[实用新型]栅极驱动器装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于控制压控半导体开关的驱动器电路。本实用新型尤其涉及用于根据来自于半导体开关的控制数据来产生脉宽调制信号以便于控制开关的栅极的驱动器电路。

背景技术

根据用于半导体部件的控制方法，向半导体部件提供脉宽调制信号，在该信号中，部件的接通和关断脉冲由若干脉冲构成。通常，半导体部件的接通和关断一直由单个脉冲来实现，即，通过将栅极电位关于发射极升高或降低到目标值以改变栅极的状态来实现。为了更好地控制接通和关断事件，这些单独的脉冲可以由脉宽调制信号来代替。

PWM信号允许考虑部件的状态改变中的不同相位以及使得要被作用的栅极的充电状态比以前更好。

对功率半导体部件的控制通常需要形成为受控部件的发射极电位的单独的电压源。如果该辅助电压是双边的，则栅极可以由关于发射极的双边电压来控制，即，栅极在接通时可以上升到关于发射极的正电位，相应地，在关断时，栅极电位可以关于发射极降低为负。

在已知的调制技术中，在部件状态的单独改变通过PWM信号来实现的情况下，可以借助于PWM信号、根据开关情况来设置栅极电压的平均值。此外，在已知的调制技术中，高频PWM信号在控制电子装置的电位处产生。因此，该高频信号要被转移到受控开关部件的浮动电位。高频信号穿过势垒的转移对所使用的分离部件的速率提出了要求。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的是提供能够解决以上问题的栅极驱动器。

为了解决该目的，本发明的一个实施例提供了一种栅极驱动器装置， 其被设置成基于所产生的控制数据来控制半导体部件，其特征在于，所述栅极驱动器装置包括：分离部件，其被设置成接收用于控制所述半导体部件的所述控制数据，并将控制电位和受控开关的电位彼此分离；驱动器部件，其被设置成从所述分离部件接收所述控制数据，并被设置在所述受控开关的电位处，所述驱动器部件还被设置成在所述受控开关的电位处产生脉宽调制信号，用于根据所述控制数据来控制开关。

在本发明的一个优选实施例中，所述装置还包括可通过所述驱动器部件读取的存储器，并且所述驱动器部件包括用于接收部件的集电极-发射极电压、发射极电流和/或温度的输入端。

在本发明的另一个优选实施例中，所述可通过所述驱动器部件读取的存储器被设置接收根据集电极-发射极电压、发射极电流和/或温度的栅极电压指令，并根据所接收的栅极指令来产生脉宽调制信号，用于控制所述半导体部件。

在本发明的另一个优选实施例中，所述装置还包括驱动器电路，其被配置成接收由所述驱动器部件产生的所述脉宽调制信号，并产生相应的信号至其输出端。

在本发明的另一个优选实施例中，所述驱动器部件的驱动器电路的输出端可通过栅极电阻器连接到受控半导体部件的栅极。

在本发明的另一个优选实施例中，所述驱动器部件被设置成在受控半导体部件的发射极的电位处操作。

本实用新型所基于的思想是，产生PWM信号的驱动器部件被设置到受控开关部件的浮动电位，由此，仅控制数据需要被传送穿过势垒。穿过势垒的该控制数据的频率显著低于PWM信号的频率，因此，要被使用的分离部件的速率不是关键因素。

本实用新型的栅极驱动器的优点是提高的结构的成本效率，这是因为能够转移较低频率的部件足以作为分离部件。

附图说明

在下文中将参考附图对本实用新型进行更加详细的描述，其中：

图1是本实用新型的实施例的简化图；以及

图2示出了开关期间的栅极电压的曲线形状。

具体实施方式

图1示出了本实用新型的简化电路图。在图1中，要由栅极来控制的半导体部件是IGBT(绝缘栅双极晶体管)。与IGBT的S1相关联的是，还存在分布电容Ccg和Cge，Ccg表示集电极和栅极之间的电容，Cge表示栅极和发射极之间的电容。如通过附图标记所示，电容Ccg具有变化的特性。栅极电阻器Rg按已知方式连接到IGBT的栅极。

图1还示出了由通过脉冲发生器2产生的脉冲信号形成的辅助电压Vcc和Vee。脉冲发生器的次级侧具有用于对次级侧的电压进行整流的二极管整流器，以及串联连接的电容器。该串联连接的中点耦合到受控IGBT的发射极E。脉冲发生器的次级侧的上部电容器两端的电压形成正的辅助电压Vcc，下部电容器两端的电压形成负的辅助电压Vee。IGBT的发射极或辅助发射极E形成浮动电压的参考点GS，辅助电压因此允许关于发射极来产生负电压和正电压。