[发明专利]驱动IGBT的方法

说明书

技术领域

本公开涉及一种驱动IGBT的方法，尤其涉及一种驱动用作限流器的电力装置的IGBT的方法。

背景技术

IGBT（绝缘栅双极晶体管）是通过栅极-发射极端子的电压驱动装置，其结合了MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）简单的栅极驱动特性和BJT（双极结晶体管）的高电流和低饱和电压性能。

IGBT具有类似MOSFET的高输入阻抗，以及BJT的高电流和低饱和电压性能。

图1A是图示出IGBT中使用的符号的示意图，其中D指二极管，C指集电极，E指发射极以及G指栅极。

图1B是图示出IGBT的关断特性的曲线图。如果栅极电压超过基于栅极静电容量的阈值电压，则IGBT被导通，并且如果栅极电压下降至低于阈值电压，则IGBT被关断。

在IGBT的切换过程中产生的集电极-发射极电压（V_CE）由导线上的杂散电感和输入电压引起的瞬态电压产生。因此，存在对能够限制瞬态电压电平的IGBT驱动技术的需求。

图2是图示出根据现有技术的IGBT驱动方法的示意图。

参照图2，瞬态电压V_ce在并联电路中在IGBT的两端产生，其中在流至IGBT 100的电流的关断操作过程中，常规的IGBT 100和无源元件R、L和C200并联连接。瞬态电压对损坏IGBT 100具有绝对影响。

缓冲电路（snubber circuit）300并联连接以防止常规IGBT电路中的瞬态电压。术语“缓冲器（snubber）”指的是用于减缓半导体装置中的瞬态电压所使用的辅助电路元件或者元件的组合。缓冲电路主要由RC（电阻器-电容器）或者RCD（电阻器-电容器-二极管）形成。然而，在高压设计中，缓冲电路300需要更多数量的无源元件，于是无源元件造成了在IGBT运行过程中产生附加损耗的问题。

发明内容

本公开旨在解决上述现有技术的问题，因此本发明的特定实施例的目的是提供一种驱动IGBT的方法，其被配置为控制作为IGBT控制信号的栅极-发射极电压的斜率。

在本公开的一个总体方案中，提供了一种驱动IGBT的方法，其被配置为减小在IGBT驱动IC（集成电路）的关断过程中施加在IGBT两端的瞬态电压，所述方法包括：减小IGBT的栅极-发射极电压的斜率以减小IGBT两端的瞬态电压。

优选地，但非必须地，减小IGBT的栅极-发射极电压的斜率的步骤是通过改变IGBT驱动IC的内部电阻来执行的。

优选地，但非必须地，所述IGBT驱动IC的内部电阻被改变为大致25kΩ。

优选地，但非必须地，减小IGBT的栅极-发射极电压的斜率的步骤是通过延长IGBT的阈值电压的保持时间来执行的。

根据本公开的驱动IGBT的方法具有的有益效果在于：通过控制作为IGBT的控制信号的栅极-发射极电压的斜率以及通过减小IGBT的电流关断过程中的电流的斜率，能够有效地减小在电流关断过程中施加在IGBT两端的电压。

附图说明

附图仅以示例的方式而非限制性的方式描述了根据本发明构思的一个以上示例性实施例。附图中，相似的附图标记表示相同或相似的元件。

因此，参照示例性附图，通过下面对特定示例性实施例详细的描述，大量潜在的实用和有用的实施例将变得非常容易理解，在附图中：

图1A是图示出IGBT中使用的符号的示意图；

图1B是图示出IGBT的关断特性的曲线图；

图2是图示出根据现有技术的IGBT驱动方法的示意图；

图3是图示出根据本公开的示例性实施例的驱动IGBT的方法的示意图；

图4A是图示出根据本公开的示例性实施例的V_GE的变化斜率的图；以及

图4B是图示出图4A的IGBT两端的电压的曲线图。

具体实施方式

通过参照附图的图1至图4来最佳地理解所公开实施例及其优点，相似的附图标记用于表示各个附图的相似的和对应的部件。在考查下列附图和详细说明时，对于本领域的一个普通技术人员来说，所公开实施例的其他特征和优点将会或者将变得显而易见。旨在将所有这样的其他特征和优点包括在所公开实施例的范围内，并使其受到附图的保护。此外，所图示的附图只是示例性的，并且无意声称或者隐含对可以实现不同实施例的环境、结构或者过程的限制。因此，所描述的方案有意囊括所有落入本发明的范围和新颖构思内的这样的替换、改进和变化。