【技术实现步骤摘要】
本公开内容总体上涉及集成电路领域，并且特别地涉及用于半导体开关器件的自适应栅极驱动电路。
技术介绍
1、用于半导体器件的功率逆变器可以将直流电(dc)转换成例如三相交流电(ac)，并且提供交流电作为栅极驱动电压，在由半导体开关(例如，金属氧化物半导体场效应晶体管mosfet或绝缘栅双极晶体管igbt)控制的导通(例如，正电压)与关断(例如，非正电压或零/负电压)状态之间快速切换。栅极电阻器确定半导体在导通与关断状态之间多快地切换。通常，切换越快，与切换相关联的功率损耗就越低。然而，半导体开关切换得越快，半导体开关发射的辐射就越大。国际无线电干扰特别委员会(cispr)或同等标准提供了最大可允许辐射水平。因此，可以选择栅极电阻器来调节功率损耗并强制执行辐射发射限制。然而，随着更多电流流过半导体开关，结温度将增加。如果栅极电阻增加，则导通切换损耗将线性增加。然而，如果栅极电阻保持恒定，则切换延迟和切换损耗都将随着结温度升高而增加。
技术实现思路
1、在第一方面，公开了一种用于向半导体器件供应电力的自适应栅极驱动电路。在实施方式中，自适应栅极驱动电路包括用于(例如，基于来自控制开关的控制信号)向半导体器件供应栅极驱动电压的半导体开关，半导体开关具有辐射发射限值和结温度，辐射发射限值和结温度中的两者都必须保持在可接受的水平。栅极驱动电压可以是正的(对应于半导体开关的“导通”状态，与导通切换时间(timing)延迟和导通切换损耗相关联)或非正的即零或负的(对应于半导体开关的“关断”状态，与关
2、在一些实施方式中，ntc热敏电阻器减小线性栅极电阻器的栅极电阻直到结温度降低到阈值水平以下。
3、在一些实施方式中，ntc热敏电阻器基于与所感测的结温度的增加的逆线性关系来减小线性栅极电阻器的栅极电阻。
4、在一些实施方式中，ntc热敏电阻器基于与栅极驱动电压相关联的电流负载的减小来增大线性栅极电阻器的栅极电阻。
5、在一些实施方式中，ntc热敏电阻器基于降低的所感测的结温度来增大线性栅极电阻器的栅极电阻。
6、在一些实施方式中，线性栅极电阻器与基于半导体开关的辐射发射限值的最小栅极电阻和基于半导体开关的功率容量的最大栅极电阻相关联。
7、在一些实施方式中，半导体开关是绝缘栅双极晶体管igbt或其组。
8、在一些实施方式中，半导体器件是片上系统soc，半导体开关和栅极电阻器件中的一者或两者是表面安装器件smd。
9、在一些实施方式中，减少半导体开关的导通切换时间(例如，在导通状态下)包括减少导通切换延迟、上升时间或充电时间中的一个或更多个。
10、在一些实施方式中，减少半导体开关的关断切换时间(例如，在关断状态下)包括减少关断切换延迟、下降时间或放电时间中的一个或更多个。
11、在另一方面，公开了一种用于半导体器件的最佳切换的方法。在实施方式中，该方法包括将栅极电阻器件串联连接在半导体器件的控制开关和半导体开关之间(以及将栅极电阻器件热耦合到半导体开关)，半导体开关响应于来自控制开关的控制信号向半导体器件提供栅极驱动电压。半导体开关具有辐射发射限值和结温度，辐射发射限值和结温度中的两者都要保持在可接受的水平内(例如，低于阈值水平)。栅极驱动电压与导通状态(例如，正电压)或关断状态(例如，非正电压)对应，导通状态与导通切换时间和切换损耗相关联，关断状态与关断切换时间和切换损耗相关联。栅极电阻器件包括并联连接的负温度系数(ntc)电阻器(例如，热敏电阻器)和线性栅极电阻器。该方法包括经由ntc热敏电阻器感测半导体开关的结温度。该方法包括在所感测的结温度达到或超过阈值水平的情况下，经由ntc热敏电阻器减小线性栅极电阻器的栅极电阻(例如，为了降低结温度)。
12、在一些实施方式中，该方法包括基于与结温度增加的逆线性关系来减小线性栅极电阻器的栅极电阻。
13、在一些实施方式中，该方法包括减小线性栅极电阻器的栅极电阻直到结温度降低至阈值水平以下。
14、在一些实施方式中，该方法包括基于与栅极驱动电压相关联的电流负载的减小来增大栅极电阻。
15、在一些实施方式中，该方法包括基于降低的结温度来增大栅极电阻。
16、在一些实施方式中，线性栅极电阻器与基于半导体开关的辐射发射限值的最小栅极电阻和基于半导体开关的功率容量的最大栅极电阻相关联。
17、在一些实施方式中，半导体开关是绝缘栅双极晶体管igbt或其组。
18、在一些实施方式中，半导体器件是片上系统soc，并且半导体开关和栅极电阻器件中的一者或两者是表面安装器件smd。
19、在一些实施方式中，减少半导体开关的导通切换时间(例如，在导通状态下)包括减少导通切换延迟、上升时间或充电时间中的一个或更多个。
20、在一些实施方式中，减少半导体开关的关断切换时间(例如，在关断状态下)包括减少关断切换延迟、下降时间或放电时间中的一个或更多个。
21、应当理解，前述一般描述和以下详细描述两者仅是示例性的和说明性的，并且不一定是对本公开内容进行限制。并入说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开内容的主题。说明书和附图一起用于说明本公开内容的原理。
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1.一种用于半导体器件的栅极驱动电路，包括：
2.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其中，所述负温度系数热敏电阻器被配置成，减小所述栅极电阻直到所述结温度降低至所述阈值水平以下。
3.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其中，所述负温度系数热敏电阻器被配置成，基于与所感测的结温度的增加的逆线性关系来减小所述栅极电阻。
4.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其中，所述负温度系数热敏电阻器被配置成，基于与所述栅极驱动电压相关联的减小的电流负载来增大所述栅极电阻。
5.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其中，所述负温度系数热敏电阻器被配置成，基于所感测的结温度的降低来增大所述栅极电阻。
6.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其中，所述线性栅极电阻器与以下相关联：
7.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其中，所述至少一个半导体开关包括至少一个绝缘栅双极晶体管IGBT。
8.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其中：
9.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其中，所述导通切换时间包括以下中的至少一个：
10.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其中，所述关断切换时间包括以下中的至少一个：
11.一种用于半导体器件的最佳切换的方法，所述方法包括：
12.根据权利要求11所述的方法，其中，在所述结温度达到或超过阈值水平的情况下，经由所述负温度系数热敏电阻器减小所述线性栅极电阻器的栅极电阻，包括：
13.根据权利要求11所述的方法，其中，在所述结温度达到或超过阈值水平的情况下，经由所述负温度系数热敏电阻器减小所述线性栅极电阻器的栅极电阻，包括：
14.根据权利要求11所述的方法，还包括：
15.根据权利要求11所述的方法，还包括：
16.根据权利要求11所述的方法，其中，所述线性栅极电阻器与以下相关联：
17.根据权利要求11所述的方法，其中，所述半导体开关是绝缘栅双极晶体管IGBT。
18.根据权利要求11所述的方法，其中：
19.根据权利要求11所述的方法，其中，所述导通切换时间包括以下中的至少一个：
20.根据权利要求11所述的方法，其中，所述关断切换时间包括以下中的至少一个：
...【技术特征摘要】
1.一种用于半导体器件的栅极驱动电路，包括：
2.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其中，所述负温度系数热敏电阻器被配置成，减小所述栅极电阻直到所述结温度降低至所述阈值水平以下。
3.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其中，所述负温度系数热敏电阻器被配置成，基于与所感测的结温度的增加的逆线性关系来减小所述栅极电阻。
4.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其中，所述负温度系数热敏电阻器被配置成，基于与所述栅极驱动电压相关联的减小的电流负载来增大所述栅极电阻。
5.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其中，所述负温度系数热敏电阻器被配置成，基于所感测的结温度的降低来增大所述栅极电阻。
6.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其中，所述线性栅极电阻器与以下相关联：
7.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其中，所述至少一个半导体开关包括至少一个绝缘栅双极晶体管igbt。
8.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其中：
9.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其中，所述导通切换时间包括以下中的至少一个：
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【专利技术属性】
技术研发人员：迪莱什·阿尔温德·劳特，
申请(专利权)人：维谛公司，
类型：发明
国别省市：
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