一种半导体大功率开关器件的驱动集成电路及其应用电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种半导体大功率开关器件的驱动集成电路及其应用电路，包括比较单元和驱动单元，在所述比较单元和驱动单元之间还包括选择单元；所述比较单元包括第一比较电路和第二比较电路；所述驱动单元包括第一驱动放大器、第二驱动放大器和推挽电路，所述选择单元用于进行向所述第二驱动放大器输入所述第一比较电平或第二比较电平的选择，以进行驱动控制信号的缓启动模式/常规模式的切换。其驱动集成电路具有缓启动模式和常规模式，其中，缓启动模式可有效控制大功率开关器件的开通程度，限制浪涌大电流的产生。限制浪涌大电流的产生。限制浪涌大电流的产生。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体大功率开关器件的驱动集成电路及其应用电路


[0001]本技术涉及驱动集成电路
，特别是一种半导体大功率开关器件的驱动集成电路及其应用电路。

技术介绍

[0002]现有技术中，大功率半导体开关器件(例如IGBT、大功率三极管、MOSFET等)工作时，一般有矩形波驱动大功率半导体开关器件工作在开关状态，负载电路中的电流在大功率开关器件的控制下开通或者关断。由于大功率半导体开关器件开通时电流能量较大，若这个电流超过许可值(或：阈值)，就容易对大功率半导体开关器件造成损坏，尤其是电感性负载情况下，在瞬间开通时刻，电感中的电流能量通过大功率半导体开关器件瞬间释放，往往会造成瞬间浪涌电流过大，大功率半导体开关器件就会被烧毁，这往往是大功率半导体开关器件容易损坏的原因，进而导致设备无法正常工作。

技术实现思路

[0003]针对上述缺陷，本技术的目的在于提出一种半导体大功率开关器件的驱动集成电路及其应用电路，其驱动集成电路具有缓启动模式和常规模式，其中，缓启动模式可有效控制大功率开关器件的开通程度，限制浪涌大电流的产生。
[0004]为达此目的，本技术采用以下技术方案：
[0005]一种半导体大功率开关器件的驱动集成电路，包括比较单元和驱动单元，在所述比较单元和驱动单元之间还包括选择单元；
[0006]所述比较单元包括第一比较电路和第二比较电路；
[0007]所述第一比较电路用于外接驱动控制信号，对所述驱动控制信号的电压和内设的基准电压进行比较，生成第一比较电平；
[0008]所述第二比较电路用于外接采样电路输出的检测信号，对所述检测信号的电压和内设的所述基准电压进行比较，生成第二比较电平；所述采样电路用于检测所述半导体大功率开关器件Q4的第一负载端的电压；
[0009]所述驱动单元包括第一驱动放大器、第二驱动放大器和推挽电路，所述第一驱动放大器的输入端和所述第一比较电路的输出端电连接，所述第二驱动放大器的输入端和所述选择单元的输出端电连接，所述第一驱动放大器的输出端和所述推挽电路的第一输入端电连接，所述第二驱动放大器的输出端和所述推挽电路的第二输入端电连接，所述推挽电路的输出端用于外接所述半导体大功率开关器件Q4的控制端；
[0010]所述选择单元用于进行向所述第二驱动放大器输入所述第一比较电平或第二比较电平的选择，以进行驱动控制信号的缓启动模式/常规模式的切换；
[0011]所述驱动单元用于根据选择后的所述驱动控制信号进行半导体大功率开关器件Q4的缓启动模式/常规模式的驱动控制。
[0012]优选地，所述推挽电路包括第一场效应管Q1、第二场效应管Q2和第三场效应管Q3，
所述驱动单元还包括电源正端口、电源负端口和驱动输出口，所述第一驱动放大器的输出端、所述第一场效应管Q1的栅极和所述第二场效应管Q2的栅极电连接，所述第二驱动放大器的输出端和第三场效应管Q3的栅极电连接；
[0013]所述第一场效应管Q1的漏极、第三场效应管Q3的漏极和电源正端口电连接，所述第一场效应管Q1的源极、第三场效应管Q3的源极、第二场效应管Q2的漏极均和所述驱动输出口电连接，所述第二场效应管Q2的源极和电源负端口电连接。
[0014]具体地，所述第一场效应管Q1的沟道类型和第三场效应管Q3的沟道类型相同，所述第二场效应管Q2的沟道类型和第一场效应管Q1的沟道类型相反；
[0015]所述电源正端口用于外接第一工作电源VCC；
[0016]所述电源负端口用于接地；
[0017]所述驱动输出口用于外接所述半导体大功率开关器件Q4的控制端。
[0018]进一步地，所述选择单元包括复用选择口、第一选择开关S1和开关控制模块，所述复用选择口用于外接选择控制信号；
[0019]所述第一选择开关S1的第一输入端和所述第二比较电路的输出端电连接，所述第一选择开关S1的第二输入端和所述第一比较电路的输出端电连接，所述第一选择开关S1的输出端和所述第二驱动放大器的输入端电连接，所述第一选择开关S1的输出端作为所述选择单元的输出端；
[0020]所述开关控制模块的输入端和所述复用选择口电连接，所述开关控制模块的输出端和第一选择开关S1的控制端电连接，所述开关控制模块用于根据所述选择控制信号的电平高低控制所述第一选择开关S1的第一输入端和第二输入端的切换，以进行向所述第二驱动放大器输入所述第一比较电平或第二比较电平的选择。
[0021]可选地，所述比较单元还包括基准电压模块，所述基准电压模块用于输出预设的所述基准电压；
[0022]所述第一比较电路包括第一比较器U1和第一输入口，所述第一输入口用于外接驱动控制信号，所述第一比较器U1的正输入端和所述第一输入口电连接，所述第一比较器U1的负输入端和基准电压模块的输出端电连接，所述第一比较器U1的输出端和第一选择开关S1的第二输入端电连接，所述第一比较器U1的输出端作为所述第一比较电路的输出端。
[0023]更具体地，所述第二比较电路包括第二比较器U2和第二输入口，所述第二输入口用于外接所述采样电路输出的检测信号，所述第二比较器U2的负输入端和所述第二输入口电连接，所述第二比较器U2的正输入端和基准电压模块的输出端电连接，所述第二比较器U2的输出端和第一选择开关S1的第一输入端电连接，所述第二比较器U2的输出端作为所述第二比较电路的输出端。
[0024]进一步地，所述推挽电路中，当所述第一场效应管Q1、第二场效应管Q2和第三场效应管Q3均导通时，所述推挽电路高电平时的输出内阻为：
[0025][0026]当所述第三场效应管Q3关断，并所述第一场效应管Q1和第二场效应管Q2导通时，所述推挽电路高电平时的输出内阻为R
内
＝R
Q1
，所述推挽电路低电平时的输出内阻为R
内
＝
R
Q2
；
[0027]其中，所述第三场效应管Q3的等效电阻R
Q3
小于所述第一场效应管Q1的等效电阻R
Q1
，R
Q2
为所述第二场效应管Q2的等效电阻。
[0028]可选地，一种应用电路，包括所述半导体大功率开关器件的驱动集成电路、所述采样电路、驱动控制器MCU、感性负载电路、第二选择开关S2和所述半导体大功率开关器件Q4；
[0029]所述采样电路的输入端、所述感性负载电路的输出端均和所述半导体大功率开关器件Q4的第一负载端电连接，所述半导体大功率开关器件Q4的第二负载端接地，所述半导体大功率开关器件Q4的控制端电连接所述驱动输出口；
[0030]所述驱动控制器MCU的输出端和所述第一比较电路的第一输入口电连接；
[0031]所述采样电路的输出端和所述第二比较电路的第二输入口电连接；
[0032]所述第二选择开关S2的第一输入端接高电平，所述第二选择开关S2的第二输入端接地，所述第二选择开关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体大功率开关器件的驱动集成电路，包括比较单元和驱动单元，其特征在于：在所述比较单元和驱动单元之间还包括选择单元；所述比较单元包括第一比较电路和第二比较电路；所述第一比较电路用于外接驱动控制信号，对所述驱动控制信号的电压和内设的基准电压进行比较，生成第一比较电平；所述第二比较电路用于外接采样电路输出的检测信号，对所述检测信号的电压和内设的所述基准电压进行比较，生成第二比较电平；所述采样电路用于检测半导体大功率开关器件Q4的第一负载端的电压；所述驱动单元包括第一驱动放大器、第二驱动放大器和推挽电路，所述第一驱动放大器的输入端和所述第一比较电路的输出端电连接，所述第二驱动放大器的输入端和所述选择单元的输出端电连接，所述第一驱动放大器的输出端和所述推挽电路的第一输入端电连接，所述第二驱动放大器的输出端和所述推挽电路的第二输入端电连接，所述推挽电路的输出端用于外接所述半导体大功率开关器件Q4的控制端；所述选择单元用于进行向所述第二驱动放大器输入所述第一比较电平或第二比较电平的选择，以进行驱动控制信号的缓启动模式/常规模式的切换；所述驱动单元用于根据选择后的所述驱动控制信号进行半导体大功率开关器件Q4的缓启动模式/常规模式的驱动控制。2.根据权利要求1所述的半导体大功率开关器件的驱动集成电路，其特征在于：所述推挽电路包括第一场效应管Q1、第二场效应管Q2和第三场效应管Q3，所述驱动单元还包括电源正端口、电源负端口和驱动输出口，所述第一驱动放大器的输出端、所述第一场效应管Q1的栅极和所述第二场效应管Q2的栅极电连接，所述第二驱动放大器的输出端和第三场效应管Q3的栅极电连接；所述第一场效应管Q1的漏极、第三场效应管Q3的漏极和电源正端口电连接，所述第一场效应管Q1的源极、第三场效应管Q3的源极、第二场效应管Q2的漏极均和所述驱动输出口电连接，所述第二场效应管Q2的源极和电源负端口电连接。3.根据权利要求2所述的半导体大功率开关器件的驱动集成电路，其特征在于：所述第一场效应管Q1的沟道类型和第三场效应管Q3的沟道类型相同，所述第二场效应管Q2的沟道类型和第一场效应管Q1的沟道类型相反；所述电源正端口用于外接第一工作电源VCC；所述电源负端口用于接地；所述驱动输出口用于外接所述半导体大功率开关器件Q4的控制端。4.根据权利要求1所述的半导体大功率开关器件的驱动集成电路，其特征在于：所述选择单元包括复用选择口、第一选择开关S1和开关控制模块，所述复用选择口用于外接选择控制信号；所述第一选择开关S1的第一输入端和所述第二比较电路的输出端电连接，所述第一选择开关S1的第二输入端和所述第一比较电路的输出端电连接，所述第一选择开关S1的输出端和所述第二驱动放大器的输入端电连接，所述第一选择开关S1的输出端作为所述选择单元的输出端；所述开关控制模块的输入端和所述复用选择口电连接，所述开关控制模块的输出端和
第一选择开关S1的控制端电连接，所述开关控制模块用于根据所述选择控制信号的电平高低控制所述第一选择开关S1的第一输入端和第二输入端的切换，以进行向所述第二驱动放大器输入所述第一比较电平或第二比较电平的选择。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：许申生，陈海兴，孔繁文，
申请(专利权)人：昂策佛山电子有限公司，
类型：新型
国别省市：