。换言之,作为示例来描述下臂部20L,当构成作为相对的臂部的上臂部20H的臂开关接通时,在作为主题臂部的下臂部20L中发生LC谐振。在这种情况下,由于第一充电开关42A和第二充电开关42B处于断开状态,所以充电开关42A和42B使充电侧回路路径截止。
第一充电开关42A和第二充电开关42B具有比二极管小的导通电阻。因此,根据第二实施例,减少LC谐振的配置最小化对相应臂开关的影响。
(第三实施例)
在下文中,将参考附图来描述第三实施例,其中主要描述与第一实施例的差异。根据第三实施例,如图11所示,通过恒定电流驱动而非恒定电压驱动来供应栅极充电电流。在图11中,相同的附图标记被应用于图2所示的相同配置。
如该图所示,驱动电路DrL被提供有第一充电开关44A和第二充电开关44B。根据第三实施例,充电开关44A和44B由P沟道MOSFET来配置。在第一充电开关44A的源极处,连接第一连接点T1,而在第一充电开关44A的漏极处,连接第一栅极端子G1。同样地,在第二充电开关44B的源极处,连接第一连接点T1,而在第二充电开关44B的漏极处,连接第二栅极端子G2。跨充电电阻器32的电位差输入与驱动电DrL一起提供的电流控制单元45。
根据第三实施例,从第一连接点T1经由第一充电开关44A到第一栅极端子G1的导电路径以及从第一连接点T1经由第二充电开关44B到第二栅极端子G2的导电路径对应于分支路径Lch。
在第三实施例中,作为充电过程,当确定接通驱动命令作为驱动信号而被接收时,驱动控制单元40输出使能信号到电流控制单元45以便将放电开关36断开。另一方面,作为放电过程,当确定驱动信号指示断开驱动命令时,驱动控制单元40不向电流控制单元45输出使能信号并且将放电开关36接通。
电流控制单元45接收使能信号,从而可将第一连接点T1处的电位维持在目标值。因此,恒定电流驱动可被执行来将栅极充电电流控制成是恒定的。
根据第一充电开关44A和第二充电开关44B,上述第一实施例的(C1)至(C3)中所描述的第一至第三充电侧回路路径中的LC谐振可被减少。这种情况的原因与上述第二实施例中所描述的原因相同。
(第四实施例)
在下文中,将参考附图来描述第四实施例,其中主要描述与第一实施例的差异。根据第四实施例,如图12所示,断开保持路径的布置被改变。在图12中,相同的附图标记被应用于图2所示的相同配置。
如图12所示,第一断开侧二极管46A的阳极被连接到从第一栅极G1到第一放电侧二极管34A的阳极的电路径,或被连接到第一栅极端子G1。此外,第二断开侧二极管46B的阳极被连接到从第二栅极G2到第二放电侧二极管34B的阳极的电路径,或被连接到第二栅极端子G2。
驱动电路DrL被提供有第一断开保持开关47A和第二断开保持开关47B。根据第四实施例,断开保持开关47A和47B由N沟道MOSFET来配置。在第一断开保持开关47A的漏极处,连接第一断开侧二极管46A的阴极。在第一断开保持开关47A的源极处,使第一发射极端子KE1和第二发射极端子KE2短路的短路路径。在第二断开保持开关47B的漏极处,连接第二断开侧二极管46B的阴极。在第二断开保持开关47B的源极处,连接上述短路路径。
根据第四实施例,从第一栅极端子G1经由第一断开侧二极管46A和第一断开保持开关47A到第一发射极端子KE1的导电路径以及从第二栅极端子G2经由第二断开侧二极管46B和第二断开保持开关47B到第二发射极端子KE2的导电路径对应于断开保持路径Loff。
根据第四实施例,驱动电路DrL被提供有上述断开保持路径Loff。因此,放电回路路径被形成,如接下来的(D4)至(D7)中所述。
(D4)第四放电侧回路路径,包括:第一电容、第一下臂开关SL1的栅极、第一栅极端子G1、第一断开保持开关47A、第一发射极端子KE1、以及第一下臂开关SL1的发射极。
(D5)第五放电侧回路路径,包括:第一电容、第一下臂开关SL1的栅极、第一栅极端子G1、第二端子点T2、第二断开保持开关47B、第一发射极端子KE1、以及第一下臂开关SL1的发射极。
(D6)第六放电侧回路路径,包括:第二电容、第二下臂开关SL2的栅极、第二栅极端子G2、第二断开保持开关47B、第二发射极端子KE2、以及第二下臂开关SL2的发射极。
(D7)第七放电侧回路路径,包括:第二电容、第二下臂开关SL2的栅极、第二栅极端子G2、第二连接点T2、第一断开保持开关47A、第二发射极端子KE2、以及第二下臂开关SL2的发射极。
根据第一断开侧二极管46A,第四和第七放电侧回路路径中的LC谐振可被减少。此外,根据第二断开侧二极管46B,第五和第六放电侧回路路径中的LC谐振可被减少。
根据第四实施例,当放电开关36是接通的时,下臂开关SL1和SL2全部被切断。除此之外,例如,当只将开关36、47A和47B中的第一断开保持开关47A接通时,在下臂开关SL1和SL2中只有第一下臂开关SL1被切换成断开状态。
(第五实施例)
在下文中,将参考附图来描述第四实施例,其中主要描述与第四实施例的差异。根据第五实施例,如图13所示,用于充电侧的配置被改变。具体而言,图12中所示的用于恒定电压驱动的配置被改变成图11中所示的恒定电流驱动的配置。在图13中,相同的附图标记被应用于图11和12所示的相同配置。
根据第五实施例,可获得与第四实施例相同的效果和优点。
(第六实施例)
在下文中,将参考附图来描述第六实施例,其中主要描述与第四实施例的差异。根据第六实施例,如图14所示,断开保持开关从MOSFET改变成双极晶体管。在图14中,相同的附图标记被应用于图12所示的相同配置。
如图14所示,驱动电路DrL被提供有第一断开保持开关48A和第二断开保持开关48B。根据第六实施例,对于断开保持开关48A和48B而言,npn晶体管被使用。
在第一断开保持开关48A的集电极处,连接第一栅极端子G1,而在第一断开保持开关48A的发射极处,使第一发射极端子KE1和第二发射极端子KE2短路的短路路径。在第二断开保持开关48B的集电极处,连接第二栅极端子G2,而在第二断开保持开关48B的发射极处,连接上述短路路径。
作为示例来描述第一断开保持开关48A,第一断开保持开关48A当处于断开时断开在第一栅极端子G1和该短路路径之间的连接。另一方面,第一断开保持开关48A当处于接通时在断开保持路径Loff中允许在从第一栅极端子G1到该短路路径的方向上流动的电流,并且截止在相反方向上流动的电流。
因此,断开保持路径Loff中的MOSFET和二极管可被替换成双极晶体管。所以,根据第六实施例,断开保持路径Loff中的部件的数量相比第四实施例可被更多地减少。
(第七实施例)
在下文中,将参考附图来描述第七实施例,其中主要描述与第六实施例的差异。根据第七实施例,如图15所示,充电侧电路的配置被改变。在图15中,相同的附图标记被应用于图11和14所示的相同配置。
根据第七实施例,可获得与第六实施例相同的效果和优点。
(第八实施例)
在下文中,将参考附图来描述第八实施例,其中主要描述与第五实施例的差异。根据第八实施例,如图16所示,充电侧电路的配置被改变。在图16中,相同的附图标记被应用于图13所示的相同配置。
如图16所示,在第一栅极端子G1处,连接第一电阻器60A的第一端,而在第一电阻器60A的第二端处,连接使第一发射极端子KE1和第二发射极端子KE2短路的短路路径。第一电阻器60A被提供用于从下臂开关SL1的栅极提取负电荷。具体而言,在第一下臂开关SL1的电位因一些原因而变化的情况中,正电荷从第一下臂开关SL1的栅极经由第一电容移动到发射极。在这种情况下,第一下臂开关SL1的栅极电位变得低于第一下臂开关SL1的发射极电位。换言之,负电荷被累积在栅极中。然而,由于第一断开侧二极管46A被提供在该放电路径中,所以负电荷不能被提取。相应地,为了提取负电荷,提供第一电阻器60A。
在第二栅极端子G2处,连接第二电阻器60B的第一端,而在第二电阻器60B的第二端,连接使第一发射极端子KE1和第二发射极端子KE2短路的短路路径。第二电阻器60B被用来从第二下臂开关SL2的栅极中提取负电荷。
根据第八实施例,驱动电路DrL被提供有上述第一电阻器60A和第二电阻器60B。因此,放电侧回路路径被形成,如接下来的(D8)至(D11)中所述。
(D8)第八放电侧回路路径,包括:第一电容、第一下臂开关SL1的栅极、第一栅极端子G1、第一电阻器60A、第一发射极端子KE1、以及第一下臂开关SL1的发射极。
(D9)第九放电侧回路路径,包括:第一电容、第一下臂开关SL1的栅极、第一栅极端子G1、第二连接点T2、第二电阻器60B、第一发射极端子KE1、以及第一下臂开关SL1的发射极。
(D10)第十放电侧回路路径,包括:第二电容、第二下臂开关SL2的栅极、第二栅极端子G2、第二电阻器60B、第二发射极端子KE2、以及第二下臂开关SL2的发射极。
(D11)第十一放电侧回路路径,包括:第二电容、第二下臂开关SL2的栅极、第二栅极端子G2、第二连接点T2、第一电阻器60A、第二发射极端子KE2、以及第二下臂开关SL2的发射极。
第一电阻器60A和电阻器60B的电阻Ra(例如,100欧姆或更高)被设置为大于包括充电电阻器32的充电路径的电阻Rb和包括放电电阻器35、第一断开保持开关47A或第二断开保持开关47B的放电路径的电阻Rc。具体而言,该值被设置为电阻Rb和Rc的10到100倍。因此,第八至第十一放电侧回路路径的阻抗充分地高于例如(C4)至(C7)中所描述的第四至第七放电侧回路路径的阻抗。因此,第八至第十一放电侧回路路径具有大的衰减。因此,第八至第十一放电侧回路路径可用作谐振路径,但因大的衰减而减少了LC谐振。
(第九实施例)
在下文中,将参考附图来描述第九实施例,其中主要描述与第三实施例的差异。根据第九实施例,如图17所示,充电侧电路的配置被改变。在图17中,相同的附图标记被应用于图11所示的相同配置。
如图17所示,在第一恒定电压源31A处,连接第一充电电阻器32A的第一端。在第二恒定电压源31B处,连接第二充电电阻器32B的第一端。
驱动电路DrL被提供有第一充电开关50A和第二充电开关50B。根据第九实施例,P沟道MOSFET被用于充电开关50A和50B。在第一充电开关50A的源极处,连接第一充电电阻器32A的第二端。在第一充电电阻器50A的漏极处,连接第一栅极端子G1。在第二充电开关50B的源极处,连接第二充电电阻器32B的第二端。在第二充电电阻器50B的漏极处,连接第二栅极端子G2。跨第一充电电阻器32A的电压差输入包括在驱动电路DrL中的第一电流控制单元45A。第二充电电阻器32B的电压差输入包括在驱动电路DrL中的第二电流控制单元45B。
根据第九实施例,作为充电过程,当确定接通驱动信号作为驱动信号被输入时,驱动控制单元40向电流控制单元45A和45B输出使能信号,以便使放电开关36断开。同时,作为放电过程,当确定驱动信号指示断开驱动信号时,驱动控制单元40不向电流控制单元45A和45B输出使能信号,以便使放电开关36接通。
将使能信号供应到第一和第二电流控制单元45A和45B,从而驱动第一和第二充电开关50A和50B,以便将第一和第二充电电阻器32A和32B的第二端侧的电位维持为目标值。结果,恒定电流驱动可被执行,其中供应到下臂开关SL1和SL2的栅极充电电流是恒定值。
根据上述第九实施例,下臂开关SL1和SL2的切换速度是独立控制的。换言之,针对下臂开关SL1和SL2独立地提供栅极充电电流的传导路径。根据该配置,与下臂开关SL1和SL2相对应的电源路径Lt和分支路径Lch被分开。因此,充电侧回路路径不会针对相应的下臂开关SL1和SL2而形成。因此,可避免充电侧回路路径的LC谐振。
(第十实施方式)
在下文中,将参考附图来描述第十实施例,其中主要描述与第一实施例的差异。根据第十实施例,如图18所示,充电侧电路的配置被改变。在图18中,相同的附图标记被应用于图2所示的相同配置。
如图18所示,在第一放电侧二极管34A的阴极处,连接第一放电电阻器35A的第一端。在第二放电侧二极管34B的阴极处,连接第二放电电阻器35B的第一端被连接。
驱动电路DrL被提供有第一放电侧开关36A和第二放电侧开关36B。根据第十实施例,N沟道MOSFET被用于放电开关36A和36B。在第一放电开关36A的漏极处,连接第一放电电阻器35A的第二端。在第二放电开关36B的漏极处,连接第二放电电阻器35B的第二端。在第一放电开关36A和第二放电开关36B的源极处,连接使第一发射极端子KE1和第二发射极端子KE2短路的短路路径。
作为充电过程,当驱动信号指示接通驱动命令时,驱动控制单元40将充电开关30接通并将放电开关36A和36B断开。另一方面,作为放电过程,驱动控制单元40将充电开关30断开并转变放电开关36A和36B。
根据第十实施例,该配置不同于图2所示的配置,并且下臂开关SL1和SL2的一部分是不公共的。因此,与下臂开关SL1和SL2相对应的放电路径被分开。相应地,放电侧回路路径的数量相较第一实施例减少。
(其他实施例)
上述实施例可以按以下方式修改。
在上述第一实施例中,可从该配置移除第一充电侧二极管33A或第二充电侧二极管33B。即使在这种情况下,在第一至第三充电侧回路路径中的LC谐振也可被减少。
在第一实施例中,可移除第一和第二充电侧二极管33A和33B的对子或第一和第二放电侧二极管34A和34B的对子。在第一和第二充电侧二极管33A和33B被移除的情况中,在上面(C1)中描述的第一充电侧回路路径中不提供减少LC谐振的部件。
在第一实施例中,可在从第一栅极端子G1经由第一断开保持开关38A到第一发射极端子KE1的放电路径中改变第一放电侧二极管34A的位置。
例如,第一放电侧二极管34A可被设置在上述放电路径中与第一断开保持开关38A相比更靠近第一发射极端子KE1。具体而言,第一放电侧二极管34A可被设置在使第一发射极端子KE1和第二发射极端子KE2短路的短路路径中与第一感测电阻器37A的连接点相比更靠近第一断开保持开关38A侧。在这种情况下,可防止第一感测电压的检测准确度受到第一放电侧二极管34A处的电压降的影响。应当注意,第一放电侧二极管34A可被设置在上述短路路径中与第一感测电阻器37A的第二端相比更靠近第一发射极端子KE1侧。
用于第一放电侧二极管34A的上述项目可被应用到第二放电侧二极管34B。
在图12和13所示的配置中,第一断开侧二极管46A或第二断开侧二极管46B可被移除。
上述第八实施例的图16中所示的第一和第二电阻器60A和60B可被提供在上述第一至第七、第九和第十实施例的驱动电路中。
包括在逆变器中的电压控制型开关不限于IGBT但可由N沟道MOSFET来配置。在这种情况下,开关的输出端子被定义为源极,而开关的输入端子被定义为漏极。在这种情况下,栅极-源极电容Cgs被形成在该MOSFET中。进一步地,反向并联连接到开关的续流二极管可以是MOSFET的体二极管,或作为外部部件反向并联连接到MOSFET的二极管。
构成相应的臂部的并联连接电路的数量不限于2,而是可以是3或更多。在这种情况下,由于流过续流二极管的恢复电流的完成时间不同,所以LC谐振发生,其中续流二极管反向并联连接到至少两个开关。
逆变器的相的数量不限于三相,而是可以是两相或四相或更多。换言之,可采用以下配置:其中针对至少两相提供上臂部和下臂部,并将作用上臂部和下臂部之间的连接点的O端子连接到电感负载。
驱动电路不限于安装在车辆上的驱动电路。

Claims (13)

1.一种驱动电路,所述驱动电路驱动互相并联连接的多个电压控制的开关,其中续流二极管反向并联连接到所述电压控制的开关中的每一个,所述驱动电路包括:
充电路径,所述充电路径针对每个电压控制的开关而提供并且连接到所述电压控制的开关的栅极,栅极充电电流流过所述充电路径以将所述电压控制的开关接通;
放电路径,所述放电路径针对每个电压控制的开关而提供并且连接到所述电压控制的开关的栅极和输出端子,栅极放电电流流过所述放电路径以将所述电压控制的开关断开;以及
至少以下中的任一者,
充电侧元件,所述充电侧元件针对每个电压控制的开关而提供,并且设置在具有所述栅极、所述充电路径的一部分和所述输出端子的充电侧回路路径上,将电流流动限制在一个方向上并且不干扰充电电流的电流流动;或者
放电侧元件,所述放电侧元件针对每个电压控制的开关而提供,并且设置在具有所述栅极、所述放电路径的一部分和所述输出端子的放电侧回路路径上,将电流流动限制在一个方向上并且不干扰放电电流的电流流动。
2.根据权利要求1所述的驱动电路,其特征在于,
所述驱动电路包括设置在所述放电路径上的所述放电侧元件,以及
所述放电侧元件被配置成允许电流在从所述栅极到所述输出端子的放电方向上流动,并且防止电流在与所述放电方向相反的方向上流动。
3.根据权利要求2所述的驱动电路,其特征在于,
设置在所述放电路径上的所述放电侧元件由放电侧二极管来配置,所述放电侧二极管被布置成使得阳极被连接到栅极侧而阴极被连接到输出端子侧。
4.根据权利要求2或3所述的驱动电路,其特征在于:
所述驱动电路包括放电开关,所述放电开关设置在所述放电路径中与所述放电侧元件相比更靠近所述输出端子;以及断开保持路径,所述断开保持路径针对每个电压控制的开关而提供,所述断开保持路径使与所述放电侧元件相比更靠近所述栅极侧的点和所述输出端子短路,
所述放电侧元件被提供在所述断开保持路径中;
被提供在所述断开保持电路中的所述放电侧元件允许电流在从所述栅极到所述输出端子的预定方向上流动并且防止电流在与所述预定方向相反的方向上流动。
5.根据权利要求4所述的驱动电路,其特征在于,
被提供在所述断开保持路径中的所述放电侧元件由断开侧二极管来配置,所述断开侧二极管被布置成使得阳极被连接到所述栅极侧而负极被连接到所述输出端子侧;以及
第一断开保持开关被提供在所述断开保持路径中,当在对应的开关上指示断开驱动命令时,所述第一断开保持开关接通。
6.根据权利要求4所述的驱动电路,其特征在于,
被提供在所述断开保持路径中的所述放电侧元件由第二断开保持开关来配置,所述第二断开保持开关当被断开时在所述栅极和所述输出端子之间断开电连接,并且当被接通时允许电流在所述预定方向上流动并防止电流在与所述预定方向相反的方向上流动。
7.根据权利要求5至6中任一项所述的驱动电路,其特征在于,
所述驱动电路包括针对每个电压控制的开关而提供的电阻器,所述电阻器将与所述放电侧元件相比更靠近所述栅极侧的点和所述放电路径中的所述输出端子连接;以及
所述电阻器的电阻被设置为大于所述放电路径的电阻。
8.根据权利要求5至6中任一项所述的驱动电路,其特征在于,
多个放电侧回路路径被形成在所述驱动电路中;以及
所述放电侧元件针对所述放电侧回路路径中的每一个而提供。
9.根据权利要求1至3、5、6中任一项所述的驱动电路,其特征在于,
所述充电路径包括连接到电源的电源路径;以及从所述电源路径分支出来以连接到所述开关的各个栅极的分支路径,所述分支路径包括所述充电侧元件,以及
所述充电侧元件允许电流在从所述电源路径侧到所述栅极的充电方向上流动并且防止电流在与所述充电方向相反的方向上流动。
10.根据权利要求9所述的驱动电路,其特征在于,
所述充电侧元件由充电侧二极管来配置,所述充电侧二极管被布置成使得阳极被连接到所述电源路径侧而阴极被连接到所述栅极侧。
11.根据权利要求9所述的驱动电路,其特征在于,
所述多个开关构成并联连接的电路,每一个所述并联连接的电路由串联连接的上臂部和下臂部组成,构成所述上臂部的开关和构成所述下臂开关的开关交替地接通;以及
所述充电侧元件由充电开关来配置,所述充电开关当被断开时防止电流在所述充电方向上流动,并且当被接通时允许电流在所述充电方向上流动。
12.根据权利要求9所述的驱动电路,其特征在于,
多个充电侧回路路径被形成在所述驱动电路中;以及
所述充电侧元件针对所述充电侧回路路径中的每一个而提供。
13.根据权利要求1至3、5、6中任一项所述的驱动电路,其特征在于,
所述驱动电路包括设置在所述放电路径上的所述放电侧元件,以及
所述充电路径针对每个电压控制的开关而提供。
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