[发明专利]一种IGBT驱动装置及驱动方法

说明书

本发明公开了一种IGBT驱动装置及驱动方法，属于半导体功率器件技术领域，解决了传统的IGBT驱动装置及方法无法在降低IGBT开关损耗的同时兼顾IGBT安全可靠性的技术问题。该IGBT驱动装置包括：通信单元，其用于接收PWM信号；驱动电路单元，其输出端与IGBT栅极连接，所述驱动电路单元包括：多个驱动电阻支路；驱动控制单元，其输入端与所述通信单元连接，输出端与所述驱动电路单元连接，所述驱动控制单元用于根据IGBT在开通和关断过程中所处的阶段，在相应阶段从所述驱动电路单元中选择所述驱动电阻支路传输PWM信号。

技术领域

本发明涉及半导体功率器件技术领域，具体的说，涉及一种IGBT驱动装置及驱动方法。

背景技术

当前，绝缘栅双极性晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)作为第三代半导体器件已经应用到生活的各个领域，包括轨道交通、工业传动、风力发电、电动汽车、家用电器等。随着IGBT器件的不断发展和进步，器件的高频和低损耗成为各个领域的强烈需求。

对于IGBT驱动的研究是我们研究IGBT开关损耗的重点之一。传统IGBT驱动器均采用一个门极开通电阻和关断电阻控制IGBT的开、关。采用较小的门极电阻，IGBT通断快，可以减小IGBT的开关损耗，但是会造成较大开通电流尖峰和关断电压尖峰，从而产生较大的干扰，严重的将使整个装置无法工作。反之，采用阻值较高的门极电阻，IGBT通断则慢，同时开关损耗大。

因此，亟需一种能够在降低IGBT开关损耗的同时兼顾IGBT安全可靠性的IGBT驱动装置及驱动方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种IGBT驱动装置及驱动方法，以解决传统的IGBT驱动装置及方法无法在降低IGBT开关损耗的同时兼顾IGBT安全可靠性的技术问题。

本发明提供一种IGBT驱动装置，该装置包括：

通信单元，其用于接收PWM信号；

驱动电路单元，其输出端与IGBT栅极连接，所述驱动电路单元包括：多个驱动电阻支路；

驱动控制单元，其输入端与所述通信单元连接，输出端与所述驱动电路单元连接，所述驱动控制单元用于根据IGBT在开通和关断过程中所处的阶段，在相应阶段从所述驱动电路单元中选择所述驱动电阻支路传输PWM信号。

所述驱动控制单元还用于在IGBT开通过程中的充电开始时刻和米勒平台结束时刻以及关断过程中的放电开始时刻和米勒平台结束时刻分别从驱动电路单元中选择驱动电阻支路导通进行PWM信号的传输，使所述驱动电路单元中传输PWM信号的驱动电阻支路的总阻值分别为第一阻值、第二阻值、第三阻值和第四阻值，第一阻值大于第二阻值，第三阻值小于第四阻值。

所述驱动控制单元包括：

多个功率放大模块，其用于对所述PWM信号进行功率放大，每个功率放大模块输出端与多个驱动电阻支路连接；

第一选择模块，其用于根据IGBT在开通和关断过程中所处的阶段，在相应阶段选择所述功率放大模块传输PWM信号。

所述驱动电路单元包括第一功率放大模块、第二功率放大模块、第三功率放大模块和第四功率放大模块，第一选择模块用于在IGBT开通过程中的充电开始时刻，导通第一和第二功率放大模块，在IGBT开通过程中的米勒平台结束时刻和关断过程中的放电开始时刻，导通所述第一、第二、第三和第四功率放大模块，在IGBT关断过程中的米勒平台结束时刻，导通第三和第四功率放大模块。

所述多个驱动电阻支路分为多个开通驱动电阻支路和多个关断驱动电阻支路，所述功率放大模块包括：

功率放大电路，其用于对所述PWM信号进行功率放大，所述功率放大电路输出端连接有开通驱动电阻支路和关断驱动电阻支路；