CN107659295A - 隔离式栅极驱动器以及包括其的功率器件驱动系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了隔离式栅极驱动器以及包括其的功率器件驱动系统。根据本发明的隔离式栅极驱动器包括:低压部,包括用于从微控制器单元接收PWM信号并输出低压PWM信号的PWM传输单元和用于从微控制器单元接收控制信号并输出低压控制信号的低压逻辑块;绝缘部,用于将低压PWM信号和低压控制信号分别升压至高压PWM信号和高压控制信号;以及高压部,包括高压逻辑块和转换速率控制器,高压逻辑块用于根据高压控制信号输出转换速率控制信号,并且转换速率控制器用于控制位于隔离栅极驱动器的外部的功率器件的栅极电压的转换速率,因此,功率器件的栅极电压在上升沿或下降沿具有取决于转换速率控制信号的转换速率,其中,高压部通过绝缘部与低压部绝缘。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年7月26日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2016-0095011的优先权和权益,通过引用将其全部内容结合于此。
技术领域
本发明涉及一种功率器件驱动系统,更具体地,涉及一种包括隔离式栅极驱动器的功率器件驱动系统及用于驱动车辆的功率器件的隔离式栅极驱动器。
背景技术
最近,随着环境友好型车辆的销量的增长,诸如IGBT(绝缘式栅极双极晶体管)或SiC(碳化硅)等功率器件越来越多地用作用于驱动电动车辆或混合动力车辆系统的开关器件,其中,电动车辆或混合动力车辆系统使用许多高压信号,如电动机驱动或高压转换。
进一步地,隔离式栅极驱动器也越来越多地用于驱动这样的功率器件。在隔离式栅极驱动器中,为了功率器件的安全操作,应适当地调整施加于栅极的电压的斜率(转换速率,slew rate,压摆率)。通常,当隔离式栅极驱动器将电力提供至功率器件的栅极时,通过电路设计中具有固定的电阻值的外部电阻器控制栅极电压的转换速率。
图1是示出根据现有技术的隔离式栅极驱动器的电路图。参考图1,下面将描述输入电压的常规转换速率控制器。图1中的隔离式栅极驱动器包括由低压电源LVDD驱动的电压部110、由高压电源HVDD驱动的高压部120、绝缘部130以及外部转换速率控制部140。
如图1中所示,因为常规隔离式栅极驱动器通过具有固定电阻值的外部电阻器控制转换速率,所以功率器件的栅极电压的转换速率仅被固定至初始设计值而使得存在许多局限性。
现有技术文献:韩国专利登记号10-0212754(发行日期:1999年5月12日)
发明内容
本发明的目的在于提供一种隔离式栅极驱动器,在车辆的功率器件导通和断开过程中,隔离式栅极驱动器能够基于来自微控制器单元的PWM信号和控制信号控制转换速率。然而,这些问题是示意性的,并且由此本发明的范围并不局限于此。
提供一种根据本发明的一方面的隔离式栅极驱动器以用于解决上述问题。该隔离式栅极驱动器包括:低压部,低压部包括用于从微控制器单元接收PWM信号并且输出低压PWM信号的PWM传输单元和用于从微控制器接收控制信号并且输出低压控制信号的低压逻辑块;绝缘部,绝缘部用于分别将低压PWM信号和低压控制信号升压至高压PWM信号和高压控制信号;以及高压部,高压部包括高压逻辑块和转换速率控制器,高压逻辑块用于根据高压控制信号输出转换速率控制信号,并且转换速率控制器用于控制位于隔离栅极驱动器外部的功率器件的栅极电压的转换速率,使得功率器件的栅极电压在上升沿或下降沿处具有取决于转换速率控制信号的转换速率,其中,通过绝缘部使高压部与低压部绝缘。
在这种情况下,隔离式栅极驱动器可进一步包括自适应控制单元,自适应控制单元用于接收关于跨功率器件的电压值、经过功率器件的电流值以及功率器件的温度中的至少一个的信息,其中,自适应控制单元进一步控制转换速率控制器以基于已接收的信息改变栅极电压的转换速率。
进一步地,功率器件可包括彼此并行连接的多个功率器件,并且自适应控制单元可以针对多个功率器件中的每个接收关于跨多个功率器件中的每个的电压值、经过多个功率器件中的每个的电流值以及功率器件的温度值中的至少一个的信息。
此外,自适应控制单元可以接收关于多个功率器件中的每个的温度值,并且如果最高温度值高于参考温度值,则自适应控制单元使转换速率控制器控制栅极电压的转换速率。
进一步地,转换速率控制器可以包括多个缓冲器,每个缓冲器均具有通过转换速率控制信号和高压PWM信号切换的第一开关单元和第二开关单元。
进一步地,该多个缓冲器可以至少包括第一缓冲器和第二缓冲器,并且经过第一缓冲器的第一开关单元的电流与经过第二缓冲器的第一开关单元的电流可以不同。
进一步地,经过第一缓冲器的第一开关单元的电流是经过第二缓冲器的第一开关单元的电流的两倍。
进一步地,当闭合第一缓冲器的第一开关单元时,可以控制第一缓冲器的第二开关单元断开。
另一方面,根据本发明的实施方式,一种功率器件驱动系统包括:微控制器单元、功率器件以及被配置为控制功率器件的栅极电压的转换速率的隔离式栅极驱动器,其中,隔离式栅极驱动器包括:低压部,低压部包括用于从微控制器单元接收PWM信号并且输出低压PWM信号的PWM传输单元以及用于从微控制器单元接收控制信号并且输出低压控制信号的低压逻辑块;绝缘部,用于将低压PWM信号和低压控制信号分别升压至高压PWM信号和高压控制信号;以及高压部,包括高压逻辑块和转换速率控制器,高压逻辑块用于根据高压控制信号输出转换速率控制信号,以及转换速率控制器用于控制位于隔离栅极驱动器外部的功率器件的栅极电压的转换速率,使得功率器件的栅极电压在上升沿或下降沿处具有取决于转换速率控制信号的转换速率,其中,通过绝缘部使高压部与低压部绝缘。
在这种情况下,该功率器件驱动系统可以进一步包括感测单元,用于检测关于跨功率器件的电压值、经过功率器件的电流值以及功率器件的温度中的至少一个的信息,其中,隔离式栅极驱动器进一步包括用于从感测单元接收信息的自适应控制单元,并且其中,自适应控制单元进一步根据已接收的信息控制转换速率控制器以改变栅极电压的转换速率。
进一步地,功率器件可包括彼此并行连接的多个功率器件,并且感测单元可以针对多个功率器件中的每个检测关于跨多个功率器件中的每个的电压值、经过多个功率器件中的每个的电流值以及功率器件的温度值中的至少一个的信息,并且自适应控制单元针对多个功率器件中的每个从感测单元接收关于跨多个功率器件中的每个的电压值、经过多个功率器件中的每个的电流值以及功率器件的温度值中的至少一个的信息。
进一步地,自适应控制单元可以接收多个功率器件中的每个的温度值,并且如果最高温度值高于参考温度值,自适应控制单元则使转换速率控制器控制栅极电压的转换速率。
进一步地,转换速率控制器可以包括多个缓冲器,每个缓冲器均具有通过转换速率控制信号和高压PWM信号切换的第一开关单元和第二开关单元。
进一步地,该多个缓冲器可以至少包括第一缓冲器和第二缓冲器,并且经过第一缓冲器的第一开关单元的电流与经过第二缓冲器的第一开关单元的电流可以不同。
进一步地,经过第一缓冲器的第一开关单元的电流可以是经过第二缓冲器的第一开关单元的电流的两倍。
进一步地,当闭合第一缓冲器的第一开关单元时,可以控制第一缓冲器的第二开关单元断开。
进一步地,该功率器件驱动系统可进一步包括用于将PWM信号输出至功率器件的预驱动器,其中,隔离式栅极驱动器连接至预驱动器。
附图说明
图1是示出根据现有技术的功率器件驱动系统的电路图。
图2是示出根据本发明的实施方式的功率器件驱动系统的图示。
图3是示出根据本发明的实施方式的转换速率控制单元的细节框图。
图4是示出根据本发明的实施方式的包括隔离式栅极驱动器和独立栅极驱动器的功率器件驱动系统的电路图。
图5是示出根据本发明的实施方式的感测功率器件的电流、电压和/或温度并且调整功率器件的栅极电压的上升斜率和下降斜率的功率器件驱动系统的电路图。
图6是示出根据本发明的实施方式的其中功率器件由并行连接的多个功率器件构成的功率器件驱动系统的电路图。
图7是用于说明根据本发明的实施方式的转换速率控制的曲线图。
图8是示出根据本发明的实施方式的转换速率控制器的示例的细节电路图。
<参考标号的描述>
210:低压部
212:PWM传输单元
214:低压逻辑块
220:高压部
222:高压逻辑块
224:转换速率控制器
310::开关控制器
320:缓冲器
322:第一开关单元
323:第二开关单元
410:预驱动器
420:独立栅极驱动器
具体实施方式
在下文中,将参考附图详细描述本发明的实施方式。然而,应当理解,本发明并不局限于所公开的实施方式,而是可以以许多不同的形式实施,并且不应被解释为局限于本文中所阐述的实施方式。更确切地,这些实施方式被提供以使得本公开全面和完整以进行充分了解。此外,出于说明的目的,在附图中,可以夸大或缩小部件的尺寸。
在下文中,将参考附图对本发明的优选实施方式进行详细描述。以下实施方式被视为示意性而非限制性,并且本发明的范围并不仅由下列实施方式限制。
本发明构思为改善功率器件的转换速率的控制,并且本发明的目的在于提供一种能够基于来自微控制器单元的PWM信号和控制信号控制施加于车辆的功率器件的栅极的输入PWM信号的转换速率的隔离式栅极驱动器。
图2是示出根据本发明的实施方式的功率器件驱动系统200的图示。
参考图2,根据本发明的实施方式的功率器件驱动系统200包括功率器件250、隔离式栅极驱动器260以及微控制器单元(MCU)270。微控制器单元270将PWM信号215发送至隔离式栅极驱动器260,以控制功率器件250。微控制器单元270从隔离式栅极驱动器260接收用于监控各种感测信号的监控信号216,以检查所传输的PWM信号215是否使功率器件250正确地操作。后面将详细描述监控信号216。
在这种情况下,隔离式栅极驱动器260包括低压部210、高压部220以及绝缘部230。
低压部210包括PWM传输单元212,用于从微控制器单元270接收PWM信号并且向绝缘部230输出具有低压(例如,5V的幅度)的低压PWM信号;以及低压逻辑块214,用于从微控制器单元270接收控制信号并且向绝缘部230输出具有低压(例如,5V的幅度)的低压控制信号。
低压部210通常通过具有3V至5V电压的信号来进行操作,并且高压部220通常通过具有15V至20V的信号来进行操作。低压逻辑块214使用通信线路217从微控制器单元270接收用于转换速率控制器224的控制值。例如,通信线路217可以包括串行外围接口(SPI)或集成电路(I2C)并且通过绝缘部230将控制值传输至高压部220。
绝缘部230将低压PWM信号和低压控制信号升压至具有高压信号的高压PWM信号和高压控制信号,而且绝缘部230将低压部210与高压部220绝缘。进一步地,绝缘部230将高压PWM信号和高压控制信号分别提供至高压部220的转换速率控制器224和高压逻辑块222。
高压部220包括高压逻辑块222和转换速率控制器224,高压逻辑块222用于基于已接收的高压控制信号输出用于控制转换速率控制器224的转换速率控制信号,并且转换速率控制器224用于根据已接收的转换速率控制信号将高压PWM信号转换成转换速率控制PWM信号。在这种情况下,通过转换速率控制器224转换的转换速率控制PWM信号根据转换速率控制信号在上升沿和/或下降沿上具有受控的转换速率。高压PWM信号的电压的范围通常为15V至20V。低压部210、高压部220以及绝缘部230优选实现为单个芯片。
图3是示出转换速率控制器224的示例的细节电路图。
参考图3,转换速率控制器224可以包括输入部PWM_IN、输出部PWM_OUT、多个缓冲器320、340以及360以及多个开关控制器310和330。在该实施方式中,作为示例已经描述了包括三个缓冲器的转换速率控制器224。然而,根据调整转换速率的阶跃(step,阶)数(即,根据所需要的转换速率控制分辨率)可以将该实施方式修改使用各种数目的缓冲器。例如,在该实施方式中,通过使用三个缓冲器可以调整转换速率的八个斜率阶跃。
多个开关控制器310和330从输入部PWM_IN和高压逻辑块222接收高压PWM信号和转换速率控制信号,并且能够基于已接收的PWM信号和转换速率控制信号控制多个开关单元322和323。
另一方面,每个缓冲器均包括至少两个开关单元,即,第一开关单元322和第二开关单元323。
第一开关单元322连接至开关控制器310的输出并且能够在开关控制器310的控制下闭合或断开。例如,当高压控制信号处于高压(“1”)并且PWM信号的电压也处于高压时,第一开关单元322闭合。或者当控制信号和PWM信号中的任一个处于低压时,第一开关单元322断开。在这种情况下,当第一开关单元322闭合时,优选为控制第二开关单元323断开。当第一开关单元322闭合时,将高压部220的电源电压HVDD施加于转换速率控制器224的输出PWM_OUT并且将电流供应至功率器件250的栅极。
第二开关单元323连接至开关控制器330的输出并且能够在开关控制器330的控制下闭合或断开。例如,当高压控制信号处于高压(“1”)并且PWM信号的电压处于低压(“0”)时,第二开关单元323会闭合。在这种情况下,当第二开关单元323闭合时,优选为控制第一开关单元322断开。当第二开关单元323闭合时,高压部220的接地HGND连接至转换速率控制器224的输出PWM_OUT并且电流流入接地HGND。
在这种情况下,随着连接至高压部220的电源HVDD的多个开关单元322、342以及352之中的闭合开关单元的数目增加,来自高压部220的电源HVDD的电流的供应也增加,并且提供至功率器件250的栅极的电压在栅极信号的上升沿处快速上升(即,上升沿的转换速率变大)。相反,随着连接至高压部220的接地(HGND)的多个开关单元323、343以及353之中的闭合开关单元的数目增加,从功率器件250的栅极流至高压部220的接地(HGND)的电流也增加,使得栅极电压在PWM信号的下降沿处快速下降(即,下降沿处的转换速率变大)。
在下文中,参考图8A至图8C,将详细描述开关控制器330以及开关单元323、343及353。
参考图8A,通过与门可以实现开关控制器330,并且通过晶体管823和电阻器824可以实现第二开关单元323。在这种情况下,开关单元323、343及353的电阻器824、844以及854具有彼此不同的电阻值。例如,电阻器824、844以及854的电阻值可以是彼此的两倍。即,(电阻器824的电阻值):(电阻器844的电阻值):(电阻器854的电阻值)=1:2:4。
在这种情况下,因为当各个晶体管823、843以及853导通时(即,开关闭合),接地以相同的方式连接至各个电阻器824、844以及854,经过相应电阻器824、844以及854的电流之比变为4:2:1。即,从功率器件250的栅极节点(PWM_OUT)经过相应电阻器824、844以及854流入接地的电流值彼此不同。通过改变流经相应的开关单元323、343以及353的电流的大小,可以控制具有不同分辨率的转换速率。在该实施方式中,转换速率可以是调整3个位,即,8个等级。
在该实施方式中,通过MOSFET实现开关单元,但是,也可以使用双极晶体管。本领域技术人员应当认识到,可以以各种方式实现开关,以使用各种类型的晶体管施加来自电源的电流。
图8B与图8A几乎相似,但是,由具有不同大小的电流源824、844以及854替代电阻器。
图8C示出了本发明的实施方式,在该实施方式中,各个晶体管(即,开关单元)的大小(沟道长度和/或宽度)彼此不同。例如,(晶体管823的大小):(晶体管843的大小):(晶体管855的大小)=4:2:1。即,晶体管823的大小可以被配置为是晶体管843的大小的两倍。通过改变缓冲器320、340以及360的晶体管的大小,可以控制具有不同分辨率的转换速率。在该实施方式中,通过控制3位高压逻辑块可以调整转换速率八个阶跃。同样,第二开关单元323、343以及353能够控制转换速率。
图8A、图8B以及图8C示出了其中调整从功率器件250的栅极流至接地的电流以调整下降沿的下降斜率的实施方式。相反,也可以通过与图8A、图8B以及图8C中的示例性实现方式相似的形式将电流从电源供应至转换速率控制器224的输出。
此外,使用在图8A至图8C中实现的电路也可以控制以执行有源米勒箝位的功能。
在下文中,将参考图2、图3、图7A以及图7B描述本发明的PWM信号的转换速率控制的效果。
为了进行说明,假设将类似图7A的PWM信号施加于功率器件250的栅极。在这种情况下,图7B是用于由图7A中的虚线圆圈指示的PWM信号的下降沿部分的放大图。
参考图2、图3以及图7B,当缓冲器320、340以及360的全部第二开关单元323、343以及353闭合时(见线711),PWM信号的栅极电压非常快速地下降。在仅闭合缓冲器320、340以及360的第二开关单元323、343以及353之中具有最小电流流量的第二开关单元353的情况下,PWM信号的栅极电压非常缓慢地下降(见线713)。即,当能够流过电流的全部通道的开关闭合时,栅极电压快速下降,并且当流过电流的通道的开关数目减少时,栅极电压下降变得更缓慢。在上升沿,能够应用相同的原理来控制栅极电压的PWM信号的转换速率。
因为栅极电压在下降沿处能够非常快速地下降,所以用于快速下降的有源米勒箝位的功能能够被本发明的转换速率控制器224替代。
此外,一旦发生短路或过电流,本发明的转换速率控制器224还能够执行软断开功能,其减少了栅极压降(断开)的斜率。
当然,无论外部条件或负荷如何,也可以设置适当的斜率。
在下文中,将参考图4描述本发明的另一实施方式。根据图4的功率器件驱动系统200进一步包括独立的栅极驱动器420。
参考图4,隔离式栅极驱动器260包括低压部210、高压部220以及绝缘部230。在这种情况下,高压部220包括用于驱动独立栅极驱动器420的预驱动器410。预驱动器410通过绝缘部230从PWM传输单元212接收电压上升的PWM信号。
独立栅极驱动器420通过从预驱动器410接收的PWM信号将栅极驱动电压输出至功率器件250。当需要比从隔离式栅极驱动器260供应的PWM信号更大的电流时,使用独立栅极驱动器420,这是因为应供应较大的电流来驱动功率器件250。
图5是示出根据本发明的另一实施方式的功率器件驱动系统200的电路图。根据图5的实施方式的功率器件驱动系统200进一步包括传感器530,用于测量流入功率器件250的电流、功率器件250的温度、或跨功率器件250的电压。
高压部220接收关于通过传感器530测量的电流、电压以及温度中的至少一个的信息,并且自适应控制器510基于已接收的信息控制转换速率控制器224。
在这种情况下,高压逻辑块222可以通过自适应控制器510控制转换速率控制器224或者可以基于经由低压逻辑块214从微控制器单元270接收的控制信号217控制转换速率控制器224。微控制器单元270能够选择是高压逻辑块222通过自适应控制单元510来控制转换速率控制器224还是高压逻辑块222基于从微控制器单元270接收的控制值直接控制转换速率控制器224。
即,微控制器单元270可以基于监控信号216控制转换速率控制器224,监控信号具有关于功率器件250的操作状态的信息,诸如,功率器件250的电流、电压以及温度等。或者,自适应控制单元510使用通过传感器530接收的信息自适应地控制转换速率控制器224。
例如,如果传感器530通知自适应控制单元510以下信息:功率器件的电流变得比参考电流更大,同时由微控制器单元270指示的特定电压上升和/或下降斜率从初始启动状态保持,则能够控制功率器件250的栅极电压的转换速率更低,以避免断开时间过程中出现电流波峰。可替代地,能够调整功率器件250的栅极电压的转换速率,诸如,当功率器件的集电极(C)与发射极(E)之间的电压(VCE)较低并且温度较低时,增加斜率。
在这种情况下,可以根据功率器件的各种条件(过电流、短路等)自适应地选择栅极电压的转换速率。因此,极大地增强了消耗电动车辆中最多功率的功率器件的稳定性,并且通过优化控制功率器件的转换速率而使效率大大提高。并且因此,利用功率器件的设备的功耗能够得到很大地改进(例如,汽车的燃料效率能够得到很大的提高)。
图6是示出根据本发明的实施方式的功率器件驱动系统200的电路图。基本上,图6与图5中所示的实施方式大致相同,并且出于简化的目的,仅描述与图5的实施方式不同的部分。
参考图6,多个功率器件250-1(图6中的N个功率器件)可以并行连接,以提供足够电流以驱动发动机。在这种情况下,传感器530可以分别测量并行连接的多个功率器件中的每个的电流、电压以及温度中的至少一个。
例如,通过测量N个并行连接的功率器件250-1的温度之中的最大温度,可以控制功率器件250的栅极电压的转换速率。或者当N个并行连接的功率器件250的电流值或电压值的最大值超过参考电流或参考电压时,可以控制功率器件250-1的栅极电压的转换速率。
当并行连接的功率器件250中的任一个存在问题时,功率器件250-1的全部则存在问题。因此,通过测量并且使用相应的电流、电压以及温度可以解决问题和无效性。
当使用连接至隔离式栅极驱动器的外部的功率器件时,本发明能够自动控制用于增强功率器件的稳定性和系统的稳定性的栅极驱动电压的转换速率。通常,使用转换速率的固定值控制外部功率器件的转换速率,但是,根据本发明,能够从内部自动控制转换速率并且根据操作状态设置转换速率。
因此,根据本发明,基于来自微控制器单元的PWM信号和控制信号能够控制车辆的功率器件在导通和断开过程中的转换速率。此外,通过诸如常规连接至功率器件外部的电阻器等外部器件执行的转换速率控制可以根据隔离式栅极驱动器内部的各种条件执行,使得通过整合外部器件能够降低成本。并且,能够自动最佳地选择功率器件的栅极电压的转换速率,并且此外,能够整合有源米勒钳位的功能。因此,消耗许多功率的功率器件的稳定性得到极大地改善,并且通过优化控制能够提高效率,从而能够提高车辆的燃料效率。
尽管已经结合目前视为实际的示例性实施方式对本发明进行了描述,然而,应当理解的是,本发明并不局限于所公开的实施方式,而是相反,应当理解的是,本发明并不局限于所公开的实施方式并且旨在覆盖各种变形和相似物。相应地,本发明的范围不应被视为局限于所描述的实施方式,并且应被视为本发明的范围不仅覆盖下列专利权利要求书中的权利要求,而且还覆盖其等同物。
Claims (17)
1.一种隔离式栅极驱动器,包括:
低压部,包括PWM传输单元和低压逻辑块,所述PWM传输单元用于从微控制器单元接收PWM信号并且输出低压PWM信号,以及所述低压逻辑块用于从所述微控制器单元接收控制信号并且输出低压控制信号;
绝缘部,用于将所述低压PWM信号和所述低压控制信号分别升压至高压PWM信号和高压控制信号;以及
高压部,包括高压逻辑块和转换速率控制器,所述高压逻辑块用于根据所述高压控制信号输出转换速率控制信号,并且所述转换速率控制器用于控制位于所述隔离式栅极驱动器外部的功率器件的栅极电压的转换速率,使得所述功率器件的所述栅极电压在上升沿或下降沿处具有取决于所述转换速率控制信号的所述转换速率,其中,所述绝缘部使所述高压部与所述低压部绝缘。
2.根据权利要求1所述的隔离式栅极驱动器,进一步包括自适应控制单元,所述自适应控制单元用于接收关于跨所述功率器件的电压值、经过所述功率器件的电流值以及所述功率器件的温度中的至少一个的信息;
其中,所述自适应控制单元进一步控制所述转换速率控制器,以根据接收的所述信息改变所述栅极电压的所述转换速率。
3.根据权利要求2所述的隔离式栅极驱动器,其中,所述功率器件包括彼此并行连接的多个功率器件;并且
其中,所述自适应控制单元针对所述多个功率器件中的每个接收关于以下中的至少一个的信息:跨所述多个功率器件中的每个的电压值、经过所述多个功率器件中的每个的电流值以及所述功率器件的温度值。
4.根据权利要求3所述的隔离式栅极驱动器,其中,所述自适应控制单元接收关于所述多个功率器件中的每个的所述温度值,并且如果最高温度值高于参考温度值,所述自适应控制单元使所述转换速率控制器控制所述栅极电压的所述转换速率。
5.根据权利要求1所述的隔离式栅极驱动器,其中,所述转换速率控制器包括多个缓冲器,所述多个缓冲器中的每个均具有通过所述转换速率控制信号和所述高压PWM信号切换的第一开关单元和第二开关单元。
6.根据权利要求5所述的隔离式栅极驱动器,其中,所述多个缓冲器至少包括第一缓冲器和第二缓冲器;并且
其中,经过所述第一缓冲器的所述第一开关单元的电流与经过所述第二缓冲器的所述第一开关单元的电流不同。
7.根据权利要求6所述的隔离式栅极驱动器,其中,经过所述第一缓冲器的所述第一开关单元的所述电流是经过所述第二缓冲器的所述第一开关单元的电流的两倍。
8.根据权利要求6所述的隔离式栅极驱动器,其中,当所述第一缓冲器的所述第一开关单元闭合时,控制所述第一缓冲器的所述第二开关单元断开。
9.一种功率器件驱动系统,包括:
微控制器单元;
功率器件;以及
隔离式栅极驱动器,被配置为控制所述功率器件的栅极电压的转换速率;
其中,所述隔离式栅极驱动器包括:
低压部,包括PWM传输单元以及低压逻辑块,所述PWM传输单元用于从所述微控制器单元接收PWM信号并且输出低压PWM信号,所述低压逻辑块用于从所述微控制器单元接收控制信号并且输出低压控制信号;
绝缘部,用于将所述低压PWM信号和所述低压控制信号分别升压至高压PWM信号和高压控制信号;以及
高压部,包括高压逻辑块和转换速率控制器,所述高压逻辑块用于根据所述高压控制信号输出转换速率控制信号,并且所述转换速率控制器用于控制位于所述隔离式栅极驱动器外部的功率器件的栅极电压的转换速率,使得所述功率器件的所述栅极电压在上升沿或下降沿处具有取决于所述转换速率控制信号的所述转换速率,其中,所述绝缘部使所述高压部与所述低压部绝缘。
10.根据权利要求9所述的功率器件驱动系统,进一步包括感测单元,用于检测关于跨所述功率器件的电压值、经过所述功率器件的电流值以及所述功率器件的温度中的至少一个的信息;
其中,所述隔离式栅极驱动器进一步包括用于从所述感测单元接收所述信息的自适应控制单元;并且
其中,所述自适应控制单元进一步控制所述转换速率控制器,以根据接收的所述信息改变所述栅极电压的所述转换速率。
11.根据权利要求10所述的功率器件驱动系统,其中,所述功率器件包括彼此并行连接的多个功率器件;并且
其中,所述感测单元针对所述多个功率器件中的每个检测关于以下中的至少一个的信息:跨所述多个功率器件中的每个的电压值、经过所述多个功率器件中的每个的电流值以及所述功率器件的温度值;并且
其中,所述自适应控制单元针对所述多个功率器件中的每个从所述感测单元接收关于跨所述多个功率器件中的每个的所述电压值、经过所述多个功率器件中的每个的所述电流值以及所述功率器件的所述温度值中的至少一个的信息。
12.根据权利要求11所述的功率器件驱动系统,其中,所述自适应控制单元接收关于所述多个功率器件中的每个的所述温度值,并且如果最高温度值高于参考温度值,所述自适应控制单元使所述转换速率控制器控制所述栅极电压的所述转换速率。
13.根据权利要求9所述的功率器件驱动系统,其中,所述转换速率控制器包括多个缓冲器,所述多个缓冲器中的每个均具有通过所述转换速率控制信号和所述高压PWM信号切换的第一开关单元和第二开关单元。
14.根据权利要求13所述的功率器件驱动系统,其中,所述多个缓冲器至少包括第一缓冲器和第二缓冲器;并且
其中,经过所述第一缓冲器的所述第一开关单元的所述电流与经过所述第二缓冲器的所述第一开关单元的所述电流不同。
15.根据权利要求14所述的功率器件驱动系统,其中,经过所述第一缓冲器的所述第一开关单元的所述电流是经过所述第二缓冲器的所述第一开关单元的所述电流的两倍。
16.根据权利要求14所述的功率器件驱动系统,其中,当所述第一缓冲器的所述第一开关单元闭合时,控制所述第一缓冲器的所述第二开关单元断开。
17.根据权利要求9所述的功率器件驱动系统,进一步包括用于将PWM信号输出至所述功率器件的预驱动器,
其中,所述隔离式栅极驱动器连接至所述预驱动器。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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TA01 | Transfer of patent application right |
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