[发明专利]逆变器的开关器件的自适应栅极驱动

权利要求书

1.一种用于操作具有栅极并具有导通行为和截止行为的半导体开关器件的栅极驱动电路，所述栅极驱动电路包括：

提供用于操作开关器件的信号的控制电路，所述控制电路接收开关器件的工作条件并且具有在控制电路中存储的开关器件的多个工作点，各工作点与用于开关器件的对应控制信号关联；

耦合在控制电路与开关器件之间的电源电路，所述电源电路包括去饱和检测器，所述电源电路接收来自控制电路的控制信号，并向开关器件的栅极提供驱动信号，以便根据控制信号来操作开关器件；

其中控制电路把从开关器件测量的工作条件与控制电路中存储的多个工作点进行比较，并向电源电路发送对应控制信号，以及

其中电源电路接收来自控制电路的对应控制信号，并向开关器件的栅极提供驱动信号，从而根据测量的工作条件来控制开关器件的导通或截止行为。

2.如权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，控制信号包括施加到开关器件的栅极的正电压的起始时间和停止时间，起始时间在开关器件的初始截止期间开关器件的去饱和开始之后开始。

3.如权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述开关器件包括绝缘栅双极晶体管。

4.如权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述开关器件的工作条件包括电压、电流和温度。

5.如权利要求4所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述温度从开关器件的散热器来测量，以及所述控制电路采用散热器温度来估算开关器件的结温度。

6.如权利要求5所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述控制电路采用等式T_j＝T_hsk+K₁·I_ph+K₂·I_ph·V_dc来估算结温度，其中：T_j是开关器件的结温度，T_hsk是散热器温度，I_ph是开关器件的输出电流，V_dc是DC链路电压，常数K₁和K₂是根据用于电源逆变器电路的具体实现中的特定IGBT器件和PWM频率用实验确定的。

7.如权利要求4所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述控制电路包括热敏电阻器，其一端连接到开关器件的输出，另一端连接到电阻测量装置，所述电阻测量装置测量控制电路的热敏电阻器的电阻，以便确定开关器件的温度。

8.如权利要求4所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述电压包括DC链路电压。

9.如权利要求4所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述控制电路包括用于测量电压的分压器。

10.如权利要求4所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述电流包括从开关器件的输出中测量的输出电流。

11.如权利要求4所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述控制电路包括用于测量电流的模拟积分器分割器。

12.如权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述去饱和检测器用于在初始截止期间检测开关器件的去饱和。

13.如权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述控制器包括存储多个工作点以及对应控制信号的现场可编程门阵列。

14.如权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述控制电路包括用于把模拟信号转换为数字信号的模数转换器。

15.如权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述控制电路在开关器件截止时在开关器件的去饱和开始之后的一个时间向电源电路发送控制信号。

16.如权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，电源电路采用控制信号来驱动开关器件，使得开关器件的栅极-发射极电压在开关器件截止期间开关器件的去饱和开始之后的一段持续时间里保持在固定的正电平。

17.如权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述电源电路包括接收来自控制电路的开关信号以便把“开”电压连接到开关器件的栅极的开关元件。

18.如权利要求17所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述开关元件包括场效应晶体管。