【技术实现步骤摘要】
技术介绍
技术实现思路
1、本文描述的概念提供用于半导体开关(以下称为“晶体管”)的可变电流栅极驱动器，该可变电流栅极驱动器采用可变电流源来对栅极进行充电和放电以激活和去激活晶体管。可变电流源的使用实现了对低信号侧电流的直接控制。这种布置减少了电力损耗。这种布置还实现了在晶体管的栅极处使用宽范围的电流和/或电压转换速率，与恒定电压源栅极驱动器相比，这减少或消除了栅极电流对栅极路径电阻和电感的依赖性。当在逆变器中采用多个晶体管来控制多相电机时，可变转换速率的使用可以减少逆变器开关损耗，提高效率，并在使用中提供其他益处。
2、一种用于可变电流栅极驱动器的方法、设备和控制系统包括：可变电流源，用于控制诸如晶体管、功率晶体管、半导体开关、栅极控制可逆二极管等之类的固态开关(以下称为“晶体管”)的激活和去激活。可变电流源促进使用多个可变转换速率来激活和/或去激活所述晶体管以减少开关损耗。当采用包括可变电流源的可变电流栅极驱动器来控制构成用于驱动电机的功率逆变器的多个晶体管时，它能够降低开关损耗以提高电动机效率。
3、本公开的一个方面可以包括用于晶体管的可变电流栅极驱动器。可变电流栅极驱动器具有第一电流控制装置和第二电流控制装置，第一电流控制装置具有第一可控输出电流，第一电流控制装置电连接在第一母线和晶体管的激活器之间，第二电流控制装置具有第二可控输出电流，第二电流控制装置电连接在晶体管的激活器和第二母线之间。控制器可操作地连接到第一和第二电流控制装置以便控制第一和第二可控输出电
4、本公开的另一方面可以包括：所述控制器可操作为控制第一和第二电流控制装置以控制晶体管的转换速率。
5、本公开的另一方面可以包括：所述控制器可操作为：控制第一和第二电流控制装置以在第一状态中操作期间将所述晶体管的转换速率控制到第一转换速率，以及控制第一和第二电流控制装置以在第二状态中操作期间将所述晶体管的转换速率控制到第二转换速率。
6、本公开的另一方面可以包括：第一转换速率大于第二转换速率。
7、本公开的另一方面可以包括：第一转换速率小于第二转换速率。
8、本公开的另一方面可以包括：第一转换速率等于第二转换速率。
9、本公开的另一方面可以包括：所述控制器可操作为控制第一和第二电流控制装置以控制晶体管的关断到接通转换速率。
10、本公开的另一方面可以包括：所述控制器可操作为控制第一和第二电流控制装置以控制晶体管的接通至关断转换速率。
11、本公开的另一方面可以包括：第一电流控制装置是可变电流源，并且第二电流控制装置是可变电流源。
12、本公开的另一方面可以包括：第一电流控制装置是具有可控输出电流的第一修改电压源，并且第二电流控制装置是具有可控输出电流的第二修改电压源。
13、本公开的另一方面可以包括：所述晶体管是以下各项之一：双极结型晶体管(bjt)、晶闸管、高电子迁移率晶体管(hemt)、场效应晶体管(fet)、金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)、集成栅双极晶体管(igbt)或氮化镓(gan)晶体管。
14、本公开的另一方面可以包括：第一母线具有正电压并且第二母线具有负电压。
15、本公开的另一方面可以包括：第一母线具有正电压并且第二母线具有参考电压。
16、本公开的另一方面可以包括：所述参考电压是地。
17、本公开的另一方面可以包括：第一母线具有参考电压并且第二母线具有负电压。
18、本公开的另一方面可以包括：所述控制器可操作为：独立于第二电流控制装置来控制第一电流控制装置以经由所述激活器控制所述晶体管的激活。
19、本公开的另一方面可以包括：用于晶体管的可变电流栅极驱动器，所述可变电流栅极驱动器可以包括：具有第一可控输出电流的第一电流控制装置，第一电流控制装置电连接在第一母线和所述晶体管的激活器之间；以及具有第二可控输出电流的第二电流控制装置，第二电流控制装置电连接在所述晶体管的激活器和第二母线之间。
20、本公开的另一方面可以包括功率逆变器，所述功率逆变器包括：布置在正母线和负母线之间的多个功率开关，其中所述多个功率开关中的每一个可以包括激活器；以及可变电流栅极驱动器，其包括多个电流控制栅极驱动器，所述多个电流控制栅极驱动器可操作地耦合到所述多个功率开关的激活器。所述多个电流控制栅极驱动器中的每一个可以包括具有第一可控输出电流的第一电流控制装置和具有第二可控输出电流的第二电流控制装置，第一电流控制装置电连接在相应功率开关的激活器和正母线之间，第二电流控制装置电连接在所述功率开关的激活器和负母线之间。控制器可操作地连接到所述多个电流控制栅极驱动器中每一个的第一电流控制装置和第二电流控制装置。所述控制器可操作为控制第一电流控制装置和第二电流控制装置以经由所述多个电流控制栅极驱动器来激活所述多个功率开关。
21、本公开的另一方面可以包括：所述控制器可操作为控制第一和第二可变电流源以便经由所述多个栅极驱动器激活所述多个功率开关从而控制所述多个功率开关的转换速率。
22、本公开的另一方面可以包括：所述控制器可操作为控制第一和第二可变电流源以便控制所述多个功率开关的转换速率包括当将所述多个功率开关从第一状态转变到第二状态时所述控制器通过控制第一和第二可变电流源来把所述多个功率开关控制到第一转换速率，以及在第二状态中操作期间所述控制器通过控制第一和第二可变电流源来将所述多个功率开关控制到第二转换速率，其中第一转换速率大于第二转换速率。
23、根据本公开所述的可变电流栅极驱动器，其中第一电流控制装置包括具有可控输出电流的第一修改电压源，并且其中第二电流控制装置包括具有可控输出电流的第二修改电压源。
24、根据本公开所述的可变电流栅极驱动器，其中所述晶体管包括以下各项之一：双极结型晶体管(bjt)、晶闸管、高电子迁移率晶体管(hemt)、场效应晶体管(fet)、金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)、集成栅双极晶体管(igbt)或氮化镓(gan)晶体管。
25、根据本公开所述的可变电流栅极驱动器，其中第一母线具有正电压并且第二母线具有负电压。
26、根据本公开所述的可变电流栅极驱动器，其中，第一母线具有正电压并且第二母线具有参考电压。
27、根据本公开所述的可变电流栅极驱动器，其中，所述参考电压包括地。
28、根据本公开所述的可变电流栅极驱动器，其中第一母线具有参考电压并且第二母线具有负电压。
29、根据本公开所述的可变电流栅极驱动器，其中所述控制器可操作为：独立于第二电流控制装置来控制第一电流控制装置以经由所述激活器控制所述晶体管的激活。
30、根据本公开的一方面一种用于晶体管的可变电流栅极驱动器，包括：
31、具有第一可控输本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于晶体管的可变电流栅极驱动器，包括：
2.根据权利要求1所述的可变电流栅极驱动器，其中所述控制器可操作为控制第一和第二电流控制装置以经由所述激活器控制所述晶体管的激活还包括：所述控制器可操作为控制第一和第二电流控制装置以控制所述晶体管的转换速率。
3.根据权利要求2所述的可变电流栅极驱动器，其中所述控制器可操作为控制第一和第二电流控制装置以控制所述晶体管的转换速率包括所述控制器可操作为：
4.根据权利要求3所述的可变电流栅极驱动器，其中，第一转换速率大于第二转换速率。
5.根据权利要求3所述的可变电流栅极驱动器，其中，第一转换速率小于第二转换速率。
6.根据权利要求3所述的可变电流栅极驱动器，其中，第一转换速率等于第二转换速率。
7.根据权利要求2所述的可变电流栅极驱动器，其中所述控制器可操作为控制第一和第二电流控制装置以控制所述晶体管的关断到接通转换速率。
8.根据权利要求2所述的可变电流栅极驱动器，其中所述控制器可操作为控制第一和第二电流控制装置以控制所述晶体管的接通至关断转换速率。
9.根据权利要求1所述的可变电流栅极驱动器，其中，第一电流控制装置包括可变电流源，并且其中第二电流控制装置包括可变电流源。
10.根据权利要求1所述的可变电流栅极驱动器，其中第一电流控制装置包括具有可控输出电流的第一修改电压源，并且其中第二电流控制装置包括具有可控输出电流的第二修改电压源。
...【技术特征摘要】
1.一种用于晶体管的可变电流栅极驱动器，包括：
2.根据权利要求1所述的可变电流栅极驱动器，其中所述控制器可操作为控制第一和第二电流控制装置以经由所述激活器控制所述晶体管的激活还包括：所述控制器可操作为控制第一和第二电流控制装置以控制所述晶体管的转换速率。
3.根据权利要求2所述的可变电流栅极驱动器，其中所述控制器可操作为控制第一和第二电流控制装置以控制所述晶体管的转换速率包括所述控制器可操作为：
4.根据权利要求3所述的可变电流栅极驱动器，其中，第一转换速率大于第二转换速率。
5.根据权利要求3所述的可变电流栅极驱动器，其中，第一转换速率小于第二转换速率。
6.根据权利要求3所述的可变电...
【专利技术属性】
技术研发人员：H·阮，M·Z·皮萨拉，罗一伦，K·M·阿拉姆，S·M·奈克，B·S·吴，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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