电子电路以及用于驱动晶体管器件的方法技术

本公开涉及电子电路以及用于驱动晶体管器件的方法。公开了一种方法和驱动电路。方法包括测量由驱动电路接收的输入信号的频率以及由驱动电路基于输入信号驱动晶体管器件以使得晶体管的开关速度取决于所测量的频率。驱动电路被配置成接收输入信号，测量输入信号的频率，并且基于输入信号驱动晶体管器件以使得晶体管的开关速度取决于所测量的频率。

【技术实现步骤摘要】

本公开总体上涉及用于驱动晶体管器件的方法以及包括用于驱动晶体管器件的驱动电路的电子电路。
技术介绍
晶体管器件在各种不同的应用(诸如工业、车辆或消费者应用)中广泛地用作电子开关。这些应用可以包括功率变换、电机驱动、加热或照明应用等。在这些应用中的很多应用中，驱动器基于PWM(脉冲宽度调制)信号来接通或关断晶体管器件。这一PWM信号的频率可以取决于应用的类型和/或相应应用的操作状态。例如，在其中晶体管器件可以用于驱动加热电阻器的加热应用中，PWM信号的频率可以是几十Hz；在其中晶体管器件可以用于驱动灯(诸如发光二极管(LED))的照明应用中，PWM信号的频率可以是几百Hz；在其中晶体管器件可以用于驱动磁阀的车辆应用中，PWM信号的频率可以在几千赫兹(kHz)；在其中晶体管器件可以用于驱动有刷DC电机的电机驱动应用中，PWM信号的频率可以是几十kHz；而在其中晶体管器件可以用于驱动电感负载(扼流圈)的功率变换应用中，PWM信号的频率可以是几十kHz至多达几百kHz。接通和关断晶体管器件可以与电磁干扰(EMI)相关联，而EMI的频率越高，则晶体管器件在接通状态(接通)与关断状态(关断)之间切换得越快。在其中要以高频驱动晶体管器件的那些应用中，可能有必要快速地接通和关断晶体管器件以保持很低的开关损耗。高的开关速度与高频EMI相关联。这些高频EMI很难处理。因此需要提供一种用于驱动晶体管器件的方法，其在开关损耗与EMI之间提供折衷。
技术实现思路
本公开的一个示例涉及一种方法。该方法包括测量由驱动电路接收的输入信号的频率，以及由驱动电路基于输入信号驱动晶体管器件以使得晶体管的开关速度取决于所测量的频率。另一示例涉及一种驱动电路。该驱动电路被配置成接收输入信号，测量输入信号的频率，并且基于输入信号驱动晶体管器件以使得晶体管的开关速度取决于所测量的频率。附图说明下面参考附图解释示例。附图用于图示某些原理，使得仅图示理解这些原理所需要的方面。附图没有按比例。在附图中，相同的附图标记表示相似的特征。图1示意性地图示包括晶体管器件和驱动电路的电子电路；图2示出了图示驱动电路的一种操作方式的波形；图3示出了用于驱动晶体管器件的方法的一个示例；图4图示由驱动电路接收的输入信号的波形的一个示例；图5示意性地图示驱动信号的频率与图4所示的驱动器的输出电流的电流水平之间的关系；图6更详细地图示驱动电路的一个示例；图7示出了图示图6所示的驱动电路的一种操作方式的波形；图8示出了图4所示的驱动电路的输出级的一个示例；图9示出了图4所示的驱动电路的输出级的另一示例；图10示出了图4所示的驱动电路的输出级的另一示例；图11示出了图4所示的驱动电路中的控制电路的一个示例；图12示出了图4所示的驱动电路中的控制电路的另一示例；图13示出了包括半桥和驱动电路的电子电路；以及图14示出了图示图11所示的驱动电路的输入级的一种操作方式的波形。具体实施方式在以下详细描述中，参考附图。附图形成本说明书的一部分并且借由图示示出了其中能够实践本专利技术的具体示例。应当理解，本文中描述的各种示例的特征可以彼此组合，除非另外具体指出。图1示出了根据一个示例的电子电路。电子电路包括具有输入11、12和输出13、14的驱动电路1，输入11、12被配置成接收输入信号SIN，输出13、14被配置成提供输出信号VOUT、IOUT。根据一个示例，输入包括第一输入节点11、12，输入信号SIN是第一输入节点11与第二输入节点12之间的电压。根据一个示例，输出13、14包括第一输出节点13和第二输出节点14，输出信号是输出电流IOUT与第一输出节点13和第二输出节点14之间的电压VOUT中的至少一项。驱动电路1可以另外包括被配置成接收电源电压的电源节点，并且驱动电路1可以被配置成使用电源电压基于输入信号SIN生成输出信号VOUT、IOUT。然而，这样的电源节点和电源电压没有在图1中图示。驱动电路1被配置成驱动耦合至输出13、14的晶体管器件M。在图1所示的示例中，晶体管器件M实现为MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)。MOSFET是压控晶体管器件。MOSFETM的操作状态(接通或关断)取决于栅极节点G与源极节点S之间的电压VGS的电压电平。这一电压VGS(下面也称为栅极源极电压)取决于耦合在栅极节点G与源极节点S之间的内部栅极源极电容的充电状态。在图1中，出于图示目的，这样的栅极源极电容被描绘为在栅极节点G与源极节点S之间的电容器CGS。晶体管器件M的栅极节点G连接至第一输出节点13，而源极节点S连接至驱动电路1的第二输出节点14。由此，晶体管器件M的栅极源极电压VGS对应于驱动电路1的输出电压VOUT。仅出于解释的目的，假定由驱动电路1驱动的晶体管器件M是n型增强MOSFET，如图1所示。这样的n型增强MOSFET在栅极源极电压VGS的电压电平上升到正的阈值电平(其通常称为阈值电压)以上时接通。因此，n型增强MOSFET在栅极源极电压VGS的电压电平下降到阈值电压以下时关断。然而，本文中下面解释的驱动电路和方法不限于在驱动n型增强MOSFET的上下文中使用。相反，也可以使用任何其他类型的MOSFET，诸如n型耗尽MOSFET、p型增强MOSFET、p型耗尽MOSFET或IGBT(绝缘栅双极型晶体管)。n型耗尽MOSFET不同于n型增强MOSFET之处在于，阈值电压是负的电压，而在n型增强MOSFET中，阈值电压是正的电压。p型增强MOSFET不同于n型增强MOSFET之处在于，其在栅极源极电压下降到负的阈值电压以下时接通。p型耗尽MOSFET不同于n型增强MOSFET之处在于，其在栅极源极电压下降到正的阈值电压以下时接通。IGBT可以如同n型增强MOSFET来驱动。图2示意性地示出了图示驱动电路1如何驱动晶体管器件M的一个示例的波形图。特别地，图2示出了输入信号SIN、输出电压VOUT(其等于栅极源极电压VGS)、和晶体管器件M的输出电压VDS的一个示例的波形图。这一输出电压VDS是晶体管器件的漏极节点D与源极节点S之间的电压，并且在下面称为漏极源极电压VDS。仅出于解释的目的，假定晶体管器件M的负载路径与负载Z串联连接，并且具有晶体管器件M和负载Z的串联电路连接在其中第一电源电势V1和第二电源电势(或接地电势GND)可用的电源节点之间。晶体管器件M的负载路径是漏极节点D与源极节点S之间的内部路径。负载路径在下面也称为漏极源极路径D-S。参考图2，输入信号SIN可以具有两个不同的信号电平(即接通电平和关断电平)之一。输入信号SIN的接通电平指示想要接通晶体管器件M，输入信号SIN的关断电平指示想要关断晶体管器件M。仅出于说明的目的，在图2所示的波形图中，接通电平是高信号电平，关断电平是低信号电平。图2示出了其中输入信号SIN在时间t1从关断电平变为接通电平并且在时间t3从接通电平变为关断电平的时间段。参考图2，驱动电路1被配置成在时间t1开始增加输出电压VOUT的信号电平，并且在时间t3开始减小输出电压VOUT的信号电平。在图2所示的波形图中没有考虑可能由于处理驱动电路1中的输入信号SIN而产生的延迟时间。参考图2，在时间t1开始，输出电压VOUT从最小电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：测量由驱动电路接收的输入信号的频率；以及由所述驱动电路基于所述输入信号驱动晶体管器件，使得所述晶体管的开关速度取决于所测量的频率。

【技术特征摘要】
2015.08.20 DE 102015113796.81.一种方法，包括：测量由驱动电路接收的输入信号的频率；以及由所述驱动电路基于所述输入信号驱动晶体管器件，使得所述晶体管的开关速度取决于所测量的频率。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述晶体管的所述开关速度取决于所测量的频率包括所述开关速度随着所测量的频率增加而增加。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述开关速度包括至少在接通所述晶体管器件和关断所述晶体管器件中的一个操作处的所述开关速度。4.根据权利要求1所述的方法，其中驱动所述晶体管包括在所述晶体管的栅极节点处生成驱动信号。5.根据权利要求4所述的方法，其中生成所述驱动信号包括向所述栅极节点中驱动栅极电流；以及其中增加所述开关速度包括增加所述栅极电流的电流水平。6.根据权利要求5所述的方法，其中接通所述晶体管器件包括沿第一方向驱动所述栅极电流；以及其中关断所述晶体管器件包括沿与所述第一方向相反的第二方向驱动所述栅极电流。7.根据权利要求1所述的方法，其中驱动所述晶体管包括在多个时间上连续的驱动周期中驱动所述晶体管器件以使得所述晶体管器件在每个驱动周期中接通一次并且关断一次；以及其中测量所述频率包括测量至少一个驱动周期的持续时间。8.根据权利要求7所述的方法，其中测量所述频率包括测量若干连续驱动周期的持续时间并且基于所测量的持续时间计算平均持续时间。9.根据权利要求7所述的方法，其中测量所述频率包括在每个驱动周期之前重新测量所述频率。10.根据权利要求7所述的方法，其中测量所述频率包括每n个驱动周期测量所述频率并且在n个连续的驱动周期中应用所测量的频率。11.一种驱动电路，被配置成：接收输...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·多纳斯，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE