[发明专利]栅极驱动模块和电路配置

说明书

本发明涉及用于接通和关断功率晶体管的栅极驱动模块，栅极驱动模块包括至少两个可切换电压源和至少两个输出端，接通和关断电阻能被连接到所述输出端上，其中设置有配置单元，在其中存放或能记录栅极驱动模块的更高级别的电路配置，栅极驱动模块具有逻辑单元，其构造为从更高级别的控制单元接收PWM信号并且根据其来对可切换电压源进行切换，逻辑单元构造为将PWM信号至少存储一个时钟周期，栅极驱动模块具有故障单元，其构造为将栅极驱动模块的内部故障转发给至少一个相邻的栅极驱动模块和/或该控制单元并且接收至少一个相邻的栅极驱动模块和/或该控制单元的故障消息，逻辑单元构造为：根据故障消息、电路配置以及所存储的PWM信号来产生PWM信号。

技术领域

本发明涉及一种栅极驱动模块以及一种具有多个栅极驱动模块的电路配置。

背景技术

这样的栅极驱动模块用于接通和关断功率晶体管，这些功率晶体管可以以不同的电路配置来接线。示例是具有例如三个半桥的交变电压整流器或者是其中每个半桥分别具有四个功率晶体管的3级半桥电路。在故障情况下，这些栅极驱动模块必须切断损坏的功率晶体管。

从DE 103 51 033 A1公知一种用于在使用外部控制的情况下对功率晶体管进行切换的集成栅极驱动电路。该集成栅极驱动电路查明功率晶体管的去饱和，由此通过去饱和晶体管经由软切断序列被软切断的方式来保护该去饱和晶体管以防瞬态过电压。该集成栅极驱动电路的故障控制电路负责防止供电欠电压，而且晶体管去饱和能够在使用专用局域网的情况下与多相系统中的多个集成栅极驱动电路进行通信。

发明内容

本发明所基于的技术问题在于：提供一种经改善的栅极驱动模块以及一种具有这样的栅极驱动模块的电路配置。

该技术问题的解决方案通过按照本发明的栅极驱动模块以及按照本发明的电路配置来得到。本发明的其它有利的设计方案从从属权利要求中得到。

为此，用于接通和关断功率晶体管的栅极驱动模块包括至少两个可切换电压源和至少两个输出端，接通和关断电阻能被连接到这些输出端上。该栅极驱动模块还包括配置单元，在该配置单元中存放或者能记录该栅极驱动模块相对于其它栅极驱动模块的更高级别的电路配置。例如该更高级别的电路配置由更高级别的控制单元来传送和存放。补充地或替选地，这通过离散电路来被编码，接着该离散电路可以由配置单元读取或记录。例如，这样该栅极驱动模块知道：该栅极驱动模块是3级半桥电路的组成部分并且在此操控最上方的功率晶体管。即，该栅极驱动模块知道该更高级别的电路配置以及该栅极驱动模块在该电路配置中的位置。该栅极驱动模块还具有逻辑单元，该逻辑单元构造为：从更高级别的控制单元接收PWM信号并且根据该PWM信号来对可切换电压源进行切换，其中该逻辑单元构造为将该PWM信号至少存储一个时钟周期。该栅极驱动模块还具有至少一个故障单元，该故障单元构造为：将该栅极驱动模块的至少一个内部故障转发给至少一个相邻的栅极驱动模块和/或更高级别的控制单元并且接收至少一个相邻的栅极驱动模块和/或更高级别的控制单元的故障消息，其中该逻辑单元还构造为：根据该故障单元的故障消息、所存储的或所记录的电路配置以及所存储的PWM信号来产生PWM信号，以便切断所连接的功率晶体管。因此，在电路配置中有功率晶体管发生故障的情况下，可以以预先给定的切断顺序来切断需要切断的功率晶体管，以便这样避免诸如在相邻的功率晶体管处的过电压那样的反作用。如果例如在3级半桥电路中的最上方的栅极驱动模块检测到在该栅极驱动模块的所分配的功率晶体管中有故障，则首先通知其它三个栅极驱动模块。接着，然后两个内置的栅极驱动模块关断它们的功率晶体管，而后两个外置的栅极驱动模块关断它们的功率晶体管。即，无论其它功率晶体管如何，损坏的功率晶体管都不会立即被切断。更确切地说，这些功率晶体管被引导地、必要时在多个周期被引导地予以操控。

因此，在操控信号（PWM）丢失或不存在的情况下，遵守对于安全切断来说所需的切断程序并且在任何时候都无法在这些功率晶体管上形成不允许的高电压。