KR20220113133A - Apparatus for controlling switching slope of igbt gate driver - Google Patents

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Abstract

Disclosed is an IGBT gate driver switching slope control device. The IGBT gate driver switching slope control device of the present invention comprises: a sink current adjustment part that adjusts a sink current of a gate of an isolated gate bipolar transistor (IGBT); a current pass changing part that changes a current path of the sink current so that the sink current is applied to the sink current adjustment part; and a voltage monitoring part that monitors a collector-emitter voltage of the IGBT and controls the current pass changing part according to a monitoring result so that the sink current is applied to the sink current adjustment part. Therefore, the present invention is capable of adjusting the switching slope of the IGBT gate driver.

Description

IGBT 게이트 드라이버 스위칭 슬로프 제어 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING SWITCHING SLOPE OF IGBT GATE DRIVER}IGBT gate driver switching slope control device

본 발명은 IGBT 게이트 드라이버 스위칭 슬로프 제어 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 IGBT의 게이트-이미터 전압에 따라 IGBT 게이트의 게이트 전류 싱크 패스의 저항값을 조절하여 IGBT 게이트 드라이버의 스위칭 슬로프를 조절할 수 있도록 한, IGBT 게이트 드라이버 스위칭 슬로프 제어 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an IGBT gate driver switching slope control device, and more particularly, to adjust the resistance value of the gate current sink path of the IGBT gate according to the gate-emitter voltage of the IGBT gate to adjust the switching slope of the IGBT gate driver. One, it relates to an IGBT gate driver switching slope control device.

IGBT는 보통 수백 볼트 이상 고전압 환경에서 구동하기 때문에 온(on) 상태에 있는 IGBT의 반대 위치에 있는 오프(off) 상태 IGBT쪽 프리휠링 다이오드는 수백 볼트 이상으로 역 바이어스 상태에 있게 된다.Since the IGBT is normally driven in a high voltage environment of several hundred volts or more, the freewheeling diode on the off-state IGBT side opposite to the on-state IGBT is reverse-biased by more than several hundred volts.

온 상태에 있는 로우사이드(Lowside) IGBT가 온 상태에서 오프 상태로 전환되면 하프 브릿지(half bridge)의 출력 노드에 급작스레 (+) 전하가 쌓이게 되고, 이 노드의 전압이 고전압 배터리 전압 이상으로 상승할 때 비로소 하이사이드(highside) IGBT의 프리휠링 다이오드가 온되어 전압이 클램핑된다.When the low-side IGBT in the on state is switched from the on state to the off state, positive charges abruptly accumulate in the output node of the half bridge, and the voltage of this node may rise above the high voltage battery voltage. Only then does the freewheeling diode of the highside IGBT turn on and the voltage is clamped.

다이오드는 포워드 리커버리 타임(forward recovery time) 특성이 있는데, 역방향 바이어스 상태인 다이오드에 갑자기 순방향 바이어스를 걸었을 때 포워드 리커버리 타임 동안은 순방향 다이오드 전압이 큰 전압으로 증가하는 현상이 나타난다. 또한 하이사이드 IGBT 이미터와 로우사이드(lowside) IGBT 컬렉터를 연결하는 전선에도 약간의 인덕턴스가 존재하는데, 스위칭시에 이 전선에 전류 변화량이 큰 전류가 유입되어 큰 전압이 발생할 수 있다. 이러한 전압 레벨이 IGBT나 게이트 드라이버(gate driver)의 내압 이상일 경우 소자에 소손이 발생할 수 있다.A diode has a forward recovery time characteristic. When a reverse biased diode is suddenly forward biased, the forward diode voltage increases to a large voltage during the forward recovery time. Also, there is some inductance in the wire connecting the high-side IGBT emitter and the low-side IGBT collector. During switching, a large current may flow into this wire and generate a large voltage. If the voltage level is higher than the withstand voltage of the IGBT or gate driver, the device may be damaged.

이를 방지하기 위해 종래에는 IGBT 게이트 신호의 온/오프 패스(on/off path)를 다르게 구성하여 IGBT를 온할 때보다 오프할 때 스위칭 속도가 더 느리게 한다. 이에, 로우사이드 IGBT가 완전히 꺼지지 않은 상태에서 하이사이드 IGBT로 프리휠링이 시작되고, 로우사이드 IGBT에서 전류를 어느 정도 소모하고 있기 때문에 하프 브릿지의 출력 노드의 전압 상승 속도를 늦출 수 있게 된다. 프리휠링이 시작되고 다이오드의 포워드 리커버리 타임 이상 시간이 지나게 되면 프리휠링에 의한 역기전력 클램핑이 정상적으로 수행되게 된다. 이런 회로를 최종적으로 고정하기 위해서는 오프 스위칭 속도를 얼마나 늦출지에 대해 여러 온도 조건에서 반복 시험을 진행하여 오프 신호 저항값을 선정하여야 한다. 이럴 경우 모든 상황에 대한 반복 검증이 어렵고, 저항값이 고정된 상태로 회로가 구성되기 때문에 과도한 마진(margin) 설계가 되어 IGBT가 스위칭에 의한 발열 손실이 크게 발생하게 된다.In order to prevent this, in the related art, the on/off path of the IGBT gate signal is configured differently, so that the switching speed is slower when the IGBT is turned off than when the IGBT is turned on. Accordingly, freewheeling starts with the high-side IGBT while the low-side IGBT is not completely turned off, and since the low-side IGBT consumes some current, the voltage rising rate of the output node of the half-bridge can be slowed down. When freewheeling starts and more than the forward recovery time of the diode passes, the back EMF clamping by freewheeling is normally performed. In order to finally fix such a circuit, it is necessary to select an off-signal resistance value by repeating tests under various temperature conditions to determine how much the off-switching speed will be slowed down. In this case, repeated verification of all situations is difficult, and since the circuit is configured with a fixed resistance value, an excessive margin design is made, resulting in large heat loss due to switching of the IGBT.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 10-2018-0047907호(2018.05.10)의 '전력 공급장치에서 게이트 드라이버의 연결 구조'에 개시되어 있다.Background art of the present invention is disclosed in 'connection structure of gate driver in power supply device' of Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2018-0047907 (2018.05.10).

본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 IGBT 게이트 드라이버가 온 상태에서 오프상태가 되면 IGBT의 게이트-이미터 전압이 설정 전압이 이상인지를 모니터링하고 모니터링 결과에 따라 IGBT 게이트의 게이트 전류 싱크 패스의 저항값을 조절하여 싱크 전류를 저감시키는 IGBT 게이트 드라이버 스위칭 슬로프 제어 장치를 제공하는 데 있다. The present invention was devised to improve the above problems, and an object according to one aspect of the present invention is to monitor whether the gate-emitter voltage of the IGBT is greater than a set voltage when the IGBT gate driver is turned off from an on state, and An object of the present invention is to provide an IGBT gate driver switching slope control device that reduces the sink current by adjusting the resistance value of the gate current sink path of the IGBT gate according to the monitoring result.

본 발명의 일 측면에 따른 IGBT 게이트 드라이버 스위칭 슬로프 제어 장치는 IGBT(Isolated Gate Bipolar Transistor)의 게이트의 싱크 전류를 조절하는 싱크 전류 조절부; 상기 싱크 전류 조절부로 싱크 전류가 인가되도록 싱크 전류의 전류패스를 변경하는 전류패스 변경부; 및 상기 IGBT의 컬렉터-이미터 전압을 모니터링하여 모니터링 결과에 따라 상기 전류패스 변경부를 제어하여 싱크 전류가 상기 싱크 전류 조절부에 인가되도록 하는 전압 모니터링부를 포함하는 것을 특징으로 한다.IGBT gate driver switching slope control device according to an aspect of the present invention is a sink current control unit for adjusting the sink current of the gate of the IGBT (Isolated Gate Bipolar Transistor); a current path changing unit for changing a current path of the sink current so that the sink current is applied to the sink current control unit; and a voltage monitoring unit for monitoring the collector-emitter voltage of the IGBT and controlling the current path changing unit according to the monitoring result so that the sink current is applied to the sink current adjusting unit.

본 발명의 상기 전압 모니터링부는 상기 IGBT의 컬렉터-이미터 전압이 기 설정된 설정전압 이상의 전압이면 상기 전류패스 변경부를 제어하여 상기 싱크 전류 조절부로 싱크 전류가 인가되도록 하는 것을 특징으로 한다.The voltage monitoring unit of the present invention is characterized in that when the collector-emitter voltage of the IGBT is a voltage greater than or equal to a preset voltage, the voltage monitoring unit controls the current path changing unit to apply a sink current to the sink current control unit.

본 발명의 상기 전압 모니터링부는 상기 IGBT의 컬렉터-이미터 전압을 감지하는 전압 감지부; 상기 전압 감지부의 출력 전압을 반전 증폭하여 출력하는 반전 증폭부; 상기 반전 증폭부의 출력 전압을 기준 전압과 비교하는 비교부; 및 상기 비교부의 출력 전압과 상기 IGBT의 게이트 오프 신호 및 필터타임에 따라 상기 전류패스 변경부를 제어하는 전류패스 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The voltage monitoring unit of the present invention includes: a voltage sensing unit for sensing a collector-emitter voltage of the IGBT; an inverting amplifier for inverting and amplifying the output voltage of the voltage sensing unit and outputting it; a comparator comparing the output voltage of the inverting amplifier with a reference voltage; and a current path control unit for controlling the current path changing unit according to the output voltage of the comparator, the gate-off signal of the IGBT, and a filter time.

본 발명의 상기 전류패스 제어부는 상기 IGBT의 게이트 오프 신호가 입력되면 상기 필터타임 이외의 시간 동안 상기 비교부의 출력 전압이 로우 레벨인지를 판별하여 상기 비교부의 출력 전압이 로우 레벨이면 상기 전류패스 변경부를 제어하여 상기 싱크 전류 조절부로 싱크 전류가 인가되도록 하는 것을 특징으로 한다.When the gate-off signal of the IGBT is input, the current path control unit determines whether the output voltage of the comparator is at a low level for a period other than the filter time, and when the output voltage of the comparator is at a low level, the current path changing unit Controlled so that the sink current is applied to the sink current controller.

본 발명의 상기 필터 타임은 상기 IGBT에 병렬 연결된 다이오드의 포워드 리커버리 타임(Forward recovery time) 사양에 따라 설정되는 것을 특징으로 한다.The filter time of the present invention is characterized in that it is set according to a forward recovery time specification of a diode connected in parallel to the IGBT.

본 발명의 상기 싱크 전류 조절부는 병렬 연결된 적어도 하나의 싱크 전류 조절 저항; 및 상기 싱크 전류 조절 저항 각각에 직렬 연결되어 상기 싱크 전류 조절 저항 각각에 인가되는 싱크 전류를 단속하는 싱크 전류 조절 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.The sink current control unit of the present invention includes at least one sink current control resistor connected in parallel; and a sink current control switch connected in series to each of the sink current control resistors to control a sink current applied to each of the sink current control resistors.

본 발명의 상기 싱크 전류 조절 저항은 저항값이 서로 상이한 것을 특징으로 한다.The sink current control resistor of the present invention is characterized in that resistance values are different from each other.

본 발명의 상기 싱크 전류 조절 스위치는 독립적으로 스위칭되는 것을 특징으로 한다.The sink current control switch of the present invention is characterized in that it is switched independently.

본 발명의 상기 싱크 전류 조절 스위치는 상기 IGBT의 게이트 전압 하강 속도에 따라 상기 싱크 전류 조절 저항의 저항값이 증가되도록 스위칭되는 것을 특징으로 한다.The sink current control switch of the present invention is characterized in that the switch is switched so that the resistance value of the sink current control resistor increases according to the gate voltage drop rate of the IGBT.

본 발명은 외부 기기로부터 상기 싱크 전류 조절 스위치의 스위칭 상태를 선택하기 위한 레지스터값을 입력받아 설정하는 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention may further include a controller configured to receive and set a register value for selecting a switching state of the sink current control switch from an external device.

본 발명의 일 측면에 따른 IGBT 게이트 드라이버 스위칭 슬로프 제어 장치는 IGBT 게이트 드라이버가 온 상태에서 오프상태가 되면 IGBT의 게이트-이미터 전압이 설정 전압이 이상인지를 모니터링하고 모니터링 결과에 따라 IGBT 게이트의 게이트 전류 싱크 패스의 저항값을 조절하여 싱크 전류를 저감시킴으로써, IGBT 게이트 드라이버의 스위칭 슬로프를 조절할 수 있도록 있다. IGBT gate driver switching slope control device according to an aspect of the present invention monitors whether the gate-emitter voltage of the IGBT is greater than or equal to the set voltage when the IGBT gate driver is turned off from the on state, and according to the monitoring result, the gate of the IGBT gate By reducing the sink current by adjusting the resistance value of the current sink path, it is possible to adjust the switching slope of the IGBT gate driver.

본 발명의 다른 측면에 따른 IGBT 게이트 드라이버 스위칭 슬로프 제어 장치는 여러 온도 조건에서 역기전력 클램핑을 위한 IGBT 오프 슬로프 검증 시험을 거칠 필요없이 역기전력에 대해 능동적으로 IGBT 오프 슬로프를 낮출 수 있어 제품의 신뢰성을 높이고 개발 투여 시간을 줄일 수 있도록 한다. The device for controlling the IGBT gate driver switching slope according to another aspect of the present invention can actively lower the IGBT off-slope against the back EMF without having to undergo an IGBT off-slope verification test for clamping the back EMF under various temperature conditions, thereby increasing the reliability of the product and developing to reduce dosing time.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 IGBT 게이트 드라이버의 회도도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 IGBT 게이트 드라이버 스위칭 슬로프 제어 장치의 회로도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 IGBT의 컬렉터 이미터 전압이 과전압이 아닌 상태에서의 싱크 전류를 나타낸 도면이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 IGBT의 컬렉터 이미터 전압이 과전압인 상태에서의 싱크 전류를 나타낸 도면이다.
도 5 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 IGBT 게이트 드라이버의 회도도이다. 1 is a circuit diagram of an IGBT gate driver according to an embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram of an IGBT gate driver switching slope control apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a sink current in a state in which a collector-emitter voltage of an IGBT is not an overvoltage according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a sink current in a state in which the collector-emitter voltage of the IGBT is overvoltage according to an embodiment of the present invention.
5 is a circuit diagram of an IGBT gate driver according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 IGBT 게이트 드라이버 스위칭 슬로프 제어 장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다. Hereinafter, an IGBT gate driver switching slope control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 IGBT 게이트 드라이버의 회도도이다.1 is a circuit diagram of an IGBT gate driver according to an embodiment of the present invention.

도 1 을 참조하면, 대전류 구동하는 IGBT(Isolated Gate Bipolar Transistor)를 이용하여 하프 브릿지 형태의 모터(60)를 구동하는 회로에 있어서, 게이트 드라이버(10)는 하이사이드 IGBT(20)와 로우사이드 IGBT(30)에 연결되어 이들 하이사이드 IGBT(20)와 로우사이드 IGBT(30)를 각각 온 또는 오프시킨다. Referring to FIG. 1 , in a circuit for driving a half-bridge type motor 60 using an IGBT (Isolated Gate Bipolar Transistor) driving a large current, the gate driver 10 includes a high-side IGBT 20 and a low-side IGBT. It is connected to 30 to turn on or off the high-side IGBT 20 and the low-side IGBT 30, respectively.

여기서, 하이사이드 IGBT(20)와 로우사이드 IGBT(30)에는 역기전력을 제거하기 위해 컬렉터와 이미터 사이에 다이오드(D)가 탑재된다. Here, in the high-side IGBT 20 and the low-side IGBT 30 , a diode D is mounted between the collector and the emitter in order to remove the back electromotive force.

이에 따라, 하이사이드 IGBT(20)와 로우사이드 IGBT(30) 각각은 온 상태에서 오프 상태로 전환시 다이오드(D)를 통해 역기전력 전압이 클램핑되어 게이트 드라이버(10)와 IGBT의 내압 범위 안에서 동작할 수 있도록 컨트롤된다. Accordingly, when each of the high-side IGBT 20 and the low-side IGBT 30 is switched from the on state to the off state, the back EMF voltage is clamped through the diode D to operate within the withstand voltage range of the gate driver 10 and the IGBT. controlled so that

통상적으로, IGBT는 보통 수백 볼트 이상 고전압 환경에서 구동하기 때문에 온 상태에 있는 IGBT(하이사이드 IGBT(20)와 로우사이드 IGBT(30) 중 어느 하나)의 반대 위치에 있는 오프 상태의 IGBT(하이사이드 IGBT(20)와 로우사이드 IGBT(30) 중 어느 하나)측 프리휠링 다이오드(D)는 수백 볼트 이상으로 역 바이어스 상태에 있게 된다. Typically, since the IGBT is driven in a high voltage environment of several hundred volts or more, the IGBT in the off state (high-side IGBT) in the opposite position to the IGBT in the on state (either the high-side IGBT 20 or the low-side IGBT 30). The freewheeling diode D on the side of the IGBT 20 and the low-side IGBT 30) is in a reverse-biased state by several hundred volts or more.

온 상태에 있는 로우사이드 IGBT(30)가 온에서 오프로 전환되면 하프 브릿지의 출력 노드에 급작스럽게 (+)전하가 쌓이게 된다. 이 노드의 전압이 배터리 전압 이상으로 상승하면, 하이사이드 IGBT(20)에 병렬 연결된 다이오드(D)가 온되어 프리휠링 전류가 흐르게 되고, 로우사이드 IGBT(30)의 컬렉터-이미터 전압이 일정 전압(배터리 전압+0.7V)의 범위로 제한된다. When the low-side IGBT 30 in the on state is switched from on to off, a (+) charge is suddenly accumulated in the output node of the half-bridge. When the voltage of this node rises above the battery voltage, the diode (D) connected in parallel to the high-side IGBT 20 turns on and a freewheeling current flows, and the collector-emitter voltage of the low-side IGBT 30 becomes a constant voltage. (battery voltage + 0.7V).

또한, 온 상태에 있는 하이사이드 IGBT(20)가 온에서 오프로 전환되면 하프 브릿지의 출력 노드에 (-)전하가 쌓이게 된다. 이 노드의 전압이 그라운드 전위 이하로 하강하며, 로우사이드 IGBT(30)에 병렬 연결된 다이오드(D)가 온되어 프리휠링 전류가 흐르게 되고, 하이사이드 IGBT(20)의 컬렉터-이미터 전압이 일정 전압(배터리 전압+0.7V)의 범위로 제한된다.Also, when the high-side IGBT 20 in the on state is switched from on to off, negative charges are accumulated in the output node of the half-bridge. The voltage of this node drops below the ground potential, the diode (D) connected in parallel to the low-side IGBT 30 turns on, a freewheeling current flows, and the collector-emitter voltage of the high-side IGBT 20 becomes a constant voltage (battery voltage + 0.7V).

일반적으로, 다이오드(D)는 포워드 리커버리 타임(forward recovery time) 특성이 있다. 역방향 바이어스 상태인 다이오드(D)에 갑자기 순방향 바이어스가 걸릴 경우, 순방향 전류의 증가 속도(di/dt)가 매우 크면, 포워드 리커버리 타임 동안 순방향 다이오드 전압이 수백 볼트 고전압으로 급격하게 증가하는 현상이 발생한다. 이 피크 전압 레벨이 IGBT나 게이트 드라이버(10)의 내압 이상이면 소자 소손이 발생할 위험이 있다. In general, the diode D has a forward recovery time characteristic. When the reverse biased diode D is suddenly forward biased, if the forward current increase rate (di/dt) is very large, the forward diode voltage rapidly increases to a high voltage of several hundred volts during the forward recovery time. . If the peak voltage level is equal to or greater than the withstand voltage of the IGBT or the gate driver 10, there is a risk of device burnout.

이에, 게이트 구동회로에는 IGBT의 게이트의 싱크 전류의 전류패스를 형성하는 전류패스 형성부(40,50)가 구비된다. 전류패스 형성부(40,50)는 하이사이드 IGBT(20)와 로우사이드 IGBT(30)와 일대일 대응되게 설치된다. Accordingly, the gate driving circuit is provided with current path forming units 40 and 50 for forming a current path of the sink current of the gate of the IGBT. The current path forming units 40 and 50 are installed in a one-to-one correspondence with the high-side IGBT 20 and the low-side IGBT 30 .

하이사이드 IGBT(20)측에 연결된 전류패스 형성부(40)는 2개의 저항이 병렬연결되고 이들 중 어느 하나에는 다이오드가 연결될 수 있다. 다이오드는 애노드가 게이트 드라이버(10)에 연결되고 캐소드가 저항을 통해 하이사이드 IGBT(20)의 게이트에 연결된다.In the current path forming unit 40 connected to the high-side IGBT 20 side, two resistors are connected in parallel, and a diode may be connected to any one of them. The diode has an anode connected to the gate driver 10 and a cathode connected to the gate of the high side IGBT 20 through a resistor.

로우사이드 IGBT(30)측에 연결된 전류패스 형성부(50)는 2개의 저항이 병렬연결되고 이들 중 어느 하나에는 다이오드가 연결될 수 있다. 다이오드는 애노드가 게이트 드라이버(10)에 연결되고 캐소드가 저항을 통해 로우사이드 IGBT(30)의 게이트에 연결된다.In the current path forming unit 50 connected to the low-side IGBT 30 , two resistors are connected in parallel, and a diode may be connected to any one of them. The diode has an anode connected to the gate driver 10 and a cathode connected to the gate of the low side IGBT 30 through a resistor.

이러한 전류패스 형성부(40,50) 각각은 IGBT 게이트 신호의 온/오프 패스(on/off path)가 다르게 형성된다. 전류패스 형성부(40,50)는 IGBT의 게이트를 차징(charging)하는 소싱 패스(Sourcing path)에서는 저항이 병렬 구성되어 합성 저항이 작아 소싱 전류가 커지게 된다. 반면에, 전류패스 형성부(40,50)는 싱크 패스(sink path)에서는 다이오드가 역바이어스가 되기 때문에 저항 하나로만 싱크 전류 패스가 형성된다. 따라서 싱크패스의 저항이 상대적으로 커 소싱 전류보다 싱크 전류가 더 작게 형성된다. Each of the current path forming units 40 and 50 has different on/off paths of the IGBT gate signal. In the current path forming units 40 and 50 , in the sourcing path for charging the gate of the IGBT, resistors are configured in parallel, so that the combined resistance is small and the sourcing current is increased. On the other hand, in the current path forming units 40 and 50 , since the diode is reverse biased in the sink path, the sink current path is formed with only one resistor. Therefore, the sink current is formed to be smaller than the sourcing current because the resistance of the sink path is relatively large.

싱크 전류의 세기에 따라 IGBT의 스위칭 슬로프(slope)가 결정되기 때문에 IGBT를 온할 때보다 오프할 때 스위칭 속도를 더 감소시킬 수 있게 된다.Since the switching slope of the IGBT is determined according to the strength of the sink current, the switching speed can be further reduced when the IGBT is turned off than when the IGBT is turned on.

이에, 본 실시예에 따른 IGBT 게이트 드라이버 스위칭 슬로프 제어 장치는 게이트 드라이버(10)가 온 상태에서 오프상태가 되면, IGBT 게이트에 오프 신호가 입력된 시점으로부터 다이오드(IGBT와 병렬연결된 다이오드)의 포워드 리커버리 타임 동안 IGBT의 게이트-이미터 전압을 모니터링한다. 이 과정에서, 모니터링된 전압이 설정전압 이상이면, IGBT 게이트 드라이버 스위칭 슬로프 제어 장치는 IGBT 게이트의 싱크 패스의 저항값을 증가시켜 싱크 전류를 저감시켜 IGBT의 스위칭 슬로프(slope)를 제어할 수 있도록 한다.Accordingly, in the IGBT gate driver switching slope control device according to the present embodiment, when the gate driver 10 is turned off from the on state, the forward recovery of the diode (a diode connected in parallel with the IGBT) from the time when the off signal is input to the IGBT gate Monitor the gate-emitter voltage of the IGBT during time. In this process, if the monitored voltage is greater than or equal to the set voltage, the IGBT gate driver switching slope control device increases the resistance value of the sink pass of the IGBT gate to reduce the sink current to control the IGBT switching slope. .

도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 IGBT 게이트 드라이버 스위칭 슬로프 제어 장치의 회로도이고, 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 IGBT의 컬렉터 이미터 전압이 과전압이 아닌 상태에서의 싱크 전류를 나타낸 도면이며, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 IGBT의 컬렉터 이미터 전압이 과전압인 상태에서의 싱크 전류를 나타낸 도면이다.2 is a circuit diagram of an IGBT gate driver switching slope control device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a sink current in a state in which the collector-emitter voltage of the IGBT is not overvoltage according to an embodiment of the present invention. 4 is a diagram illustrating a sink current in a state in which the collector-emitter voltage of the IGBT is overvoltage according to an embodiment of the present invention.

도 2 를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 IGBT 게이트 드라이버 스위칭 슬로프 제어 장치는 싱크 전류 조절부(300), 전류패스 변경부(200), 전압 모니터링부(100), 및 제어기(400)를 포함한다. Referring to FIG. 2 , an IGBT gate driver switching slope control apparatus according to an embodiment of the present invention includes a sink current controller 300 , a current path changer 200 , a voltage monitor 100 , and a controller 400 . includes

먼저, 전압 모니터링부(100)는 하이사이드 IGBT(20)의 컬렉터-이미터 전압을 모니터링하고, 모니터링 결과에 따라 전류패스 변경부(200)를 제어하여 싱크 전류가 싱크 전류 조절부(300)에 인가되도록 한다. 이 경우, 전압 모니터링부(100)는 IGBT의 컬렉터-이미터 전압이 기 설정된 설정전압 이상의 전압이면 전류패스 변경부(200)를 제어하여 싱크 전류가 싱크 전류 조절부(300)로 인가되도록 한다.First, the voltage monitoring unit 100 monitors the collector-emitter voltage of the high-side IGBT 20 , and controls the current path changing unit 200 according to the monitoring result so that the sink current is transferred to the sink current control unit 300 . to be authorized In this case, when the collector-emitter voltage of the IGBT is a voltage greater than or equal to a preset set voltage, the voltage monitoring unit 100 controls the current path changing unit 200 so that the sink current is applied to the sink current adjusting unit 300 .

전압 모니터링부(100)는 하이사이드 IGBT(20)의 컬렉터-이미터 전압을 감지하는 전압 감지부(110), 전압 감지부(110)의 출력 전압을 반전 증폭하여 출력하는 반전 증폭부(120), 반전 증폭부(120)의 출력 전압을 기준 전압과 비교하는 비교부(130), 및 비교부(130)의 출력 전압과 IGBT의 게이트 오프 신호 및 필터타임에 따라 전류패스 변경부(200)를 제어하는 전류패스 제어부(140)를 포함한다.The voltage monitoring unit 100 includes a voltage sensing unit 110 for sensing the collector-emitter voltage of the high-side IGBT 20 and an inverting amplifier 120 for inverting and amplifying the output voltage of the voltage sensing unit 110 and outputting it. , a comparator 130 that compares the output voltage of the inverting amplifier 120 with a reference voltage, and the current path changing unit 200 according to the output voltage of the comparator 130 and the gate-off signal and filter time of the IGBT. It includes a current path control unit 140 to control.

전압 감지부(110)는 제너 다이오드(ZD), 전류 센싱 다이오드(D) 및 전류 센싱 저항(R)을 포함한다. The voltage sensing unit 110 includes a Zener diode ZD, a current sensing diode D, and a current sensing resistor R.

제너 다이오드(ZD)는 캐소드가 하이사이드 IGBT(20)의 컬렉터와 연결되고 애노드가 전류 센싱 저항(R)의 일측에 연결된다. 전류 센싱 다이오드(D)는 애노드가 전류 센싱 저항의 타측에 연결되고 캐소드가 하이사이드 IGBT(20)의 이미터에 연결된다. 전류 센싱 저항(R)은 제너 다이오드(ZD)와 전류 센싱 다이오드(D) 사이에 연결된다. In the Zener diode ZD, the cathode is connected to the collector of the high-side IGBT 20 and the anode is connected to one side of the current sensing resistor R. The current sensing diode D has an anode connected to the other side of the current sensing resistor and a cathode connected to the emitter of the high-side IGBT 20 . The current sensing resistor R is connected between the Zener diode ZD and the current sensing diode D.

이에, 하이사이드 IGBT(20)의 컬렉터-이미터의 전압이 기 설정된 설정전압 이상으로 형성되면, 제너 다이오드(ZD)가 역바이어스로 도통된다. 이때, 제너 다이오드(ZD)에 직렬 연결된 전류 센싱 저항(R)에 전류가 흘러 전류 센싱 저항(R)의 양단 간에 전압이 발생한다. 전류 센싱 저항(R) 양단 간에 형성된 전압은 반전 증폭부(120)로 출력된다.Accordingly, when the voltage of the collector-emitter of the high-side IGBT 20 is formed to be higher than the preset voltage, the Zener diode ZD conducts with a reverse bias. At this time, a current flows through the current sensing resistor R connected in series to the Zener diode ZD, thereby generating a voltage between both ends of the current sensing resistor R. The voltage formed between both ends of the current sensing resistor R is output to the inverting amplifier 120 .

반전 증폭부(120)는 전압 감지부(110)의 출력 전압을 반전 증폭하여 출력한다. 반전 증폭부(120)는 내부에 반전 증폭기(121)를 포함한다. 반전 증폭기(121)는 전류 센싱 저항(R)에 발생한 전압 신호를 입력받는다. The inverting amplifier 120 inverts and amplifies the output voltage of the voltage detection unit 110 and outputs it. The inverting amplifier 120 includes an inverting amplifier 121 therein. The inverting amplifier 121 receives a voltage signal generated by the current sensing resistor R as an input.

반전 증폭기(121)는 전압 감지부(110)로부터 전압 신호가 입력되면 그 입력 전압이 클수록 하이 레벨 아날로그 전압보다 더 낮은 전압을 형성하여 출력한다. 이에, 하이사이드 IGBT(20)의 컬렉터-이미터 전압이 높아질수록 반전 증폭기(121)의 출력 전압은 더욱 낮아지게 된다. 한편, 반전 증폭기(121)는 전압 감지부(110)로부터 입력이 없을 때에는 하이 레벨 아날로그 전압을 출력한다.When a voltage signal is input from the voltage sensing unit 110 , the inverting amplifier 121 forms and outputs a voltage lower than the high-level analog voltage as the input voltage increases. Accordingly, as the collector-emitter voltage of the high-side IGBT 20 increases, the output voltage of the inverting amplifier 121 further decreases. Meanwhile, the inverting amplifier 121 outputs a high-level analog voltage when there is no input from the voltage sensing unit 110 .

비교부(130)는 반전 증폭부(120)의 출력 전압을 기준전압과 비교한다. 비교부(130)는 내부에 비교기(131)를 구비한다. 비교기(131)는 마이너스 입력단으로 기준전압을 입력받고 플러스 입력단으로 반전 증폭부(120)의 출력 전압을 입력받는다. 비교기(131)는 기준전압과 반전 증폭부(120)의 출력전압을 비교하여 반전 증폭부(120)의 출력전압이 기준 전압보다 낮아지면 로우 레벨의 디지털 전압을 출력한다. The comparator 130 compares the output voltage of the inverting amplifier 120 with a reference voltage. The comparator 130 includes a comparator 131 therein. The comparator 131 receives a reference voltage as a negative input terminal and receives an output voltage of the inverting amplifier 120 as a positive input terminal. The comparator 131 compares the reference voltage with the output voltage of the inverting amplifier 120 and outputs a low-level digital voltage when the output voltage of the inverting amplifier 120 is lower than the reference voltage.

즉, 하이사이드 IGBT(20)의 컬렉터-이미터 전압이 설정전압 이상의 과전압이 입력되어 반전 증폭부(120)로부터 입력된 전압이 기준 전압보다 낮아지면, 비교기(131)는 로우 레벨의 디지털 전압을 출력한다.That is, when the collector-emitter voltage of the high-side IGBT 20 is overvoltage greater than the set voltage and the voltage input from the inverting amplifier 120 is lower than the reference voltage, the comparator 131 generates a low-level digital voltage. print out

전류패스 제어부(140)는 비교부(130)의 출력 전압, 하이사이드 IGBT(20)의 게이트 오프 신호 및 필터타임에 따라 전류패스 변경부(200)를 제어한다. 전류패스 제어부(140)는 하이사이드 IGBT(20)의 게이트 오프 신호가 입력되면 필터타임 이외의 시간 동안 비교부(130)의 출력 전압이 로우 레벨인지를 판별한다. 판별 결과, 비교부(130)의 출력 전압이 로우 레벨이면, 전류패스 제어부(140)는 전류패스 변경부(200)를 제어하여 싱크 전류 조절부(300)로 싱크 전류가 인가되도록 한다. The current path control unit 140 controls the current path change unit 200 according to the output voltage of the comparator 130 , the gate-off signal of the high-side IGBT 20 , and the filter time. When the gate-off signal of the high-side IGBT 20 is input, the current path controller 140 determines whether the output voltage of the comparator 130 is at a low level for a time other than the filter time. As a result of the determination, if the output voltage of the comparator 130 is at a low level, the current path control unit 140 controls the current path change unit 200 to apply the sink current to the sink current control unit 300 .

여기서, IGBT에 병렬 연결된 다이오드의 포워드 리커버리 타임(Forward recovery time) 사양에 따라 설정될 수 있다. Here, the forward recovery time of the diode connected in parallel to the IGBT may be set according to the specification.

좀 더 구체적으로 설명하면, 전류패스 제어부(140)는 비교부(130)의 출력 전압 이외에 하이사이드 IGBT(20)의 게이트 오프 신호와 필터타임 레지스터 값을 입력받는다. More specifically, the current path controller 140 receives the gate-off signal of the high-side IGBT 20 and the filter time register value in addition to the output voltage of the comparator 130 .

전류패스 제어부(140)는 게이트 오프 신호가 입력되면 비교부(130)의 출력 전압이 로우 레벨인지를 판별한다. 이 경우 전류패스 제어부(140)는 비교부(130)의 출력 전압이 로우 레벨인지를 판별하는 과정을 필터타임 동안에는 수행하지 않고, 필터 타임 동안에만 수행한다. When the gate-off signal is input, the current path controller 140 determines whether the output voltage of the comparator 130 is at a low level. In this case, the current path control unit 140 does not perform the process of determining whether the output voltage of the comparator 130 is at a low level during the filter time, but only during the filter time.

필터 타임은 게이트 드라이버(10)의 레지스터(register)를 통해 하이사이드 IGBT(20)에 병렬 연결된 다이오드(D)의 포워드 리커버리 타임 사양을 고려하여 사전에 설정될 수 있다.The filter time may be preset in consideration of the forward recovery time specification of the diode D connected in parallel to the high-side IGBT 20 through a register of the gate driver 10 .

전류패스 제어부(140)는 게이트 오프 신호 입력 감지 시점으로부터 필터 타임이 경과한 후에도 비교부(130)의 출력 전압이 로우 레벨을 유지할 경우 디지털 출력 전압 레벨을 하이 레벨에서 로우 레벨로 반전시킨다. 로우 레벨로 반전된 출력 전압은 하이사이드 IGBT(20)의 컬렉터-이미터 전압이 감소하여 비교부(130)의 출력 전압이 다시 하이 레벨로 올라가기 전까지 유지된다. The current path controller 140 inverts the digital output voltage level from the high level to the low level when the output voltage of the comparator 130 maintains the low level even after the filter time has elapsed from the gate-off signal input detection time. The output voltage inverted to the low level is maintained until the collector-emitter voltage of the high-side IGBT 20 decreases and the output voltage of the comparator 130 rises to the high level again.

전류패스 변경부(200)는 전류패스 제어부(140)의 출력 신호에 따라 싱크 전류 조절부(300)로 싱크 전류가 인가되도록 싱크 전류의 전류패스를 변경한다. The current path changing unit 200 changes the current path of the sink current so that the sink current is applied to the sink current adjusting unit 300 according to the output signal of the current path control unit 140 .

전류패스 변경부(200)는 싱크 전류 조절부(300)와 병렬 연결되며, 전류패스 변경부(200)와 싱크 전류 조절부(300) 각각은 전류패스 형성부(20)와 연결된다. 이에, 전류패스 변경부(200)에 의해 전류패스 형성부(20)로부터 입력되는 싱크 전류가 싱크 전류 조절부(300)에 입력될 수 있다. The current path changing unit 200 is connected in parallel with the sink current adjusting unit 300 , and each of the current path changing unit 200 and the sink current adjusting unit 300 is connected to the current path forming unit 20 . Accordingly, the sink current input from the current path forming unit 20 by the current path changing unit 200 may be input to the sink current adjusting unit 300 .

전류패스 변경부(200)는 N채널 MOSFET일 수 있다. 즉, MOSFET는 게이트가 전류패스 변경부(200)의 출력단과 연결되고 드레인이 전류패스 형성부와 연결되며 소스가 하이사이드 IGBT(20)의 이미터와 전류 센싱 다이오드의 캐소드에 연결된다. The current path changing unit 200 may be an N-channel MOSFET. That is, in the MOSFET, the gate is connected to the output terminal of the current path changing unit 200 , the drain is connected to the current path forming unit, and the source is connected to the emitter of the high-side IGBT 20 and the cathode of the current sensing diode.

따라서, 전류패스 변경부(200)의 출력은 N채널 MOSFET의 게이트-소스에 전압을 공급한다. 따라서, 평시에는 MOSFET의 게이트-소스에 하이 전압이 인가되므로, 도 3 에 도시된 바와 같이 MOSFET이 온되어 하이사이드 IGBT(20)의 게이트의 싱크 전류가 MOSFET를 통해 흐른다.Accordingly, the output of the current path change unit 200 supplies a voltage to the gate-source of the N-channel MOSFET. Accordingly, since a high voltage is applied to the gate-source of the MOSFET during normal times, the MOSFET is turned on as shown in FIG. 3 and the sink current of the gate of the high-side IGBT 20 flows through the MOSFET.

반면에, IGBT의 컬렉터-이미터의 전압이 설정전압 이상이면, 전류패스 제어부(140)에서 MOSFTE 게이트-소스에 로우 전압을 출력하여 MOSFET이 오프된다. 이에 따라, 하이사이드 IGBT(20)의 게이트의 싱크 전류가 싱크 전류 조절부(300)로 입력된다. On the other hand, when the voltage of the collector-emitter of the IGBT is equal to or greater than the set voltage, the current path controller 140 outputs a low voltage to the gate-source of the MOSFTE to turn off the MOSFET. Accordingly, the sink current of the gate of the high-side IGBT 20 is input to the sink current controller 300 .

싱크 전류 조절부(300)는 전류패스 형성부(20)로부터 유입되는 싱크 전류를 조절한다. 싱크 전류 조절부(300)는 복수 개의 싱크 전류 조절 저항(310) 및 싱크 전류 조절 스위치(320)를 포함한다.The sink current adjusting unit 300 adjusts the sink current flowing from the current path forming unit 20 . The sink current control unit 300 includes a plurality of sink current control resistors 310 and a sink current control switch 320 .

싱크 전류 조절 저항(310)은 복수 개가 구비될 수 있으며 서로 병렬 연결된다. 본 실시예에서는 싱크 전류 조절 저항(310)으로 R1, R2, R3를 예시로 설명한다. 싱크 전류 조절 저항(310)은 저항값이 동일하거나 서로 상이할 수 있다. 싱크 전류 조절 저항(310)의 개수와 저항값은 특별히 한정되는 것은 아니며, 사용자의 필요에 따라 다양하게 설정될 수 있다. A plurality of sink current control resistors 310 may be provided and are connected in parallel to each other. In this embodiment, R1, R2, and R3 as the sink current control resistor 310 will be described as an example. The sink current control resistors 310 may have the same or different resistance values. The number and resistance values of the sink current control resistors 310 are not particularly limited, and may be variously set according to a user's needs.

싱크 전류 조절 스위치(320)는 복수 개가 구비될 수 있으며 상기한 싱크 전류 조절 저항(310) 각각을 통해 흐르는 싱크 전류를 단속한다. 본 실시예에서는 싱크 전류 조절 스위치(310)로 SW1, SW2, SW3를 예시로 설명한다. 이에, R1과 SW1이 직렬 연결되고, R2와 SW2가 직렬 연결되며, R3와 SW3가 직렬 연결될 수 있다.A plurality of sink current control switches 320 may be provided and control the sink current flowing through each of the sink current control resistors 310 . In this embodiment, SW1, SW2, and SW3 will be described as the sink current control switch 310 as an example. Accordingly, R1 and SW1 may be connected in series, R2 and SW2 may be connected in series, and R3 and SW3 may be connected in series.

한편, 싱크 전류 조절 스위치(320)가 독립적으로 선택되어져 스위칭됨으로써, 싱크 전류 조절 저항(310)의 전체 저항값이 변경되고 이를 토대로 싱크 전류 조절 저항(310)을 통해 흐르는 전체 싱크 전류를 조절할 수 있다. Meanwhile, as the sink current control switch 320 is independently selected and switched, the total resistance value of the sink current control resistor 310 is changed, and the total sink current flowing through the sink current control resistor 310 can be adjusted based on this. .

이 경우, 싱크 전류 조절 스위치(320)는 하이사이드 IGBT(20)의 게이트 전압 하강 속도에 따라 싱크 전류 조절 저항(310)의 저항값이 증가되도록 스위칭되어 싱크 전류를 감소시킴으로써, 하이사이드 IGBT(20)의 스위칭 슬로프를 조절할 수 있다. In this case, the sink current control switch 320 is switched to increase the resistance value of the sink current control resistor 310 according to the gate voltage drop rate of the high-side IGBT 20 to reduce the sink current, thereby reducing the sink current. ) can be adjusted.

제어기(400)는 외부 기기로부터 싱크 전류 조절 스위치(320)의 스위칭 상태를 선택하기 위한 레지스터값을 입력받아 설정한다. 즉, 제어기(400)는 상기한 싱크 전류 조절 스위치(320)를 선택적으로 스위칭하기 위한 레지스터값을 외부 기기로부터 입력받아 업데이트할 수 있다. 이에, 사용자는 제어기(400)를 통해 필요에 따라 싱크 전류 조절 스위치(320) 제어를 위한 레지스터값을 설정 및 변경할 수 있다. The controller 400 receives and sets a register value for selecting the switching state of the sink current control switch 320 from an external device. That is, the controller 400 may receive and update a register value for selectively switching the sink current control switch 320 from an external device. Accordingly, the user may set and change a register value for controlling the sink current control switch 320 as necessary through the controller 400 .

상기한 실시예는 하이사이드 IGBT(20)를 예시로 설명하였다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 IGBT 게이트 드라이버 스위칭 슬로프 제어 장치는 로우사이드 IGBT(30)에도 적용될 수 있으며, 그 구체적인 구성 및 동작은 하이사이드 IGBT의 경우와 동일하다. 도 5 에는 본 발명의 일 실시예에 따른 IGBT 게이트 드라이버 스위칭 슬로프 제어 장치가 로우사이드 IGBT(30)에 설치된 예가 도시되었다. 다만, 싱크 전류 조절부(300)와 전류패스 변경부(200)는 로우사이드측 전류패스 형성부(30)와 연결될 수 있다. The above embodiment has been described with the high-side IGBT 20 as an example. However, the apparatus for controlling the IGBT gate driver switching slope according to an embodiment of the present invention may also be applied to the low-side IGBT 30, and the specific configuration and operation thereof are the same as those of the high-side IGBT. 5 shows an example in which the IGBT gate driver switching slope control device according to an embodiment of the present invention is installed in the low-side IGBT 30 . However, the sink current adjusting unit 300 and the current path changing unit 200 may be connected to the low-side current path forming unit 30 .

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 IGBT 게이트 드라이버 스위칭 슬로프 제어 장치는 IGBT 게이트 드라이버가 온 상태에서 오프상태가 되면 IGBT의 게이트-이미터 전압이 설정 전압이 이상인지를 모니터링하고, 모니터링 결과에 따라 IGBT 게이트의 게이트 전류 싱크 패스의 저항값을 조절하여 싱크 전류를 저감시킴으로써, IGBT 게이트 드라이버의 스위칭 슬로프를 조절할 수 있도록 있다. As described above, the device for controlling the switching slope of the IGBT gate driver according to an embodiment of the present invention monitors whether the gate-emitter voltage of the IGBT is greater than or equal to the set voltage when the IGBT gate driver is in the off state from the on state, and according to the monitoring result By adjusting the resistance value of the gate current sink path of the IGBT gate to reduce the sink current, the switching slope of the IGBT gate driver can be adjusted.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 IGBT 게이트 드라이버 스위칭 슬로프 제어 장치는 여러 온도 조건에서 역기전력 클램핑을 위한 IGBT 오프 슬로프 검증 시험을 거칠 필요없이 역기전력에 대해 능동적으로 IGBT 오프 슬로프를 낮출 수 있어 제품의 신뢰성을 높이고 개발 투여 시간을 줄일 수 있도록 한다. In addition, the device for controlling the IGBT gate driver switching slope according to an embodiment of the present invention can actively lower the IGBT off-slope with respect to the back EMF without having to undergo an IGBT off-slope verification test for clamping the back EMF under various temperature conditions. increase and reduce development administration time.

본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.Implementations described herein may be implemented in, for example, a method or process, an apparatus, a software program, a data stream, or a signal. Although discussed only in the context of a single form of implementation (eg, discussed only as a method), implementations of the discussed features may also be implemented in other forms (eg, as an apparatus or program). The apparatus may be implemented in suitable hardware, software and firmware, and the like. A method may be implemented in an apparatus such as, for example, a processor, which generally refers to a computer, a microprocessor, a processing device, including an integrated circuit or programmable logic device, or the like. Processors also include communication devices such as computers, cell phones, portable/personal digital assistants ("PDA") and other devices that facilitate communication of information between end-users.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it is understood that various modifications and equivalent other embodiments are possible by those of ordinary skill in the art. will understand Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the following claims.

10: 게이트 드라이버 20: 하이사이드 IGBT
30: 로우사이드 IGBT 40, 50: 전류패스 형성부
60: 모터 100: 전압 모니터링부
110: 전압 감지부 120: 반전 증폭부
130: 비교부 140: 전류패스 제어부
200: 전류패스 변경부 300: 싱크 전류 조절부
310: 싱크 전류 조절 저항 320: 싱크 전류 조절 스위치
400: 제어기 10: gate driver 20: high-side IGBT
30: low side IGBT 40, 50: current path forming part
60: motor 100: voltage monitoring unit
110: voltage sensing unit 120: inverting amplification unit
130: comparison unit 140: current path control unit
200: current path change unit 300: sink current adjustment unit
310: sink current control resistor 320: sink current control switch
400: controller

Claims (10)

IGBT(Isolated Gate Bipolar Transistor)의 게이트의 싱크 전류를 조절하는 싱크 전류 조절부;
상기 싱크 전류 조절부로 싱크 전류가 인가되도록 싱크 전류의 전류패스를 변경하는 전류패스 변경부; 및
상기 IGBT의 컬렉터-이미터 전압을 모니터링하여 모니터링 결과에 따라 상기 전류패스 변경부를 제어하여 싱크 전류가 상기 싱크 전류 조절부에 인가되도록 하는 전압 모니터링부를 포함하는 IGBT 게이트 드라이버 스위칭 슬로프 제어 장치.a sink current control unit for controlling a sink current of a gate of an IGBT (Isolated Gate Bipolar Transistor);
a current path changing unit for changing a current path of the sink current so that the sink current is applied to the sink current control unit; and
and a voltage monitoring unit for monitoring a collector-emitter voltage of the IGBT and controlling the current path changing unit according to a monitoring result so that a sink current is applied to the sink current adjusting unit. 제 1 항에 있어서, 상기 전압 모니터링부는
상기 IGBT의 컬렉터-이미터 전압이 기 설정된 설정전압 이상의 전압이면 상기 전류패스 변경부를 제어하여 상기 싱크 전류 조절부로 싱크 전류가 인가되도록 하는 것을 특징으로 하는 IGBT 게이트 드라이버 스위칭 슬로프 제어 장치. According to claim 1, wherein the voltage monitoring unit
When the collector-emitter voltage of the IGBT is a voltage greater than or equal to a preset voltage, the IGBT gate driver switching slope control apparatus according to claim 1, wherein the current path change unit is controlled to apply a sink current to the sink current control unit. 제 1 항에 있어서, 상기 전압 모니터링부는
상기 IGBT의 컬렉터-이미터 전압을 감지하는 전압 감지부;
상기 전압 감지부의 출력 전압을 반전 증폭하여 출력하는 반전 증폭부;
상기 반전 증폭부의 출력 전압을 기준 전압과 비교하는 비교부; 및
상기 비교부의 출력 전압과 상기 IGBT의 게이트 오프 신호 및 필터 타임에 따라 상기 전류패스 변경부를 제어하는 전류패스 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 IGBT 게이트 드라이버 스위칭 슬로프 제어 장치. According to claim 1, wherein the voltage monitoring unit
a voltage sensing unit sensing a collector-emitter voltage of the IGBT;
an inverting amplifying unit for invertingly amplifying the output voltage of the voltage sensing unit and outputting it;
a comparator comparing the output voltage of the inverting amplifier with a reference voltage; and
and a current path control unit for controlling the current path changing unit according to the output voltage of the comparator, the gate-off signal of the IGBT, and a filter time. 제 3 항에 있어서, 상기 전류패스 제어부는
상기 IGBT의 게이트 오프 신호가 입력되면 상기 필터 타임 이외의 시간 동안 상기 비교부의 출력 전압이 로우 레벨인지를 판별하여 상기 비교부의 출력 전압이 로우 레벨이면 상기 전류패스 변경부를 제어하여 상기 싱크 전류 조절부로 싱크 전류가 인가되도록 하는 것을 특징으로 하는 IGBT 게이트 드라이버 스위칭 슬로프 제어 장치. The method of claim 3, wherein the current path control unit
When the gate-off signal of the IGBT is input, it is determined whether the output voltage of the comparator is at a low level for a period other than the filter time. IGBT gate driver switching slope control device, characterized in that the current is applied. 제 3 항에 있어서, 상기 필터 타임은
상기 IGBT에 병렬 연결된 다이오드의 포워드 리커버리 타임(Forward recovery time) 사양에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 IGBT 게이트 드라이버 스위칭 슬로프 제어 장치. 4. The method of claim 3, wherein the filter time is
IGBT gate driver switching slope control device, characterized in that set according to the forward recovery time (Forward recovery time) specification of the diode connected in parallel to the IGBT. 제 1 항에 있어서, 상기 싱크 전류 조절부는
병렬 연결된 적어도 하나의 싱크 전류 조절 저항; 및
상기 싱크 전류 조절 저항 각각에 직렬 연결되어 상기 싱크 전류 조절 저항 각각에 인가되는 싱크 전류를 단속하는 싱크 전류 조절 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 IGBT 게이트 드라이버 스위칭 슬로프 제어 장치. According to claim 1, wherein the sink current control unit
at least one sink current regulating resistor connected in parallel; and
and a sink current control switch connected in series to each of the sink current control resistors to control a sink current applied to each of the sink current control resistors. 제 6 항에 있어서, 상기 싱크 전류 조절 저항은
저항값이 서로 상이한 것을 특징으로 하는 IGBT 게이트 드라이버 스위칭 슬로프 제어 장치. 7. The method of claim 6, wherein the sink current control resistor is
IGBT gate driver switching slope control device, characterized in that the resistance values are different from each other. 제 6 항에 있어서, 상기 싱크 전류 조절 스위치는
독립적으로 스위칭되는 것을 특징으로 하는 IGBT 게이트 드라이버 스위칭 슬로프 제어 장치. The method of claim 6, wherein the sink current control switch is
IGBT gate driver switching slope control device, characterized in that it is switched independently. 제 6 항에 있어서, 상기 싱크 전류 조절 스위치는
상기 IGBT의 게이트 전압 하강 속도에 따라 상기 싱크 전류 조절 저항의 저항값이 증가되도록 스위칭되는 것을 특징으로 하는 IGBT 게이트 드라이버 스위칭 슬로프 제어 장치. The method of claim 6, wherein the sink current control switch is
IGBT gate driver switching slope control device, characterized in that the switching so as to increase the resistance value of the sink current control resistor according to the gate voltage drop rate of the IGBT. 제 6 항에 있어서, 외부 기기로부터 상기 싱크 전류 조절 스위치의 스위칭 상태를 선택하기 위한 레지스터값을 입력받아 설정하는 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 IGBT 게이트 드라이버 스위칭 슬로프 제어 장치. The IGBT gate driver switching slope control apparatus according to claim 6, further comprising a controller configured to receive and set a register value for selecting a switching state of the sink current control switch from an external device.
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