用于电功率控制的开关器件的驱动电路制造技术

本公开内容提供一种能够通过配置用于多个开关器件的接通/断开驱动和监视操作的配置来改善开关器件的接通/断开驱动和监视操作的可靠性的用于电功率控制的开关器件的驱动电路。根据本公开内容的用于电功率控制的开关器件的驱动电路包括：驱动器电路单元，其连接到开关器件；第一逻辑器件，其连接到开关器件和驱动器电路单元；第二逻辑器件，其连接到开关器件和第一逻辑器件；以及控制器。

【技术实现步骤摘要】

本公开内容的各实施例涉及用于电功率控制的开关器件的驱动电路，并且更特别地涉及能够改善接通(ON)/断开(OFF)驱动和状态监视的可靠性的用于电功率控制的开关器件的驱动电路。
技术介绍
为了控制被供应给交流电机的电功率，用于电功率控制的半导体开关器件(例如，绝缘栅双极晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)等)用于电功率转换或电功率控制，其中交流电流被转换成直流电流并且直流电流再次通过逆变器被转换成交流电流。本公开内容涉及用于电功率控制的这种半导体开关器件的驱动电路。在用于电功率控制的这种半导体开关器件的驱动电路中，下面将参考图1描述相关技术。如图1所示，根据相关技术的用于电功率控制的半导体开关器件的驱动电路被配置为包括驱动器电路单元20和控制电路10。在图1中，附图标记30是半导体开关器件(在下文中被称为开关器件)，其是驱动电路的接通驱动或断开驱动的目标。开关器件30可以通常被配置有上述IGBT或MOSFET。开关器件30可以具有发射极、栅极和集电极，并且可以根据在发射极与栅极之间的电压差而被接通或断开。例如，当在发射极与栅极之间的电压差处于12伏(V)到20V的范围中时开关器件30被接通，而当在发射极与栅极之间的电压差处于0V到11V的范围中时开关器件30被断开。此外，当开关器件30处于接通状态时，在发射极与集电极之间的电压差从处于断开状态中的十伏到几十伏下降到2伏到3伏，并且可以通过检测集电极电压来确定开关器件30是否处于接通状态。然而，根据在发射极与集电极之间流动的电流的量，可能发生在其间的电压差的变化。驱动器电路单元20连接到开关器件30的栅极和集电极，并且是将驱动信号输出到栅极以将开关器件30驱动为接通状态或者停止驱动信号的输出以将开关器件30从接通状态改变为断开状态的电路单元。此处，驱动信号可以为例如大约几安培的电流信号或者例如十伏到几十伏的电压信号。驱动器电路单元20可以被配置有用于输出驱动信号的集成电路。驱动器电路单元20可以从开关器件30的集电极接收表示开关器件30的集电极电压值的电压检测信号。附图标记40a表示发送端电路，其将电压检测信号发送到驱动器电路单元20。在图1中，附图标记40表示发送端电路40a的保护二极管，其在发送端电路40a的电压高于开关器件30的集电极电压时导通。此外，驱动器电路单元20根据从开关器件30的集电极接收到的电压检测信号和表示驱动器电路单元20的状态的监视信号来向控制电路10提供集电极电压值。另外，在图1中，在驱动器电路单元20与控制电路10之间的指向左侧的箭头示出监视信号的传输。控制电路10连接到驱动器电路单元20以将关于开关器件30的接通控制指令信号或断开控制指令信号输出到驱动器电路单元20。在图1中，在驱动器电路单元20与控制电路10之间的指向右侧的箭头示出接通控制指令信号或断开控制指令信号的传输。因此，控制电路10可以基于从驱动器电路单元20提供的监视信号来确定开关器件30的当前接通/断开状态和驱动器电路单元20的当前状态。然而，根据相关技术的用于电功率控制的半导体开关器件的驱动电路被配置为借助于仅仅单个驱动器电路单元20来执行对开关器件30的接通/断开驱动和状态监视。因此，当发生诸如单个驱动器电路单元20的烧毁的故障时，存在如下问题：其中对开关器件30的接通/断开驱动和状态监视被中止。
技术实现思路
因此，本公开内容被提供以解决上述问题，并且本公开内容的目的在于提供一种能够通过配置用于开关器件的接通/断开驱动和状态监视操作的多路复用配置来改善开关器件的接通/断开驱动和状态监视操作的可靠性的用于电功率控制的开关器件的驱动电路。本公开内容的目的可以通过提供一种用于电功率控制的开关器件的驱动电路来获得，该驱动电路包括：驱动器电路单元，其连接到开关器件并被配置为控制开关器件处于接通状态或断开状态；第一逻辑器件，其连接到开关器件和驱动器电路单元并被配置为将关于开关器件的接通控制信号或断开控制信号发送到驱动器电路单元或者被配置为将检测开关器件的接通状态或断开状态的监视信号提供给驱动器电路单元；第二逻辑器件，其连接到开关器件和第一逻辑器件并被配置为将关于开关器件的接通控制信号或断开控制信号发送到第一逻辑器件或者被配置为将检测开关器件的接通状态或断开状态的监视信号提供给第一逻辑器件；以及控制器，其连接到第一逻辑器件和第二逻辑器件并被配置为将关于开关器件的接通控制指令信号或断开控制指令信号提供给第一逻辑器件和第二逻辑器件中的至少一个。根据本公开内容的一个方面，驱动器电路单元可以包括多个驱动器电路，多个驱动器电路共同地重复地连接到开关器件并被配置为控制开关器件处于接通或断开。根据本公开内容的另一方面，第一逻辑器件和第二逻辑器件可以连接到开关器件的栅极和集电极以便接收指示检测开关器件的接通状态或断开状态的监视信号。根据本公开内容的又一方面，还可以包括各电平向下移位器，其分别连接在第二逻辑器件与开关器件的栅极之间、连接在第二逻辑器件与开关器件的集电极之间以及连接在第一逻辑器件与开关器件的栅极之间并且被配置为降低监视信号的电压电平。根据本公开内容的又一方面，当分别从第一逻辑器件和第二逻辑器件接收到的关于开关器件的接通状态或断开状态的监视信号彼此不同时，控制器可以被配置为确定在第一逻辑器件和第二逻辑器件中的一个中发生异常。根据本公开内容的又一方面，控制器可以被配置为基于分别从第一逻辑器件和第二逻辑器件接收到的接通控制指令信号或断开控制指令信号和关于开关器件的接通状态或断开状态的监视信号来确定第一逻辑器件和第二逻辑器件中发生异常的逻辑器件。根据本公开内容的又一方面，第一逻辑器件和第二逻辑器件中的每个可以被配置有以下中的一个：现场可编程门阵列(FPGA)、微机单元(MCU)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)以及专用集成电路(ASIC)。根据本公开内容的又一方面，还可以包括电阻器，其连接在驱动器电路单元与开关器件的栅极之间并被配置为将用于控制开关器件处于接通状态或断开状态的栅极驱动信号变成预定电压信号。根据本公开内容的又一方面，各电平向下移位器可以被配置有以下中的一个：电阻器轨道、比较器和运算放大器。根据本公开内容的电功率控制的开关器件的驱动电路可以包括逻辑器件，其连接在驱动器电路单元与控制器之间并被配置为将关于开关器件的接通控制指令信号或断开控制指令信号发送到驱动器电路单元并被配置为监视开关器件的接通状态或断开状态以发送监视结果，并且可以被配置为具有逻辑器件的多路复用配置，由此提供与相关技术相比能够改善开关器件的接通/断开控制和监视操作的可靠性的效果。在根据本公开内容的用于电功率控制的开关器件的驱动电路中，驱动器电路单元可以被配置具有多个驱动器电路使得能够提供能够甚至在多个驱动器电路中的一个发生故障时防止对开关器件的接通/断开控制和监视操作的中止的效果。在根据本公开内容的用于电功率控制的开关器件的驱动电路中，由于被连接到开关器件的栅极和集电极，所以第一逻辑器件和第二逻辑器件可以检测并计算开关器件的栅极电压和集电极电压以及其间的电压差，使得能够提供能够精确地确定开关器件的接通状态或断开状态的效果。根据本公开内容的用于电功率控制的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电功率控制的开关器件的驱动电路，包括：驱动器电路单元，其连接到所述开关器件并被配置为控制所述开关器件处于接通状态或断开状态；第一逻辑器件，其连接到所述开关器件和所述驱动器电路单元并被配置为将关于所述开关器件的接通控制信号或断开控制信号发送到所述驱动器电路单元或者被配置为将检测所述开关器件的接通状态或断开状态的监视信号提供给所述驱动器电路单元；第二逻辑器件，其连接到所述开关器件和所述第一逻辑器件并被配置为将关于所述开关器件的接通控制信号或断开控制信号发送到所述第一逻辑器件或者被配置为将检测所述开关器件的接通状态或断开状态的监视信号提供给所述第一逻辑器件；以及控制器，其连接到所述第一逻辑器件和所述第二逻辑器件并被配置为将关于所述开关器件的接通控制指令信号或断开控制指令信号提供给所述第一逻辑器件和所述第二逻辑器件中的至少一个。

【技术特征摘要】
2015.07.16 KR 10-2015-01012411.一种用于电功率控制的开关器件的驱动电路，包括：驱动器电路单元，其连接到所述开关器件并被配置为控制所述开关器件处于接通状态或断开状态；第一逻辑器件，其连接到所述开关器件和所述驱动器电路单元并被配置为将关于所述开关器件的接通控制信号或断开控制信号发送到所述驱动器电路单元或者被配置为将检测所述开关器件的接通状态或断开状态的监视信号提供给所述驱动器电路单元；第二逻辑器件，其连接到所述开关器件和所述第一逻辑器件并被配置为将关于所述开关器件的接通控制信号或断开控制信号发送到所述第一逻辑器件或者被配置为将检测所述开关器件的接通状态或断开状态的监视信号提供给所述第一逻辑器件；以及控制器，其连接到所述第一逻辑器件和所述第二逻辑器件并被配置为将关于所述开关器件的接通控制指令信号或断开控制指令信号提供给所述第一逻辑器件和所述第二逻辑器件中的至少一个。2.根据权利要求1所述的驱动电路，其中，所述驱动器电路单元包括多个驱动器电路，所述多个驱动器电路共同重复地连接到所述开关器件并被配置为控制所述开关器件接通或断开。3.根据权利要求1所述的驱动电路，其中，所述第一逻辑器件和所述第二逻辑器件连接到所述开关器件的栅极和集电极以便接收检测所...

【专利技术属性】
技术研发人员：康圣熙，南景勋，
申请(专利权)人：LS产电株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR