[发明专利]用第一和第二下拉信号切换绝缘栅双极晶体管的驱动器

说明书

用第一和第二下拉信号切换绝缘栅双极晶体管的驱动器。例如，一种用于控制绝缘栅双极晶体管(IGBT)的控制器电路被配置为：响应于IGBT关断切换事件，断开第一切换元件以防止上拉信号流向IGBT的栅极，接通第二切换元件以创建允许第一下拉信号流向IGBT的栅极的通道，以及接通第三切换元件以创建允许第二下拉信号流向IGBT的栅极的通道。响应于确定IGBT处的集电极‑发射极电压不满足阈值，控制器电路被配置为断开第三切换元件以防止第二下拉信号流向IGBT的栅极。

技术领域

本公开涉及用于驱动绝缘栅双极晶体管(IGBT)，特别是硬开关应用中的IGBT的电路装置。

背景技术

绝缘栅双极晶体管(IGBT)具有令人满意的特性，这使得它们比金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)更适合，特别是对于高功率和高效率的应用。例如，IGBT可用于许多应用，诸如但不限于变频驱动器(VFD)、汽车、功率转换器、发光二极管(LED)和其他应用。作为切换操作的副产品，IGBT可产生废热。如果IGBT达到超过IGBT额定温度的温度，则IGBT可能恶化或永久失效。

发明内容

一般而言，本公开的目的在于提供一种用于绝缘栅双极晶体管(IGBT)的驱动器，其具有降低IGBT处的切换损失的第一下拉信号以及降低IGBT处的切换损失并降低IGBT处的电压过冲的第二下拉信号。例如，该驱动器可被配置为：响应于关闭切换事件，允许第一下拉信号和第二下拉信号快速地降低流过IGBT的电流，然后仅允许第一下拉信号降低IGBT处的峰值关断电压。以这种方式，驱动器可使IGBT的电流变化率(di/dt)和电压变化率(dv/dt)性能“去耦”，这可以减少IGBT处的切换损失，同时有助于确保IGBT处的峰值关断电压小于IGBT处的额定电压。降低IGBT处的切换损失可减少由IGBT产生的废热量，这可以帮助保护IGBT不受热损伤，并且帮助提高IGBT的可靠性。

在一个示例中，用于控制IGBT的控制器电路被配置为：响应于IGBT关断切换事件，断开第一切换元件以防止上拉信号流向IGBT的栅极；响应于IGBT关断切换事件，接通第二切换元件以创建允许第一下拉信号流向IGBT的栅极的通道；响应于IGBT关断切换事件，接通第三切换元件以创建允许第二下拉信号流向IGBT的栅极的通道；以及响应于确定IGBT处的集电极-发射极电压不满足阈值，断开第三切换元件以防止第二下拉信号流向IGBT的栅极。

在另一示例中，一种控制IGBT的方法，包括：响应于IGBT关断切换事件，由控制器电路断开第一切换元件以防止上拉信号流向IGBT的栅极；响应于IGBT关断切换事件，由控制器电路接通第二切换元件以创建允许第一下拉信号流向IGBT的栅极的通道；响应于IGBT关断切换事件，由控制器电路接通第三切换元件以创建允许第二下拉信号流向IGBT栅极的通道；以及响应于确定IGBT处的集电极-发射极电压不满足阈值，通过控制器电路断开第三切换元件以防止第二下拉信号流向IGBT的栅极。

在另一示例中，一种IGBT系统，包括：IGBT和控制器电路，控制器电路被配置为：响应于IGBT关断切换事件，断开第一切换元件以防止上拉信号流向IGBT的栅极；响应于IGBT关断切换事件，接通第二切换元件以创建允许第一下拉信号流向IGBT的栅极的通道；响应于IGBT关断切换事件，接通第三切换元件以创建允许第二下拉信号流向IGBT栅极的通道；以及响应于确定IGBT处的集电极-发射极电压不满足阈值，断开第三切换元件以防止第二下拉信号流向IGBT的栅极。

这些示例和其他示例的详细信息在附图和下面的说明中阐述。将从说明书、附图和权利要求书中明白其他特征、目的和优点。

附图说明

图1是示出根据本公开的一种或多种技术的具有第一下拉信号和第二下拉信号的绝缘栅双极晶体管(IGBT)的驱动器电路装置的框图。

图2A是示出根据本公开的一种或多种技术的具有固定延迟的图1的驱动器电路装置的第一示例的电路图。