[实用新型]功率晶体管的开启驱动电路、关断驱动电路及开关电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及功率晶体管的一种改进的驱动电路，特别涉及一种限制功率晶体管（如绝缘栅双极晶体管(IGBT)）在开关过程中能耗的方法，尤其是当功率晶体管开通或关断时通过控制瞬态电压和瞬态电流来限制能耗。

背景技术

功率晶体管，例如IGBT或功率MOSFET，是一种主要应用于电子开关的器件。功率晶体管，比如IGBT，具有高效率以及快速开关能力。功率晶体管在导通或关断时的瞬态性能对于操作性能是至关重要的。在功率晶体管的开通和关断过程中，瞬态电压和瞬态电流大大增强了设备的电磁干扰(EMI)信号，并使能量以热量的形式散发，这负面影响了功率晶体管的效率。

功率晶体管导通过程中的能耗在此称为Eon，功率晶体管关断过程中的能耗在此称为Eoff。

包括功率晶体管的电源电路要求良好设计的驱动电路以使其在有效地驱动功率晶体管的同时使其能耗最小化。例如，欧洲专利申请号EP2306647的专利描述了一种开关器件的驱动电路，其中门极电阻用于调节半导体开关器件的开通和关断速度，一个电容与该电阻并联连接。

然而，EP2306647给出的方案具有以下缺点，即开通和关断时间过快，导致不可控的瞬态性能。

实用新型内容

为了解决上述问题，根据本实用新型公开的具体实施方式，本实用新型提供了一种功率晶体管的开启驱动电路，包括：

第一电路，所述第一电路包括互相并联的电阻和电容，以及

第二电路，所述第二电路包括电阻，所述第二电路与所述第一电路串联，

其中，所述第一电路的电阻的阻值控制所述功率晶体管的输出电压的上升率，所述第二电路控制所述功率晶体管的输出瞬态电流，并且其中所述第一电路的电阻的阻值比所述第二电路的电阻的阻值大。

上述功率晶体管的开启驱动电路的功率晶体管采用绝缘栅双极晶体管（IGBT）。

上述功率晶体管的开启驱动电路的所述第一电路与所述第二电路之间设有由微处理器控制的开关。

本实用新型还提供了一种功率晶体管的关断驱动电路，包括：

第一电路，所述第一电路包括与所述功率晶体管串联的第一电阻和第二电阻，以及

第二电路，所述第二电路包括与所述第一电路中的第一电阻或第二电阻并联的电容，

其中所述第一电路控制所述功率晶体管的输出电压的上升率，所述第二电路控制所述功率晶体管的驱动电压，并且与所述电容并联的所述第一电阻或所述第二电阻的阻值比其它电阻的阻值大。

上述功率晶体管的关断驱动电路还包括电容，所述电容设置在所述第一电阻和所述第二电阻形成的T型网络中。

上述功率晶体管的关断驱动电路的功率晶体管采用绝缘栅双极晶体管（IGBT）。

本实用新型还提供了一种功率晶体管的开关电路，包括上述的任一开启驱动电路以及上述的任一关断驱动电路。

附图说明

下面结合附图进一步描述提议的电路:

图1给出了一种半导体开关器件的开启驱动电路实施例的示意图；

图2a和2b给出了图1所示开启驱动电路与另一驱动电路的的开关特性对比图；

图3给出了一种半导体开关器件的关断驱动电路实施例的示意图；

图4给出图3所示的关断驱动电路的开关特性的示意图；以及

图5给出图3所示的关断驱动电路的开关特性的示意图。

具体实施方式

通过参照附图示例说明具体实施方式，其中：

图1中显示了所述半导体开关器件4的开启驱动电路2。所述开启驱动电路2的输入端用于连接电源6，开启驱动电路2的输出端连接所述半导体开关器件4的驱动端。所述半导体开关器件4的驱动电流可以由微处理器控制的开关8控制。来自微处理器的开启信号大多数情况下需要电流放大器给半导体开关器件4的输入端供电并开启该半导体开关器件。这可以采用微处理器控制开关8来实现，比如一个功率MOSFET或图1所示的一个门极驱动光耦。其电源电路具有供应+DC端子和–DC端子。