[发明专利]动态短路保护

说明书

本公开提供了“动态短路保护”。电路包括串联布置的一对开关和栅极驱动器。响应于通过所述开关中的一个开关的电流的大小超过阈值，所述栅极驱动器通过第一电阻器使所述一个开关的栅极放电。响应于所述开关的寄生电感上的电压变为零，所述栅极驱动器还通过第二电阻器而不是所述第一电阻器使所述栅极放电。

技术领域

本公开涉及开关装置短路保护技术。

背景技术

电源开关广泛用于工业中。它们通常成对使用，并且互补地控制。然而，可能出现诸如短路事件的问题。在这些情况下，开关可能经受可超过开关的额定电流的高电流。及时的高电流切断可以帮助减轻其影响。否则，可能导致开关温度升高。

发明内容

电路包括串联布置的一对开关和栅极驱动器。响应于通过所述开关中的一个开关的电流的大小超过阈值，栅极驱动器通过第一电阻器使所述一个开关的栅极放电，并且响应于开关的寄生电感上的电压变为零，栅极驱动器通过第二电阻器而不是第一电阻器使栅极放电。栅极驱动器可以包括被布置成检测电压的比较器。栅极驱动器可以包括逻辑门，该逻辑门被布置为响应于比较器的输出而切换状态，以通过第二电阻器而不是第一电阻器使栅极放电。第一电阻器的电阻可以小于第二电阻器的电阻。开关可以是晶体管。

测试设备包括一对互补控制开关、与所述开关中的一个开关并联的电感器、以及栅极驱动电路。响应于所述开关中的另一个开关的寄生电感上的电压在短路事件期间变为零，栅极驱动器电路将所述开关中的另一个开关的栅极与第一电阻器断开，并将栅极连接到第二电阻器以改变栅极的放电速率。栅极驱动电路可以包括被布置成检测电压的比较器。栅极驱动电路可以包括逻辑门，该逻辑门被布置为响应于比较器的输出而切换状态，以将所述开关中的另一个开关的栅极与第一电阻器断开，并将栅极连接到第二电阻器。第一电阻器的电阻可小于第二电阻器的电阻。开关可以是晶体管。晶体管可以是绝缘栅双极晶体管。

用于使一对串联连接的开关中的一个开关的栅极放电的方法包括：响应于通过所述开关中的一个开关的电流的大小超过阈值，由控制器通过第一电阻器使所述一个开关的栅极放电，并且响应于开关的寄生电感上的电压变为零，由控制器通过第二电阻器而不是第一电阻器使栅极放电。该方法还可以包括由比较器检测电压。第一电阻器可以小于第二电阻器的电阻。开关可以是晶体管。

附图说明

图1是典型的双脉冲测试电路的示意图。

图2是具有短路保护的双脉冲测试电路的示意图。

图3A是三种不同的栅极关断和栅极电容器放电情况下的模拟栅极到发射极电压与时间的曲线图。

图3B是图3A的三种不同的栅极关断和栅极电容器放电情况下的模拟装置电流与时间的曲线图。

图3C是图3A的三种不同的栅极关断和栅极电容器放电情况下的模拟集电极到发射极电压与时间的曲线图。

图3D是三种不同的栅极关断和栅极电容器放电情况下的被测模拟装置损耗与时间的曲线图。

具体实施方式

本文描述了本公开的各种实施例。然而，所公开的实施例仅仅是示例性的，并且其他实施例可以采用未明确示出或描述的各种和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可能会被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为是限制性的，而是仅仅作为教导本领域普通技术人员以不同方式采用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解，参考任一附图示出并描述的各种特征可与一个或多个其他附图中示出的特征相组合，以产生未明确示出或描述的实施例。所示出特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，特定应用或实现方式可以期望与本公开的教导一致的特征的各个组合和修改。