[发明专利]用于隔离的驱动器的软关闭的设备和方法

说明书

一种用来控制马达驱动电路的封装外部的高功率驱动装置的设备包括马达驱动电路。该马达驱动电路包括驱动器，所述驱动器用来基于第一参考电压，第二参考电压，和基于已接收的控制信号的控制信号控制所述高功率驱动装置。故障电路基于跨越所述高功率驱动装置的端子的电压产生故障指示器。故障条件基于该故障指示器。联接到驱动器的第一端子响应于所述故障条件的不存在和第一水平的控制信号在第一长度的时间上充电所述高功率驱动装置的节点。联接到所述驱动器的第二端子在第二长度的时间上放电所述节点，该第二长度的时间不同于第一长度的时间。

技术领域

本申请涉及电路并且更特别地涉及用于高功率应用的控制电路。

背景技术

在典型的控制应用中，处理器系统提供一个或更多个控制信号以便控制负载系统。在正常操作期间，大的DC或瞬变电压差可以存在于处理器系统的域和负载系统的域之间，因此在处理器系统和负载系统之间需要隔离阻障。例如，一个域可以被“接地”在相对于由数百或数千伏接地的地面开关的电压。因此，中间系统包括隔离，该隔离防止破坏性电流在处理器系统和负载系统之间流动。虽然该隔离防止该处理器系统通过直接导电路径联接到负载，但隔离信道使用光学(光隔离器)、电容、电感(变压器)，或电磁技术来允许该两个系统之间的通信。然而，中间系统典型地使用电压变换器和输出驱动器来提供适合于负载系统的电压水平的控制信号。

参考图1，在示例性马达控制应用中，处理器100(该处理器可以是微处理器，微控制器，或其它合适处理装置)在第一域(即，VDD1，例如，5伏(V))中操作并且提供一个或更多个信号以便高功率负载系统在第二域(即，VDD2，例如，600V)中操作。系统102各包括隔离阻障130和通信信道以便从处理器100安全地通信控制信号到驱动器106，该驱动器驱动用于输送三相功率到马达120的三相逆变器的高功率驱动装置108。示例性高功率驱动装置包括功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，绝缘栅双极晶体管(IGBT)，氮化镓(GaN)MOSFET，碳化硅功率MOSFET，和能够在短的时间段上输送高的电流的其它合适装置。

电压变换器104将可用功率供应电压从VDD2变换到可由系统102的高侧和驱动器106使用的电压水平(即，VDD3，例如，24V)。注意，在其它实施例中，单个电压变换器104将一个功率供应电压从第一电压水平(例如，VDD2)变换到多个其它电压水平(例如，VDD1和VDD3)且/或提供特别电压的多个输出(例如，对应于多个系统102的多个VDD3输出)。驱动器106提供开关控制信号，该开关控制信号处于三相逆变器的对应的高功率驱动装置108所需的水平。负载马达需要高的功率水平的三相功率。对应于联接到VDD2(高侧逆变器装置)的高功率装置的系统102被“接地”在相对于由高电压水平的VDD2接地的地面开关的电压。

用于驱动马达120的三相逆变器的典型的高功率装置108需要相当大的接通电压(例如，数十伏的范围中的电压)并且对可能损坏那些装置的故障条件敏感。例如，当短路电流条件存在，即，单个逆变器的两个装置通电时，高的电流流过那些装置，这可能破坏它们。因此，故障检测技术检测这个去饱和条件。系统102可以发送其指示器到处理器100，并且系统102或处理器100可以触发对应的装置的关闭。然而，如果高功率驱动装置108被突然关掉，则大的di/dt感应电压尖峰可能出现在马达控制信号中。这种电压尖峰对驱动电路和/或负载可能是破坏性的。因此，用来处理故障而不损坏高功率驱动装置或负载的灵活的技术是希望的。

发明内容