[发明专利]用于动力开关元件的驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及用于驱动例如功率金属氧化物半导体场效应晶体管 (mosfet)的驱动电路。

背景技术

为了栅极驱动诸如功率mosfet的大动力系元件，本领域已知许多 解决方案。例如，存在适合于此目的的许多不同的集成电路。这些装置 很昂贵并且具有特定属性，以致它们是不可互换的。这意味着当针对应 用而选择了来自特定厂商的特定类型的集成电路时其不能容易地被另 一类型的集成电路所取代。

基于双极型晶体管的驱动电路也是已知的。为获得相同的效果，已 知这样的驱动电路要更加复杂。

期望在晶体管的栅极上获得负电压，其驱动输出信号以使其完全饱 和。在基于双极型晶体管或集成电路的现有技术的解决方案中，这是通 过添加用于提供负电压的附加电压源或者使用共发射极形式的反向驱 动级而获得的，这导致更加复杂的设计。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于动力开关元件(power switch component)的更灵活的驱动电路。

根据本发明，提供用于一种用于动力开关元件的驱动电路，所述驱 动电路包括：用于接收驱动脉冲的输入端子；第一半导体元件和第二半 导体元件，每个半导体元件具有可控端子、电压放大端子和电流放大端 子，所述第一和第二晶体管的电流放大端子被互连，第一半导体元件的 电压放大端子被连接到第一功率轨(power rail)而第二半导体元件的 电压放大端子被连接到第二功率轨，第一功率轨的电势比第二功率轨的 电势高，第一和第二半导体元件的可控端子被互连；电阻器和二极管， 并联连接在所述可控端子和输入端子之间；以及电容器，连接在所述可 控端子和所述电流放大端子之间，其中每个所述半导体元件具有连接在 其电流放大端子和其电压放大端子之间的二极管。

根据本发明的驱动电路是基于晶体管，所述晶体管是基本上等效 的，与制造商或供应商无关。因此，驱动电路的选择不会导致特定类型 的元件对特定厂商的依赖性。此外，驱动电路能够以相对低的成本来实 施。

利用根据本发明的驱动电路，使用仅一个电源轨就能够获得到正负 供电轨电压两者的饱和驱动电压。使用仅一个电源，即使驱动电压低于 正轨电压和负轨电压，输出电压能够被驱动高达轨电压和下至负轨电 压。驱动电路的延迟时间是可调节的。而且，能够使得电流相对于时间 的变化di/dt以及电压相对于时间的变化dv/dt非常快。

在第一优选的实施例中，第一和第二半导体元件是mosfet，可控端 子是mosfet的栅极，电压放大端子是漏极以及电流放大端子是源极。 二极管是为mosfet所固有的体-漏极(body-drain)二极管。

在第二优选的实施例中，第一和第二半导体元件是双极型晶体管。 在这种情况下，可控端子是晶体管的基极，电压放大端子是集电极以及 电流放大端子是发射极。双极型晶体管没有像mosfet那样的具有固有 体-漏极二极管；因此当使用双极型晶体管时必须提供以与mosfet的体 -漏极二极管相同的方式连接的单独二极管。

在第三实施例中，第一和第二半导体元件是绝缘栅双极型晶体管 (IGBT)。在这种情况下，可控端子是晶体管的栅极，电压放大端子是 漏极以及电流放大端子是源极。就双极型晶体管而言，提供以与mosfet 的体-漏极二极管相同的方式连接的单独二极管。

可以以不同的方式选择第一和第二功率轨的电势。例如，第二功率 轨可以是中性的而第一功率轨具有正电势。可替换地，第一功率轨可以 是中性的而第二功率轨具有负电势。重要的事情在于第一功率轨具有比 第二功率轨更高的电势。

附图说明

在下文中将通过示例的方式且参照附图来描述本发明，其中：

图1示出根据本发明优选实施例的驱动mosfet的驱动电路。

图2示出在电压脉冲被施加到驱动电路的输入之前、期间和之后驱 动电路的不同点处的电压变化。

具体实施方式