用于驱动逆变器的栅极驱动器制造技术

本发明专利技术涉及用于驱动逆变器的栅极驱动器。栅极驱动器包括：IC模块，其被配置为通过使用从外部输入的PWM信号来生成开关信号；以及电源管理部分，其被配置为在驱动器驱动电压等于或大于第一基准电压时通过使用开关元件和用于驱动栅极驱动器的驱动器驱动电压来施加用于驱动IC模块的IC模块驱动电压，并且还被配置为在驱动器驱动电压等于或低于第二基准电压时停止施加IC模块驱动电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于驱动逆变器的栅极驱动器。
技术介绍
逆变器是用于将AC电压转换成DC电压、通过切换根据借助开关元件的开关信号转换的DC电压来生成AC电压并且输出所生成的AC电压的电路。这样的逆变器可以用于通过将具有由用户期望的幅值和频率的AC电压供应到负载来以高精度控制对负载的驱动。图1示出根据传统技术的一般三相两级逆变器的配置。参考图1，逆变器的整流部分104将从外部电源102施加的三相AC电压整流成DC电压。通过该整流获得的DC电压由电容器CDC平滑。经平滑的DC电压借助开关部分106被转换成三相AC电流。通过该转换获得的三相AC电流被输入到诸如电机108的负载并且用于驱动负载。这样的逆变器的开关部分106包括多个开关元件S1到S6。开关元件(S1/S2、S3/S4和S5/S6)的对中的每个通过互补开关操作生成三相AC电流，互补开关操作通过由栅极驱动器施加的开关信号来实现。这样的栅极驱动器仅仅在驱动器驱动电压在外部被施加到栅极驱动器时被启动。然而，其花费特定时间以使驱动器驱动电压到达适合于驱动栅极驱动器的基准电压。这样的基准电压到达时间的存在可以导致栅极驱动器的失灵，这可以导致在图1中示出的开关部分106中包含的多个开关元件S1到S6的失灵和损坏。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种用于驱动逆变器的栅极驱动器，其能够通过中断对栅极驱动器内的IC模块的电源的供应直到用于驱动栅极驱动器的驱
动器驱动电压到达适合于驱动栅极驱动器的基准电压为止来防止针对基准电压到达时间发生的栅极驱动器的失灵以及开关元件的失灵和损坏。本专利技术的另一目的在于提供一种用于驱动逆变器的栅极驱动器，其能够通过在驱动器驱动电压下降到基准电压以下时立即中断对IC模块的电源供应来防止由于功率异常而发生的栅极驱动器的失灵以及开关元件的失灵和损坏。本专利技术的以上方面和优点和/或其他方面和优点将从结合附图进行的对实施例的下面的描述变得显而易见，并且更容易理解。应当理解，本专利技术的目的和优点可以通过权利要求书中阐述的特征和其组合来实现。为了实现以上目的，提供了一种用于生成用于控制逆变器的开关操作的开关信号的栅极驱动器，包括：IC模块，其被配置为通过使用从外部输入的PWM信号来生成所述开关信号；以及电源管理部分，其被配置为在驱动器驱动电压等于或大于第一基准电压时通过使用开关元件和用于驱动所述栅极驱动器的所述驱动器驱动电压来施加用于驱动IC模块的IC模块驱动电压，并且还被配置为在所述驱动器驱动电压等于或低于第二基准电压时停止施加所述IC模块驱动电压。本专利技术具有的优点在于：能够通过中断对栅极驱动器内的IC模块的电源的供应直到用于驱动栅极驱动器的驱动器驱动电压到达适合于驱动栅极驱动器的基准电压为止来防止针对基准电压到达时间发生的栅极驱动器的失灵以及开关元件的失灵和损坏。本专利技术具有的另一优点在于能够通过在驱动器驱动电压下降到基准电压以下时立即中断对IC模块的电源供应来防止由于功率异常而发生的栅极驱动器的失灵以及开关元件的失灵和损坏。附图说明图1示出根据传统技术的一般三相两级逆变器的配置；图2是用于解释如何管理根据传统技术的栅极驱动器的电源的电路图；图3是根据应用本专利技术的引导程序拓扑的栅极驱动器的电路图；图4是用于解释在根据传统技术的栅极驱动器的基准电压到达时间发生的IC模块的失灵的视图；图5是示出用于逆变器的开关元件的集电极电流(IC)和集电极-发射极电压(VCE)的特性的图形；图6是根据本专利技术的一个实施例的栅极驱动器的配置的视图；图7示出直到根据本专利技术的一个实施例的栅极驱动器的驱动器驱动电压到达第一基准电压为止的驱动器驱动电压和IC模块驱动电压的波形；以及图8示出当根据本专利技术的一个实施例的栅极驱动器的驱动器驱动电压下降到第二基准电压以下时的驱动器驱动电压和IC模块驱动电压的波形。具体实施方式以上目的、特征和优点将从结合附图的下面的详细描述变得更清楚地显而易见。因此，本专利技术的技术构思可以由本领域技术人员理解和实践。在本专利技术的下面的详细描述中，对相关的功能或结构的具体描述将在任务功能和/或结构可以不必要地使本专利技术的目的模糊不清时被省略。在下文中，本专利技术的优选实施例将详细参考附图进行描述。在附图中，相同的或相似的元件由相同的附图标记表示。图2是用于解释如何管理根据传统技术的栅极驱动器的电源的电路图。参考图2，根据传统技术的栅极驱动器6从电源部分10接收驱动器驱动功率。控制电源监视部分7监视由电源部分10生成的驱动器驱动电压是否超过通过电源端9的基准电压。如果检测到驱动器驱动电压超过基准电压，则控制电源监视部分7通过连接到触发器部分8的开关SW1的IC模块IC2来控制在栅极驱动器中包含的开关元件的开关操作。另外，图2中示出的电源部分10包括：充电电容器CC1，其用于保持功率用于即使当控制电源监视部分7的控制电源9发生故障或被切断时也维持栅极驱动器在特定时间中处于活动状态中；二极管DO，其用于对AC功率进行整流并且防止在充电电容器CC1中保持的功率以除了栅极驱动器之外的方式丢失；稳压二极管ZD1，其用于通过防止在充电电容器CC1中保持的功率电压变得等
于或低于指定电压(例如，13.5V)时功率被施加到栅极驱动器来防止栅极驱动器以低电压失灵；以及电容器CO。然而，这样的传统栅极驱动器配置及其电源管理方法由于复杂的电路配置和额外元件的数量而具有栅极驱动器的大小和生产成本增加的缺点。本专利技术目的在于以比以上描述的传统技术中的配置更简单的配置通过将用于驱动栅极驱动器的驱动器驱动电压与基准电压(第一基准电压和第二基准电压)进行比较来防止栅极驱动器内的IC模块和逆变器中包含的开关元件的失灵。图3是根据应用本专利技术的引导程序拓扑的栅极驱动器的电路图。根据图3中示出的引导程序拓扑的栅极驱动器是能够以单个电源驱动在三相两级逆变器中包含的开关元件(例如，IGBT)的电路。参考图3，栅极驱动器包括：用于输出用于使用从CPU 302输入的PWM信号HIN和LIN来控制开关元件Q1和Q2的互补开关(接通/断开)操作的开关信号HO和LO的IC模块304。图3的栅极驱动器利用由外部电源供应的驱动器驱动电压VDD来驱动。栅极驱动器通过IC模块304的电源端VIC和接地端COM使用驱动器驱动电压VDD来施加IC模块驱动电压。该IC模块驱动电压用于驱动开关元件Q1或用于进行电压充电以驱动开关元件Q2。例如，假设电流在由实线箭头31指示的方向上流动，则当开关元件Q1被驱动时同时对电容器C进行充电。在下文中，当电流在由虚线箭头32指示的方向上流动，则开关元件Q2被对电容器C进行充电的电压驱动。同时，UV(欠电压)检测器(未示出)可以被包含在栅极驱动器的IC模块304中。UV检测器通过在被施加用于驱动IC模块304的IC模块驱动电压下降到第一检测电平(例如，8.6V)以下时中断开关信号HO和LO的输出来防止由于低电压驱动对开关元件Q1和Q2的损坏。另外，UV检测器检测分别输入到输入端HIN和LIN的PWM信号的电压的幅值并仅仅在检测到的PWM信号HIN的幅值等于或高于第二检测电平(例如，2.2V)或者检测到的PWM信号LIN的幅值等于或低于第三检测电平(例如，0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生成用于控制逆变器的开关操作的开关信号的栅极驱动器，包括：IC模块，其被配置为通过使用从外部输入的PWM信号来生成所述开关信号；以及电源管理部分，其被配置为在驱动器驱动电压等于或大于第一基准电压时通过使用开关元件来和用于驱动栅极驱动器的驱动器驱动电压来施加用于驱动IC模块的IC模块驱动电压，并且还被配置为在所述驱动器驱动电压等于或低于第二基准电压时停止施加所述IC模块驱动电压。

【技术特征摘要】
2015.04.14 KR 10-2015-00525971.一种用于生成用于控制逆变器的开关操作的开关信号的栅极驱动器，包括：IC模块，其被配置为通过使用从外部输入的PWM信号来生成所述开关信号；以及电源管理部分，其被配置为在驱动器驱动电压等于或大于第一基准电压时通过使用开关元件来和用于驱动栅极驱动器的驱动器驱动电压来施加用于驱动IC模块的IC模块驱动电压，并且还被配置为在所述驱动器驱动电压等于或低于第二基准电压时停止施加所述IC模块驱动电压。2.根据权利要求1所述的栅极驱动器，其中，所述电源管理部分包括：所述驱动器驱动电压被施加到的输入端；接地端；输出端，通过所述输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：李在纹，梁千锡，
申请(专利权)人：LS产电株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR