[发明专利]功率半导体器件门极驱动检测电路及其控制方法

说明书

本申请提供的一种功率半导体器件门极驱动检测电路及其控制方法，该电路包括门阴极电压检测单元，用于检测所述功率半导体器件的门极和阴极之间的电压差；高压检测单元，用于检测所述功率半导体器件的阳极和阴极之间的电压差；逻辑单元，用于在接收到所述外部控制系统发出的外部控制信号时输出第一控制信号，以及接收所述第一检测信号和所述第二检测信号并分别对所述第一检测信号和所述第二检测信号对应的电压差进行判断；触发单元，用于根据所述逻辑单元输出的控制信号生成触发信号，以控制所述功率半导体器件导通。检测电路组成元件简洁、可靠，不仅降低了驱动电路的复杂程度，还节约成本，可广泛应用于功率半导体型器件的驱动电路中。

技术领域

本申请涉及电子电路技术领域，特别地涉及一种功率半导体器件门极驱动检测电路及其控制方法。

背景技术

电流控制型半导体器件，如集成门极换流晶闸管(Integrated Gate-CommutatedThyristor，IGCT)、发射极关断晶闸管(Emitter Turn-off，ETO)、门极换流晶闸管(GateTurn-off Thyristor，GTO)和门极可关断晶闸管(Gate-Commutated Thyristor，GCT)，只有在门极驱动给定足够功率的触发电流情况下才能保证其额定的开通性能，在某些特殊工况下在阳极电流为零或负向的情况下，提前给定器件触发信号，但门极驱动触发电流维持时间无法支撑器件阳极正向电流的正向开通特性。此时将会造成器件维持阻断或出现开通功率脉冲的情况，造成器件开通失效或无法跟随系统控制命令。

现有IGCT门极驱动的重触发功能，分为外部重触发及内部重触发，外部重触发是在开通信号中施加一定宽度的关断命令来实现重触发命令，再由驱动单元执行重触发动作；内部重触发是由驱动单元根据门阴极电压状态变化而自动执行重触发动作。

但电流型半导体器件开通除了需要门极电流外，还需要阳极电流，如果接收门极触发电流但由于没有阳极正向电流器件仍然未能开通，而此时门极状态处于正常开通状态，无法施加内部重触发，而外部重触发需要控制系统做电压/电流检测才能施加此命令。因此无法有效解决无正向阳极电流情况下器件的有效开通。

同时在器件应用过程中由于阳极电压无法监测，在器件出现过压情况下无任何保护策略，将直接导致器件过压击穿失效。

发明内容

针对上述问题，本申请提供一种功率半导体器件门极驱动检测电路及其控制方法，解决了现有技术中在由于功率半导体器件无法进行内部重触发或器件的阳极电压无法监测，易导致器件过压击穿失效的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种功率半导体器件门极驱动检测电路，所述电路包括：

门阴极电压检测单元，其第一端连接功率半导体器件的门极，其第二端连接所述功率半导体器件的阴极，用于检测所述功率半导体器件的门极和阴极之间的电压差，并通过其信号输出端输出对应的第一检测信号；

高压检测单元，其第一端连接所述功率半导体器件的阳极，其第二端连接所述功率半导体器件的阴极，用于检测所述功率半导体器件的阳极和阴极之间的电压差，并通过其信号输出端输出对应的第二检测信号；

逻辑单元，其第一输入端与外部控制系统连接，其第二输入端和第三输入端分别与所述门阴极电压检测单元的信号输出端和所述高压检测单元的信号输出端连接，用于在接收到所述外部控制系统发出的外部控制信号时输出第一控制信号，以及接收所述第一检测信号和所述第二检测信号并分别对所述第一检测信号和所述第二检测信号对应的电压差进行判断，以根据判断结果输出第二控制信号或向所述外部控制系统发出反馈信号；

触发单元，其第一端连接功率半导体器件的门极，其第二端连接所述功率半导体器件的阴极，其第三端连接所述逻辑单元的输出端，用于根据所述逻辑单元输出的控制信号生成触发信号，以控制所述功率半导体器件导通；其中，所述控制信号包括第一或第二控制信号。