[发明专利]电子功率开关驱动器模块在审

专利信息
申请号: 201980015919.9 申请日: 2019-02-27
公开(公告)号: CN111886802A 公开(公告)日: 2020-11-03
发明(设计)人: D·施莱夫利;S·特伦伯特 申请(专利权)人: 莱姆国际股份有限公司
主分类号: H03K17/082 分类号: H03K17/082;H03K17/90;G01R15/18;G01R15/20;H02M7/00
代理公司: 中国贸促会专利商标事务所有限公司 11038 代理人: 顾玉莲
地址: 瑞士普朗-*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 电子 功率 开关 驱动器 模块
【说明书】:

一种用于功率半导体单元(1)的电子功率开关驱动器控制模块(2),包括安装在一个或多个电路板(4)上的门驱动器(6)和电流变换器(8),门驱动器包括至少一个电路部(20),其用于控制所述功率半导体单元(1)的功率半导体模块(3)的至少一个晶体管(13a),电流变换器(8)配置成连接到功率半导体模块(3)的输出端(7)用于测量功率半导体模块的输出电流,所述至少一个电路部(20)连接到待测量的输出电流的输出电势。所述电流变换器包括至少一个磁场传感器(16a、16a’、16b),该电流变换器以非隔离方式在所述输出电势处连接到门驱动器的所述至少一个电路部。

技术领域

发明涉及一种功率半导体单元及用于其的电子功率开关驱动器模块。

背景技术

在电力电子设备中,电子开关用于接通和断开诸如半桥、反向并联或串联开关之类的电路布置中的电连接,或者仅将负载连接到电源,例如从数百赫兹到数百万赫兹的频率范围进行定期切换。用于功率半导体单元的电子开关包括IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、FET(场效应晶体管)、MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)以及可以布置在诸如半桥、三电平、矩阵和其他这种半导体开关结构之类的拓扑结构中的各种已知的半导体开关。

对于许多功率半导体单元,具有非常快速的切换是有利的以便于减小会发生损失的接通与断开状态之间的过渡时间。为了获得快速的切换时间,功率半导体单元通常配置有门驱动电路,该门驱动电路可以包括诸如电气绝缘和通过绝缘屏障的双向通信之类的附加功能:这样的电路通常被称为门驱动单元(GDU),用于诸如MOSFET和IGBT之类的半导体元件,藉此门驱动提供了脉冲形状的电流波形以便于对于使用诸如SiC或GaN之类的半导体的技术获得零点几微秒到纳秒范围内的切换时间。门驱动单元还可以执行其他功能,例如过流保护。该功能可以通过测量半导体上的电压实现,半导体上的电压随着电流的增大而增大。快速的电流测量变换器是有利的,因为它通常随时间推移且在一般的工作温度范围内更稳定,并在更接近其已知极限的情况下能够对开关设备进行操作。

在传统的功率半导体单元中,可以安装有安装在该功率半导体单元下游并测量流经该装置输出导体的电流的隔离电流变换器。该电流变换器与功率半导体单元隔离,并可连接到功率半导体单元的控制单元。提供安装在功率半导体单元下游的隔离电流变换器增加了制造和安装成本。将测量分流电阻连接到门驱动器的电源电压也是已知的。然而,测量分流电阻根据输出电压的范围会导致能量耗散和可能的热电补偿。由于寄生互感,电阻分流器也可能有较差的频率响应。

发明内容

鉴于上述内容,本发明的目的是提供一种可靠、精确并能实现快速的半导体切换时间的用于功率半导体单元的电子功率开关驱动器模块。

为功率半导体单元提供在生产和使用上经济的电子功率开关驱动器模块是有利的。

为功率半导体单元提供低耗能的电子功率开关驱动器模块是有利的。

为功率半导体单元提供能够在宽频率范围内操作的电子功率开关驱动器模块是有利的。

为功率半导体单元提供能够以非常高的频率操作的电子功率开关驱动器模块是有利的。

为功率半导体单元提供能够实现快速的过流保护的电子功率开关驱动器模块是有利的。

本发明的目的是通过提供一种根据权利要求1所述的用于功率半导体单元的电子功率开关驱动器模块实现的。

本发明的目的是通过提供一种根据权利要求15所述的用于功率半导体单元的电子功率开关驱动器模块实现的。

本发明的目的是通过提供一种根据权利要求17所述的用于功率半导体单元的电子功率开关驱动器模块实现的。

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