[发明专利]用于电压驱动型功率开关器件的栅极驱动电路

说明书

本发明涉及到一种用于电压驱动型功率开关器件的栅极驱动电路，该电路用于控制所述电压驱动型功率开关器件的接通与关断。

通常使用一个场效应晶体管或一个绝缘栅双极晶体管(此后简称为IGBT)作为一个电压驱动型功率开关器件。这些器件中的每一个都具有很大的栅极输入阻抗，并且可以通过向其栅极施加一个栅极电压来对其实行通—断转换控制。

用于一个IGBT的传统的栅极驱动电路示于图6。在图6中，借助于诸如一对导线等的信号线3在所述IGBT1的栅极和漏极之间提供了由用于对所述IGBT1的通-断转换进行控制的控制器件2输出的一个栅极电压V_G。

在这种情况下，所述导线是如下设置的：即使由流经所述连接到所述IGBT1的源极或漏极导体内的主电流所引起的磁通量的影响尽可能的小。

然而，实际上，要完全消除由于实际的相对位置关系而由所述主电流引起的所述磁通量的影响是不可能的。因此，在所述信号线3中就要产生由于磁通量的影响而感应的一个电压，而这个电压对于所述IGBT1的栅极和漏极之间的电压是有不良影响的。

例如，由于所述IGBT1的漏极电流iE发生变化而引起磁通量φ的变化，从而导致在所述一对导线3中产生一个感应电压V_X。在所述感应电压V_X的极性方向如图7所示的情况下，当所述IGBT1的漏极电流i_E分别增加或减小时，加到所述IGBT1的栅极和漏极之间的电压V_GE将上升或下降。在这种情况下，将出现下述问题。

特别是，当流经所述IGBT1的源极和漏极的主电流增加时，若所述IGBT1栅极和漏极之间的电压V_GE增加，将使得所述IGBT1源极和漏极之间的电压V_CE降低，进而产生一个正反馈作用而使得所述主电流进一步增加。因而就存在有下述危险，即当由于负载短路而使所述IGBT1中的主电流突然增加，例如使所述栅极和漏极之间的电压V_CE增加时，就会导致所述主电流进一步增加，其结果就不可避免地使所述IGBT1产生过流状态，并可能受到损害。

另外，在流经所述IGBT1的主电流减小时，若在所述栅极和漏极之间的电压V_GE降低，那么在源极和漏极之间的电压V_CE就要上升，从而一个正反馈而使得所述主电流进一步减小。因此，就存在着如下危险，即当由所述控制设备2所输出的栅极电压V_G以一个规定的减小速率减小且在所述IGBT1中的主电流减小到零时，所述的主电流会由于所述的正反馈而进一步减小，并且由存在于所述主电路中的分布电感(附图中未示出)所引起的反电动势将会在所述IGBT1的源极和漏极之间产生过盈电压，从而损坏所述的IGBT1。

另外，即使所述的IGBT1，没有被上述的过电流或过电压所损坏，也存在有如下的危险，即由于前述的正反馈而使所述IGBT1中的主电路电流产生高频振荡，而这种高频振荡对所述IGBT1的寿命是有不良影响的。

因此，本发明的一个目的就是要提供一种用于电压驱动型功率开关器件的栅极驱动电路，该电路能对所述的电压驱动型功率开关设备进行稳定的转换控制。

本发明的另一个目的就是要提供一种用于电压驱动型功率开关器件的栅极驱动电路，这种电路能够减少电流经电压驱动型功率开关设备的主电路电流所引起的磁通量密度对所述栅极电压的不良影响。

本发明的再一个目的就是要提供一种用于电压驱动型功率开关设备的栅极驱动电路，该电路能够避免由流经所述电压驱动型功率开关设备的主电路电流所引起的磁通密度所产生的正反馈对所述栅极电压产生的不利影响。

本发明的这些和其它的一些目的可以通过提供一个用于电压驱动型功率开关器件的栅极驱动电路加以实现，所述电路包括：控制设备，用于产生一个与所述电路驱动型功率开关设备相关的栅极电压；和一个连接到所述控制设备的校正设备，用于校正电流经所述电压驱动型功率开关设备所导致的磁通量对所述栅极电压的影响，从而产生一个正确的栅极电压。该正确的栅极电压被施加在所述电压驱动型功率开关器件的栅极上。

通过结合附图参考下面的详细描述将对本发明作出更完整的评价和更好的理解，其中，

图1的电路图示出了依据本发明一个实施例的用于电压驱动型功率开关设备的栅极驱动电路；

图2的波形图用以解释图1所示实施例的作用；

图3的电路图示出了依据本发明另一个实施例的用于电路驱动型功率开关器件的栅极驱动电路。