CN112838746A - 具有集成米勒钳位器的栅极驱动器 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种具有集成米勒钳位的栅极驱动器控制耦合到封装的端子的高功率驱动设备，该封装容纳与该端子耦合的集成电路。一种方法包括生成相对于预定信号电平的终端上的信号电平的指示。该方法包括基于控制信号和指示将集成电路的可变强度驱动器配置为对端子充电、放电或钳位。

Description

具有集成米勒钳位器的栅极驱动器
技术领域
本发明涉及电路，更为具体地，涉及用于高功率应用的控制电路。
背景技术
在典型的控制应用中，处理器系统提供一个或多个控制信号以控制负载系统。在进行正常工作期间，处理器系统的域(domain)与负载系统的域之间可能存在较大的直流电压差或瞬变电压差，因此需要在处理器系统和负载系统之间建立隔离屏障。例如，一个域可用正相对于地面以数百或数千伏进行切换的电压“接地”。因此，中间系统包括隔离或隔离电路(isolation)，这种隔离可防止破坏电流在处理器系统和负载系统之间流动。虽然这种隔离会防止处理器系统通过直接传导路径耦合到负载系统，但是隔离通信通道也会使用光学技术(光电隔离器)、电容技术、电感技术(变压器)或电磁技术使两个系统能够进行通信。在至少一个实施例中，隔离通信通道阻挡DC信号并且仅令AC信号通过。中间系统通常使用电压转换器和输出驱动器在适于负载系统的电压水平上提供控制信号。
如图1所示，在示例性电机控制应用中，可作为微处理器、微控制器或其他合适的处理设备的处理器100在第一域(即，VDD1，例如5伏(V))内进行作业并在第二域(即，VDD3，例如600V)内为高功率负载系统提供一个或多个信号。每个系统102都包括隔离栅130和隔离通信通道，这种隔离通信通道用于以安全的方式将控制信号从处理器100传递到驱动器106，驱动器106驱动用于将三相电传递给电机120的三相逆变器的高功率驱动设备108和高功率驱动设备109。示例性的高功率驱动设备包括：功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)、氮化镓(GaN)MOSFET、碳化硅功率MOSFET或其他能在短时间内提供高电流的其他适当的设备。
电压转换器104将可用电源电压从VDD3转换为系统102和驱动器106的高压侧可使用的电压水平(即VDD2，例如约15V)。需要注意的是，在其他实施例中，单个的电压转换器104将一个电源电压从第一电压水平(例如，VDD3)转换为多个其他电压水平(例如，VDD1和VDD2)和/或提供特定电压的多个输出(例如，对应于多个系统102的多个VDD2输出)。驱动器106以三相逆变器的相应高功率驱动设备108或高功率驱动设备109所需的电平提供开关控制信号。负载电机需要高功率水平的三相供电。与耦合到VDD3的高功率设备(高压侧逆变器设备)相对应的系统102以正相对于地进行切换的电压VDD3的高电压水平“接地”。典型用于驱动电机120的三相逆变器的高功率驱动设备108和高功率驱动设备109需要相当大的开启电压(例如，范围是数十伏的电压)并且容易受到会损毁这些设备的故障状态的影响。因此，需要一些灵活的技术方案来处理故障状态而不损坏高功率驱动设备或这些设备的负载。
发明内容
在至少一个实施例中，本发明公开了一种控制高功率驱动设备的方法，这种高功率驱动设备耦合至封装的端子，这种封装容纳有与这种端子相耦合的驱动器集成电路。这种方法包括：相对于预定信号电平在端子产生信号电平的指示。这种方法包括：根据控制信号和指示，对驱动器集成电路的可变强度驱动器进行配置，借以对端子充电、放电或钳位。
在至少一个实施例中，本发明公开了一种驱动器电路，这种驱动器电路用于控制在这种驱动器电路的封装外部的高功率驱动设备，这种驱动器电路包括：输出节点，以及耦合到输出节点的可变强度驱动器电路。这种驱动器电路包括反馈电路，反馈电路被配置为基于预定信号电平和输出节点上的信号电平生成反馈信号。驱动器电路包括驱动器控制器电路，驱动器控制器电路响应于所接收到的控制信号和反馈信号，配置可变强度驱动器电路，以基于所接收到的控制信号和反馈信号对输出节点进行充电、放电或钳位。
在至少一个实施例中，本发明公开了一种用于控制位于驱动器电路的封装外部的高功率驱动设备的方法，这种方法包括：响应封装的端子上的电压大于预定电压水平，将可变强度驱动器电路配置为输出驱动器电路。该输出驱动器电路对接收到的控制信号作出响应。响应于端子上的信号低于所述预定电压水平，将可变强度驱动器电路配置为米勒钳位电路(Miller clamp circuit)。
附图说明
参考本发明附图可以更好地理解本发明并且可以使本领域技术人员容易理解本发明的诸多目的、特征及优点。
图1为典型的电机控制系统的功能框图。
图2为图1的电机控制系统的一部分的功能框图，该电机控制系统包括故障检测电路和驱动器控制电路。
图3为图2的驱动器控制电路的一部分的功能框图。
图4为根据本发明的至少一个实施例的封装的驱动器集成电路产品的一部分的功能框图，这种封装的驱动器集成电路产品包括具有集成米勒钳位器的栅极驱动器电路。
图5示出了封装的驱动器集成电路产品的一部分的功能框图，该封装的驱动器集成电路产品包括示例性的可变强度驱动器电路，这种示例性的可变强度驱动器电路被配置为具有符合本发明至少一实施例中集成米勒钳位器的栅极驱动器的一部分。
在不同附图中使用相同的附图标记表示相似或相同的物项。
具体实施方式
如图2所示，在示例性的电机控制应用中，处理器100接收电压(即VDD1，例如5V)，并为在第二域(即，VDD3，例如数百伏)内工作的高功率负载系统提供一个或多个信号。驱动器产品200包括：隔离栅230和通信通道，这种通信通道用于以安全的方式使来自处理器100的控制信号通过隔离栅230，借以驱动用于向电机120输送三相供电的三相逆变器的高功率驱动设备。在一个示意性实施例中，驱动器产品200包括配置为单个封装中的多芯片模块的多个集成电路。例如，驱动器产品200包括：初级侧集成电路201和次级侧集成电路203。初级侧集成电路201从处理器100接收控制信号并使信号穿过隔离栅230而被传递到次级侧集成电路203。在这样的实施例中，端子250、端子252、端子254、…、端子270是多芯片模块的封装引脚，并且这些端子与诸如分立式电阻及分立式电容的外部元件相耦合并与处理器100相耦合。
驱动器产品200包括隔离栅230，这种隔离栅于驱动器产品200的第一例(例如，初级侧集成电路201)上隔离出可用VDD1(例如，小于十伏的电压)进行操作的域，并且这种隔离栅于驱动器产品200的第二侧(例如，次级侧集成电路203)上隔离出可用VDD2(例如，数十伏的电压)进行操作的域。隔离通信通道可促成初级侧集成电路201和次级侧集成电路203之间的通信。同时，诸如光学技术、电容技术、电感技术或电磁技术的不利用两侧之间传导通路的任意一种适合的通信技术都是可以使用的。隔离通信通道可促使控制信号从处理器100经由初级侧集成电路201传递到次级侧集成电路203。
尽管可以使用其他通信协议，但示例性的隔离通信通道用数字调制(例如，开关键控调制)在初级侧集成电路201和次级侧集成电路203之间以一个或多个数字信号进行通信。通常，开关键控调制是振幅偏移键控调制的一种形式，其中振幅偏移键控调制以数字数据表示是否存在具有载波频率fc(例如500MHz-1GHz)的载波或振荡信号。在指定的持续时间内，存在载波表示为二进制的一；而在相同的持续时间内，不存在载波表示为二进制的零。由于处于逻辑“0”状态时所传送的信号与初级侧断电且设备正常地(gracefully)采用其默认状态时所传送的信号相同，所以对于隔离应用而言这种类型的信号发送是具有鲁棒性(robust)的。由于即使初级侧断电也不会使正在驱动的负载设备意外开启，所以在驱动器应用中这种行为是有益的。但是，隔离通信通道也可使用其他类型的信号(例如，脉冲宽度调制信号或其他类型的振幅偏移键控调制信号)。可以根据目标应用的性能规格(例如，信号分辨率)和环境(例如，瞬变事件的概率)来确定所使用的数字调制方案。
次级侧集成电路203包括驱动器221，该驱动器221基于从初级侧集成电路201接收的控制信号CTL生成一个或多个输出控制信号，该初级控制电路201可容纳来自处理器100的控制信号端子254。驱动器221将相应的信号传送到端子264和端子266。缓冲器(BUF)219以适当的信号电平产生控制信号CTLH和控制信号CTLL，借以分别对控制驱动器221的上拉设备和下拉设备进行控制。缓冲器219可基于接收到的控制信号CTL为上拉设备和下拉设备生成一个控制信号或两个单独的控制信号。外部电阻RH可对上拉强度调整1/RH，该调整独立于外部电阻RL，而外部电阻RL可对下拉强度调整1/RL进行。虽然图中所示出接收到的控制信号CTL为基于从端子254上处理器100接收到所输入控制信号CTL的单端信号，但需要注意的是，在其他实施例中，，输入控制信号IN和所接收到的控制信号CTL是差分信号。通常，本申请说明书附图中所示出的作为单端信号的信号在其它实施例中可实现为差分信号，本申请说明书附图中所示出的作为差分信号的信号在其它实施例中可实现为单端信号。
连接于使用一个或多个无缘元件的终端264的集成上拉输出设备的导通电阻RDs(ON)可独立地对提供到高功率驱动设备108的控制端子的输出控制信号的上拉强度和下拉强度进行调节。例如，电阻RH可对上拉强度进行调节。电阻RL经由终端266调整提供给高功率驱动设备108的栅极的信号的上拉强度，借以使提供给高功率驱动设备108的栅极的信号的下拉强度与上拉强度不同。在通常的配置中，上拉时间比下拉时间慢，并且电阻RH和电阻RL会随作为高功率驱动设备108的器件(例如，功率MOSFET、IGBT、氮化镓MOSFET，碳化硅功率MOSFET等)的规格而产生变化。
在至少一个实施例中，隔离通信通道将电压信息或故障信息从次级侧集成电路203反馈到初级侧集成电路201。初级侧集成电路201或处理器100使用上述信息来调整操作参数或产生一个或多个故障指示器，这些指示器可通过相应地控制输出驱动器221自动地对故障进行处理。例如，次级侧集成电路203包括多个模块，这些模块对与诸如去饱和检测器(DESAT)214的高功率驱动设备相关的故障状况进行检测，并且这些模块还可对从处理器100接收到的用户发起的故障进行检测。可通过次级侧集成电路203使用故障指示器，借以防止高功率驱动设备、负载系统或负载系统的用户受损。另外，次级侧集成电路203可以将故障的指示或相关联的诊断信息发送到初级侧集成电路201和/或处理器100。
在至少一个实施例中，次级侧集成电路203包括用于高功率半导体器件的去饱和故障保护(protection)或去饱和故障保护电路，这种去饱和故障保护用于防止出现可能损坏高功率驱动设备108的短路电流事件。这种故障会由不足的栅极驱动信号所引起，而不足的栅极驱动信号又是由逆变器栅极驱动器行为异常、驱动器电源电压问题、供电级中发生的短路或高功率驱动设备的其他过大电流或功率耗散所导致的。这些事件基本上会大大增加功耗，从而使相应的高功率驱动设备迅速过热并被损坏。例如，当在图1和图2的示例性电机驱动应用中发生短路电流状况(即，单个逆变器的两个装置都导通)时，较高的电流可流过高功率驱动设备108、109并对高功率驱动设备108、109造成损坏。因此，故障检测技术可对这种去饱和条件进行检测。系统200可以将其指示符发送给处理器100，并且系统200或处理器100可以触发相应设备的关闭。
去饱和故障保护可在故障情况期间减少或关闭过电流。在典型的应用中，端子262耦合到外部电阻和二极管，上述外部电阻和二极管耦合到高功率驱动设备108的端子(例如，IGBT的集电极端子或MOSFET的漏极端子)。去饱和检测电路214可对高功率驱动设备108的集电极-发射极电压(或者，视情况而定的漏极-源极电压)超过预定阈值电平(例如7V)的时间进行检测。注意，可以基于耦合到端子262的去饱和电阻的一个或多个二极管的正向电压或是基于去饱和电阻的电阻值对去饱和检测电路214的预定阈值电平进行外部调节。另外，可以通过在端子262和外部电源节点之间耦合电容器来引入延迟时间。
通常，欠压锁定检测器(UVLO)212通过在驱动器产品200的开启期间在端子264上输出低电平来防止将不足的电压施加到高功率驱动设备108的控制端子。欠压锁定检测器212可对电源电压(例如，使用端子260感测到的VDD2)超过第一预定欠压闭锁阈值电压的时间进行检测并产生用于禁用闭锁条件的指示。欠压锁定检测器212还可以对检测电源电压低于不同于第一欠压锁定阈值电压的第二欠压锁定阈值电压的时间进行检测，借以为欠压锁定电压检测提供噪声容限。欠压锁定检测器212生成的指示符可通过端子252提供给处理器100。
由于米勒电容(例如，IGBT器件的集电极-栅极寄生电容或高功率器件108的其他实施例中漏极-栅极寄生电容)的充电，米勒钳位器(MC)220可减小高功率驱动设备108的寄生导通效应。栅极-集电极耦合可响应于在高功率驱动设备108关闭时产生的高瞬变电压(例如，栅极电压尖峰)而使装置108的寄生导通。当接通耦合到高功率驱动设备108的另一个高功率驱动设备时，可产生栅极电压尖峰。例如，当接通上方的高功率驱动设备109时，耦合到上方的高功率驱动设备108所对应的下方的高功率驱动设备108功率驱动设备109经历电压变化dVCE/dt，这种电压变化会使电流流入耦合到下部高功率驱动设备108的栅极驱动端子。米勒钳位器220使用耦合到下方的高功率驱动器108的栅极的端子268感应电流。该电流会在任何栅极电阻上产生电压降并增大相应的较低高功率驱动设备的栅极-发射极电压。如果栅极-发射极电压超过器件阈值电压(例如2V)，则高功率驱动器件108导通。当接通高功率驱动设备108并且使相应的上方的高功率驱动设备109处于关闭状态时，会产生类似的寄生接通事件。米勒钳位器220通过低电阻开关使端子268接地，该低电阻开关可阻碍或防止米勒电容器电流产生足以开启高功率驱动设备的电压。在驱动器产品200的一些实施例中，因为耦合在每个高功率驱动设备108的栅极和发射极之间大小足够的栅极电容器会使任何米勒电流分流并提高寄生开启设备所需的瞬变电平，所以不需要使用米勒钳位器220。然而，这样的实施例却增大了达到高功率驱动设备108的阈值电压所需的栅极电荷电压，增大了驱动器功率并增大了高功率驱动设备108的开关损耗。在没有使用米勒钳位电路的驱动器产品200的其他实施例中，次级侧集成电路203通过端子270耦合到负电源(例如-5V)，因此次级侧集成电路参照负电压，而不是参照接地电压。该配置提供了额外的电压裕度，以增大寄生导通瞬变不将高功率驱动设备108的控制端子升高至其阈值电压以上的可能性。但是，这种配置需要产生负电压的额外成本。
在次级侧集成电路203上的模块检测到故障情况后，故障逻辑电路216生成可使高功率驱动设备108关闭的控制信号FAULT。故障逻辑电路216可通过初级侧集成电路201向处理器100报告故障情况。作为替代方案，故障逻辑电路216仅向初级侧集成电路201报告故障状况，并且高功率驱动设备108继续进行工作。然后，初级侧集成电路201向处理器100报告故障情况。由于系统可以包括多个高功率驱动设备(例如，本申请说明书中所述的示例性电机控制应用中的六个高功率驱动设备)，因此仅关闭这些设备中的一个设备可能会损坏这些高功率驱动设备或损坏负载。因此，响应于检测到故障，处理器100可仅在满足特定时间段内检测到预定数量的故障或满足其他条件之后才启动高功率驱动设备108的关闭。在至少一个实施例中，处理器100独立于驱动器产品200的任何故障检测(例如，基于来自与另一高功率驱动设备108或109相关联的另一驱动器产品200的故障检测)而启动高功率驱动设备108的关闭。
高功率驱动设备108的突然关闭可能会产生较大的di/dt感应电压。这样的电压尖峰可能会损坏驱动电路或负载。因此，响应故障状况，处理器100或驱动器产品200启动高功率驱动设备108的软关机，其中高功率驱动设备108的控制端以下降时间比输出控制信号的常规下降时间更长的速率缓慢地进行放电。例如，故障逻辑电路216从欠压锁定检测器212和去饱和检测电路214接收指示并基于可基于其产生启动软关机的控制信号FAULT。驱动程序产品中的软关机功能的典型实施方式可使用耦合到端子264或端子266的一个附加端子或至少一个附加外部电阻。
参照图3，在示例性实施例中，米勒钳位器220包括比较器306，该比较器将高功率驱动设备108的栅极端子上的电压与预定参考电压VREF(例如，大约2V)进行比较。响应于高功率驱动设备108的栅极端子上的电压水平下降到预定参考电压VREF以下的情况，比较器306的输出信号打开设备308，该设备308提供了一条接地路径，这条接地路径将高功率驱动设备108的栅极端子固定为低电压电平。当高功率驱动设备108关闭时，米勒钳位器220将栅极端子保持为低，并防止栅极端子被米勒电容拉高。通常，有效的米勒钳位器包括相对较大的装置(例如，具有足够低的导通电阻的装置)，该装置经由驱动器产品的专用端子直接耦合至高功率驱动设备的栅极端子。否则，用于电阻RH或RL的外部电阻会使米勒钳位器失效。同时，米勒钳位器的附加端子和相对较大的设备也增大了驱动器产品的成本。
在一种使用可变强度栅极驱动器实现具有集成了米勒钳位功能的栅极驱动器的技术中，该可变强度栅极驱动器减少或舍弃了外部栅极电阻(例如，用于电阻RH或RL的外部电阻或用于软关断的外部电阻)并减少了耦合到高功率驱动设备108的栅极的封装引脚数量，例如，从驱动器产品200的封装引脚VH、VL和CLMP减少为驱动器产品400的封装引脚VO。驱动器产品400包括在功能上类似于驱动器产品200的栅极驱动器和米勒钳位器。而与驱动器产品200不同的是，驱动器产品400包括具有集成式米勒钳位器的可变强度栅极驱动器，其中集成式米勒钳位器具有数字可控的压摆率，通过在压摆时动态控制栅极阻抗来减少振荡(ringing)并通过允许对驱动信号波形的形状进行调整来提高效率。这种技术并不使用独立的米勒钳位电路。在一些实施例中，驱动器产品400使用具有集成米勒钳位电路的可变强度栅极驱动器来实现软关闭，并且不需要单独的端子或外部电阻器来实现软关闭功能，因此，与图2中的实施例相比，本实施例可减少驱动器产品的封装尺寸和成本。
参照图4，在至少一个实施例中，驱动器产品400包括：初级侧集成电路201、隔离栅230及隔离通信通道(虽然图4中未示出，但前文已结合驱动器产品200进行了描述)，并且包括次级侧集成电路403。在至少一个实施例中，驱动器产品400的次级侧集成电路403包括：欠压锁定检测器212、去饱和检测电路214及故障逻辑电路216，如上所述，此次级侧集成电路包括具有集成式米勒钳位器420的栅极驱动器，该米勒钳位器420耦合到端子VO，在某些实施例中，端子VO是驱动器产品400耦合到高功率驱动设备108的栅极端子的唯一端子。
在至少一个实施例中，可变强度驱动器402包括分段驱动器。在分段驱动器的至少一个实施例中，多个电路段耦合到输出节点，并且每个电路段都由驱动器控制器404选择性地启用。驱动器控制器404对可变强度驱动器402进行配置，借以对具有第一值的控制信号CTL作出响应，进而施行具有第一预定强度的上拉；并且驱动器控制器404还对可变强度驱动器402进行配置，借以对具有第二值的控制信号CTL作出响应，进而施行具有第二预定强度的第一下拉，或者，驱动器控制器404也对可变强度驱动器402进行配置，借以对具有第二值的控制信号CTL以及指示高功率驱动设备108的栅极端子上的电压已经下降到预定电压水平VREF以下的反馈信号FB作出响应，进而施行具有第三预定强度的第二下拉，以实现米勒钳位。在至少一个实施例中，驱动器控制器404对可变强度驱动器402进行配置，借以对指示故障状况的控制信号FAULT作出响应，进而施行具有第四预定强度的第三下拉，以实现软关闭。其中，可使用预定数字代码对适用的第一预定强度、第二预定强度、第三预定强度和第四预定强度进行独立选择，上述预定数字代码用于产生可存储于存储器410中的控制信号S1H、控制信号S1L、控制信号S2H、控制信号S2L、…、控制信号SNH和控制信号SNL。预定数字代码及其他配置参数可以预加载到存储器410中，从驱动程序产品400的串行接口接收或使用其他技术提供给存储器410。
在至少一个实施例中，驱动器控制器404从初级侧集成电路201接收跨过隔离栅130的控制信号CTL并从比较器406接收反馈信号，在某些实施例中比较器406在一些实施例中是迟滞比较器。在至少一个实施例中，比较器406从数模转换器(DAC)412接收预定信号电平。该预定信号电平可以基于目标设备类型并在产品表征或测试期间进行调整(例如，以补偿工艺变化)。该预定信号电平代码以数字的形式存储在存储器中，随后被转换成供比较器406使用的模拟信号。在制造和测试期间或是在用户现场，这种预定信号电平代码可以可由用户进行编程的并且可以通过串行接口将这种预定信号电平代码加载到存储器410或是存储到次级侧集成电路403上。相应的预定信号电平随用于高功率驱动设备108的设备类型而产生变化。在其他实施例中，模数转换器对端子VO上的信号电平进行数字化处理，并且使用数字比较逻辑电路来生成反馈信号FB。
在次级侧电路403的至少一个实施例中，与上拉强度、第一下拉强度、第二下拉强度或第三下拉强度(如果有的话)相对应的至少一组数字代码是可由用户进行选择的并存储于存储器410中。驱动器控制器404对这些数字代码进行访问，借以确定可变强度驱动器402的哪些分段可对条件(例如，基于控制信号CTL的电平和反馈信号的电平的条件)作出响应而哪些分段不能作出响应。预定的数字代码会随着高功率驱动设备108或高功率驱动设备109以及目标应用的阈值电压而产生变化。
参照图5，在至少一个实施例中，可变强度驱动器402包括N个分段，N个分段中的每一个分段包括：响应于对应的控制信号SHn的独立的可控制上拉设备；以及响应于相应的控制信号SLn的独立的可控制下拉设备。这些独立的分段可包括上拉设备与下拉设备，各个分段的上拉设备与下拉设备和其他分段中的上拉设备与下拉设备可具有相同与不同的尺寸(例如，二进制加权尺寸)。尽管在其他实施例中，可以在分段的上拉器件与输出节点之间以及段的下拉器件与输出节点之间耦合附加电阻，但在至少一个实施例中仅包括通道电阻。因此，驱动器控制器404可用数字化的形式对耦合到高功率驱动设备108的栅极端子的输出节点上的信号的压摆率进行控制。
在具有集成的米勒钳位器420的栅极驱动器的至少一个实施例中，可选择性地启用不同数量的分段，借以在正常的输出驱动器操作条件下通过预定的上拉强度对耦合到端子VO的节点进行充电；借以在正常的输出驱动器操作条件下通过第一下拉强度使与端子VO耦合的节点放电；借以在故障条件下通过第二下拉强度使与端子VO耦合的节点缓慢地进行放电，进而执行软关机；或者，借以在米勒钳位配置中通过第三下强度对与端子VO耦合的节点进行钳位处理(clamp)。在至少一个实施例中，驱动器控制器404生成基于控制信号FAULT、控制信号CTL和反馈信号FB的控制信号SHn。在其他实施例中，驱动器控制器404生成仅基于控制信号CTL和反馈信号FB的控制信号SHn。在至少一个实施例中，在对端子VO上的电压进行切换时驱动器控制器404依据负载条件动态地对栅极阻抗进行控制。例如，驱动器控制器404可以顺序地打开或关闭各个分段直到分别打开或关闭所有预定数量的分段，而不是同时地启用或禁用预定数量的分段。驱动器控制器404的一些实施例动态地控制栅极阻抗，以补偿处理、电压或温度变化的影响，进而提高电机120的效率或减小电噪声(例如，传导噪声或辐射噪声)。
通常，晶体管的导通电阻随温度变化而产生变化。因此，在至少一个实施例中，驱动器控制器404可对施加到可变强度驱动器402中的晶体管栅极的电压水平进行调节，借以在温度发生变化时使导通阻抗(例如，恒定的上拉电阻或恒定的下拉电阻)保持恒定。例如，驱动器控制器404包括温度传感器或是接收温度信息，并且当驱动器产品400的温度升高时，驱动器控制器404增大施加至可变强度驱动器402的各分段的栅极电压，借以相对于温度而保持恒定的上拉电阻值或恒定的下拉电阻值。
尽管图5示出了包括可用数字化的方式进行控制的N个逆变器段的可变强度驱动器402，但是其他实施例也使用可变电流源或其他技术来实现可变强度驱动器。在一个实施例中，具有集成式米勒钳位电路402的栅极驱动器包括一个或多个可变电流源，该可变电流源由基于驱动器控制器404提供的数字控制字码的模拟信号进行控制，以实现可变的驱动强度。当栅极电压下降到预定电压水平时，驱动器控制器404启用所有分段中的下拉晶体管，以实现米勒钳位功能。尽管上述实施例中集成了电阻RH、电阻RL及软关断电阻，但在其他实施例中，可仅集成电阻RH或电阻RL，并使用额外的输出端子(例如，端子VO耦合至外部电阻RH，端子VL直接耦合到高功率驱动设备的控制栅极)。
因此，本发明说明书已经描述了具有集成的米勒钳位的栅极驱动器。栅极驱动器省略了至少某些栅极电阻并减少了封装引脚的数量，即减少了需要实现驱动器产品200的VH引脚、VL引脚及CLMP封装引脚的上拉、下拉及软关闭的封装引脚，例如实现驱动器产品400的单个封装针脚VO，借以使栅极驱动器使用更小的封装并降低成本。在一些实施例中，本发明说明书中所描述的栅极驱动器技术通过在对栅极端子上的信号进行转换的同时动态地控制栅极阻抗来为压摆率提供客户可编程性并可最大化地减小震荡。通过将控制端子上的寄生震荡保持在可接受水平上的同时使高功率驱动设备控制端子上的信号的上升和下降时间更快，对于波形形状的控制可改善高功率负载系统的效率。相比之下，常规的驱动器则是将电阻RH和RL定为符合震荡规格，从而导致上升时间和下降时间比达到目标效率规格所需的时间更慢。
本发明说明书中对本发明中所进行的描述是说明性的，并且这种描述无意于限制本发明权利要求中所限定的本发明保护范围。例如，本发明说明书中对其中驱动器产品400耦合到IGBT高功率驱动设备的实施例进行了描述，但本领域技术人员应当理解的是，本发明说明书所给出技术启示可与其他设备类型一同使用。此外，尽管本发明说明书对其中在电机应用中使用驱动器产品400的实施例进行了描述，但本领域技术人员应当理解的是，本发明说明书所给出技术启示可用于其他应用中。而在不脱离如本申请所附权利要求书所阐述的本发明保护范围的情况下，可以基于本发明说明书所进行的描述对本发明所公开的实施例进行变化与加以修改。

Claims (20)

1.一种控制高功率驱动设备的方法，所述高功率驱动设备耦合至封装的端子，所述封装容纳与所述端子相耦合的驱动器集成电路，所述方法包括：
相对于预定信号电平，在所述端子产生信号电平的指示；以及
根据控制信号和所述指示，对所述驱动器集成电路的可变强度驱动器进行配置，借以对所述端子充电、放电或钳位。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述端子耦合至所述高功率驱动设备的控制端子。
3.根据权利要求1所述的方法，其中对所述可变强度驱动器进行配置包括：
响应所述控制信号的第一逻辑值和所述指示的第二逻辑值，启用所述可变强度驱动器的多个分段中的第一预定数量的分段使所述端子放电。
4.根据权利要求3所述的方法，其中对所述可变强度驱动器进行配置进一步包括：
响应所述控制信号的所述第一逻辑值和所述指示的第三逻辑值，启用所述多个分段中的第二预定数量的分段使所述端子放电。
5.根据权利要求4所述的方法，其中分段的所述第二预定数量的段大于分段的所述第一预定数量，并且所述可变强度驱动器响应于所述控制信号的所述第一逻辑值和所述指示的所述第三逻辑值对所述端子进行钳位处理。
6.根据权利要求3所述的方法，其中对所述可变强度驱动器进行配置包括：
响应所述控制信号的第三逻辑值，启用所述可变强度驱动器的所述多个分段中的第三预定数量的分段使所述端子放电。
7.根据权利要求6所述的方法，其中对所述可变强度驱动器进行配置包括：
响应故障状况，启用所述可变强度驱动器的所述多个分段中的第四预定数量的分段使所述端子放电。
8.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中，所述配置包括：
响应所述端子上的信号大于所述预定信号电平，将所述可变强度驱动器配置为输出驱动器电路，所述输出驱动电路响应所接收到的控制信号；以及
响应所述接收到的控制信号为低且所述端子上的信号低于所述预定信号电平，将所述可变强度驱动器配置为有源米勒钳位电路。
9.根据权利要求1、2或3所述的方法，进一步包括：
响应于所述控制信号的第一电平，在第一时间长度上对所述高功率驱动设备的节点进行充电；以及
响应于所述控制信号的第二电平，在第二时间长度上对所述高功率驱动设备的节点进行放电，所述第二时间长度与所述第一时间长度不同。
10.根据权利要求1、2或3所述的方法，进一步包括：
将所述可变强度驱动器所包含的所述驱动器集成电路内包括的第一部分与通过所述封装所容纳的第二部分隔离；以及
从所述第一部分接收来自所述第二部分的控制信号，其中由所述第一部分执行控制。
11.如权利要求1、2或3所述的方法，进一步包括：
响应于温度变化对提供给所述可变强度驱动器的控制信号的电平进行调节。
12.一种驱动器电路，所述驱动器电路用于控制在所述驱动器电路的封装外部的高功率驱动设备，所述驱动器电路包括：
输出节点；
可变强度驱动器电路，其耦合到所述输出节点；
反馈电路，被配置为基于预定信号电平和所述输出节点上的信号电平生成反馈信号；以及
驱动器控制器电路，响应于所接收到的控制信号和所述反馈信号，驱动器控制器电路配置可变强度驱动器电路，以基于所接收到的所述控制信号和所述反馈信号对所述输出节点进行充电、放电或钳位。
13.如权利要求12所述的驱动器电路，进一步包括：
其中，所述可变强度驱动器电路包括多个分段，并且所述驱动器控制器电路被配置为：
响应所接收到的所述控制信号的第一逻辑值和所述反馈信号的第二逻辑值，启用所述多个分段中的第一预定数量的分段使所述输出节点放电；
响应所接收到的所述控制信号的所述第一逻辑值和所述反馈信号的第三逻辑值，启用所述多个分段中的第二预定数量的分段使所述输出节点放电；以及
响应所接收到的所述控制信号的所述第四逻辑值，启用所述可变强度驱动器电路的所述多个分段中的第三预定数量的分段对所述输出节点进行充电，
其中所述第一预定数量的分段少于所述第二预定数量的分段。
14.根据权利要求12或13所述的驱动器电路，进一步包括：
所述封装的端子，所述端子与所述输出节点相耦合；
所述封装的第一电源端子；以及
所述封装的第二电源端子，
其中，所述高功率驱动设备包括控制端子，所述控制端子与所述端子相耦合；以及
其中，所述可变强度驱动器电路与所述第一电源端子、所述第二电源端子相耦合。
15.根据权利要求12或13所述的驱动器电路，
其中，响应所述输出节点上的信号下降到所述预定信号电平以下，所述可变强度驱动器电路被配置为有源米勒钳位电路，以及
其中，响应所述输出节点上的信号大于所述预定信号电平，所述可变强度驱动器电路被配置为输出驱动器。
16.根据权利要求15所述的驱动器电路，其中所述可变强度驱动器电路被配置为输出驱动器，并且所述可变强度驱动器电路被配置为响应所接收的所述控制信号的第一电平在第一时间长度上对所述输出节点充电，并被配置为响应于所接收的所述控制信号的第二电平在第二时间长度上使输出节点放电。
17.根据权利要求16所述的驱动器电路，其中所述第一时间长度和所述第二时间长度基于预定值。
18.如权利要求16所述的驱动器电路，其中所述第二时间长度与所述第一时间长度不同。
19.根据权利要求16所述的驱动器电路，其中所述驱动器控制器电路还对故障信号作出响应，并且所述可变强度驱动器电路被配置为响应于所述故障信号在第三时间长度上使所述输出节点放电，所述第三时间长度比所述第二时间长度长。
20.一种控制位于驱动器电路的封装外部的高功率驱动设备的方法，该方法包括：
响应所述封装的端子上的电压大于预定电压水平，将可变强度驱动器电路配置为输出驱动器电路，所述输出驱动器电路对接收到的控制信号作出响应；以及
响应于所述端子上的信号低于所述预定电压水平，将所述可变强度驱动器电路配置为米勒钳位电路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113489303A (zh) * 2021-07-19 2021-10-08 光华临港工程应用技术研发(上海)有限公司 一种集成米勒钳位电路的碳化硅功率半导体器件装置
CN116436453A (zh) * 2023-03-20 2023-07-14 华南理工大学 一种带有密勒钳位功能的多电平功率器件栅极驱动器

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111464162B (zh) * 2020-04-28 2023-06-20 山特电子（深圳）有限公司 米勒钳位驱动电路
US12068696B2 (en) * 2020-09-22 2024-08-20 Semiconductor Components Industries, Llc Methods and systems related to operation of a switching power converter
US11362646B1 (en) * 2020-12-04 2022-06-14 Skyworks Solutions, Inc. Variable current drive for isolated gate drivers
US11575369B2 (en) 2020-12-16 2023-02-07 Skyworks Solutions, Inc. Management of multiple switching-synchronized measurements using combined prioritized measurement and round-robin sequence measurement
US11502683B2 (en) 2021-04-14 2022-11-15 Skyworks Solutions, Inc. Calibration of driver output current
US11641197B2 (en) 2021-04-28 2023-05-02 Skyworks Solutions, Inc. Gate driver output protection circuit
CN114050712B (zh) * 2021-11-22 2024-03-05 伏达半导体(合肥)股份有限公司 栅极驱动装置及方法
US11742790B2 (en) * 2021-12-10 2023-08-29 Nxp Usa, Inc. Temperature detection of a transistor
WO2023183551A1 (en) * 2022-03-24 2023-09-28 Microchip Technology Incorporated Current sourced, voltage clamped, high speed mosfet driver
WO2024069359A1 (en) * 2022-09-28 2024-04-04 Delphi Technologies Ip Limited Systems and methods for adaptive gate driver for inverter for electric vehicle
US20240204688A1 (en) * 2022-12-16 2024-06-20 Bae Systems Controls Inc. Multi-wire common mode choke for increasing common mode transient immunity and minimizing circulating current in paralleled power semiconductors
CN117277761B (zh) * 2023-11-23 2024-02-13 厦门腾睿微电子科技有限公司 集成米勒钳位保护电路的驱动装置
CN118117857B (zh) * 2024-04-30 2024-08-09 华羿微电子股份有限公司 一种mos和igbt栅极米勒电容效应抑制电路及芯片

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6097582A (en) 1999-02-12 2000-08-01 Wisconsin Alumni Research Foundation Short circuit protection of IGBTs and other power switching devices
US7031124B2 (en) 2003-01-15 2006-04-18 International Rectifier Corporation Synchronous soft-shutdown gate drive circuit
US6897707B2 (en) 2003-06-11 2005-05-24 Northrop Grumman Corporation Isolated FET drive utilizing Zener diode based systems, methods and apparatus
JP4315125B2 (ja) 2005-05-11 2009-08-19 トヨタ自動車株式会社 電圧駆動型半導体素子の駆動装置
WO2007116900A1 (ja) 2006-04-06 2007-10-18 Mitsubishi Electric Corporation 半導体素子の駆動回路
US7466185B2 (en) 2006-10-23 2008-12-16 Infineon Technologies Ag IGBT-Driver circuit for desaturated turn-off with high desaturation level
US8861229B2 (en) 2007-06-25 2014-10-14 Silicon Laboratories Inc. Isolator circuit including a voltage regulator
US7978453B2 (en) 2008-01-11 2011-07-12 Visteon Global Technologies, Inc. Low side driver with short to battery protection
EP2197111B1 (en) * 2008-12-15 2012-06-20 Danaher Motion Stockholm AB A gate driver circuit, switch assembly and switch system
US8362800B2 (en) * 2010-10-13 2013-01-29 Monolithic 3D Inc. 3D semiconductor device including field repairable logics
US8258810B2 (en) * 2010-09-30 2012-09-04 Monolithic 3D Inc. 3D semiconductor device
US20110050198A1 (en) 2009-09-01 2011-03-03 Zhiwei Dong Low-power voltage regulator
US20110157919A1 (en) 2009-12-30 2011-06-30 Yeshoda Yedevelly Vcc generator for switching regulator
US9343971B2 (en) 2009-12-30 2016-05-17 Silicon Laboratories Inc. Synchronous VCC generator for switching voltage regulator
US8213192B2 (en) 2009-12-30 2012-07-03 Silicon Laboratories Inc. Primary side sensing for isolated fly-back converters
JP5678498B2 (ja) 2010-07-15 2015-03-04 富士電機株式会社 電力用半導体素子のゲート駆動回路
US8451032B2 (en) 2010-12-22 2013-05-28 Silicon Laboratories Inc. Capacitive isolator with schmitt trigger
US8400739B2 (en) 2011-02-28 2013-03-19 General Electric Company System and method for operating inverters
JP5500192B2 (ja) 2012-03-16 2014-05-21 株式会社デンソー スイッチング素子の駆動回路
JP2014073055A (ja) 2012-10-01 2014-04-21 Denso Corp 電子回路
US9054621B2 (en) * 2013-04-23 2015-06-09 Rockwell Automation Technologies, Inc. Position sensorless open loop control for motor drives with output filter and transformer
US9490738B2 (en) * 2013-01-16 2016-11-08 Rockwell Automation Technologies, Inc. Sensorless motor drive vector control
US9294019B2 (en) * 2013-01-16 2016-03-22 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method and apparatus for controlling power converter with inverter output filter
US9691760B2 (en) * 2013-03-12 2017-06-27 Monolithic 3D Inc Semiconductor device and structure
US9337827B2 (en) 2013-07-15 2016-05-10 Infineon Technologies Ag Electronic circuit with a reverse-conducting IGBT and gate driver circuit
KR20150029866A (ko) 2013-09-11 2015-03-19 현대자동차주식회사 소프트 턴-오프 회로 및 방법
US9698654B2 (en) 2013-09-25 2017-07-04 Silicon Laboratories Inc. Soft shutdown for isolated drivers
JP6086101B2 (ja) 2014-07-16 2017-03-01 トヨタ自動車株式会社 半導体装置
US9374028B2 (en) * 2014-08-22 2016-06-21 Rockwell Automation Technologies, Inc. Transition scheme for position sensorless control of AC motor drives
US9413276B2 (en) * 2014-09-24 2016-08-09 Process Control Corporation DC motor control over wide dynamic range
KR20160143909A (ko) 2015-06-04 2016-12-15 엘에스산전 주식회사 Igbt 구동 장치
JP6482665B2 (ja) 2015-06-16 2019-03-13 三菱電機株式会社 電力用半導体素子の駆動制御回路
EP3229373A1 (en) 2016-04-06 2017-10-11 Volke Andreas Soft shutdown modular circuitry for power semiconductor switches
US10270440B2 (en) * 2016-07-20 2019-04-23 Semiconductor Components Industries, Llc Output driver having pull-down capability
JP6735900B2 (ja) 2017-02-28 2020-08-05 三菱電機株式会社 半導体装置、および、電力変換システム
US10469075B2 (en) 2017-05-31 2019-11-05 Silicon Laboratories Inc. Low-ringing output driver
US11239761B2 (en) * 2018-01-24 2022-02-01 Infineon Technologies Ag Coreless current sensor for high current power module
US10514016B1 (en) 2018-07-25 2019-12-24 Semiconductor Components Industries, Llc Circuit and method for soft shutdown of a coil

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113489303A (zh) * 2021-07-19 2021-10-08 光华临港工程应用技术研发(上海)有限公司 一种集成米勒钳位电路的碳化硅功率半导体器件装置
CN116436453A (zh) * 2023-03-20 2023-07-14 华南理工大学 一种带有密勒钳位功能的多电平功率器件栅极驱动器
CN116436453B (zh) * 2023-03-20 2023-10-27 华南理工大学 一种带有密勒钳位功能的多电平功率器件栅极驱动器

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