[发明专利]栅极控制电路、功率模块和相关联的方法

权利要求书

1. 一种栅极控制电路(2)，包括：

主栅极单元(5)，其布置成经多个主栅极单元输出(30a-f)供应栅极信号到多个功率开关(20a-f)的相应栅极以用于控制所述主电路的电流(28)；以及

辅助栅极单元(1)，其包括用于将输入光功率转换成辅助电栅极信号的光功率转换器(12)；

其中所述辅助栅极单元(1)布置成在所述多个功率开关之一中发生故障时，提供所述辅助电栅极信号到还在操作中的所述多个功率开关(20a-f)的任何一个的相应栅极。

2. 如权利要求1所述的栅极控制电路(2)，其中所述辅助栅极单元(1)包括在所述光功率转换器(12)与用于所述多个功率开关(20a-f)的每个的相应输出之间提供的多个辅助栅极单元电阻器(16a-f)，其中所述多个辅助栅极单元电阻器(16a-f)的每个辅助栅极单元电阻器大到足以保持操作功率开关的栅极电压，使得所述相应操作功率开关导通。

3. 如权利要求2所述的栅极控制电路(2)，其中所述主栅极单元(5)还包括相应连接到每个主栅极单元输出的多个主栅极单元电阻器(17a-f)，其中每个主栅极单元电阻器的电阻大大低于每个辅助栅极单元电阻器的电阻。

4. 如前面权利要求中任一项所述的栅极控制电路(2)，其中所述主栅极单元(5)包括布置成将所述多个主栅极单元输出相互断开的多个输出开关(18a-f)。

5. 如权利要求4所述的栅极控制电路(2)，其中所述输出开关分别包括布置成在所述主栅极单元(5)变得无功率时变为非导通的晶体管。

6. 如前面权利要求中任一项所述的栅极控制电路(2)，其中所述辅助栅极单元(1)包括可由控制器(14)选择性地操作用于使所述辅助栅极单元(1)提供所述辅助电栅极信号到还在操作中的所述多个功率开关(20a-f)的任何一个的控制开关(15)。

7. 如前面权利要求中任一项所述的栅极控制电路(2)，其中所述辅助栅极单元包括连接到所述光功率转换器(12)的电容器。

8. 如前面权利要求中任一项所述的栅极控制电路(2)，其中所述主栅极单元(5)布置成由所述主电路供电。

9. 如前面权利要求中任一项所述的栅极控制电路(2)，还包括用于选择性地阻止将所述辅助电栅极信号提供到所述相应栅极的多个栅极开关(25a-f)。

10. 如权利要求9所述的栅极控制电路(2)，还包括连接到所述多个栅极开关(25a-f)的栅极监控器(26)，所述栅极监控器布置成断开连接到栅极的所述栅极开关，对于所述栅极所述栅极监控器(26)检测到低于阈值电压的栅极电压。

11. 一种功率模块(9)，包括：

如权利要求1到10中任一项所述的栅极控制电路(1)；以及

连接到所述栅极控制电路(1)的多个功率开关(20a-f)。

12. 如权利要求11所述的功率模块(9)，其中所述多个功率开关(20a-f)的每个功率开关包括绝缘栅双极晶体管。

13. 一种在栅极控制电路(1)中执行的方法，所述栅极控制电路包括：主栅极单元(5)，其布置成经多个主栅极单元输出(30a-f)供应栅极信号到多个功率开关(20a-f)的相应栅极以用于控制所述主电路的电流(28)；以及辅助栅极单元(1)，其包括用于将输入光功率转换成辅助电栅极信号的光功率转换器(12)；所述方法包括以下步骤：

在所述多个功率开关之一中发生故障时，提供(40)所述辅助电栅极信号到还在操作中的所述多个功率开关的任何一个的相应栅极。