用于开关的驱动电路制造技术

技术编号:22332886 阅读:49 留言:0更新日期:2019-10-19 12:48
一种驱动电路,其中参考电压发生器产生参考电压,该参考电压在控制端子处的电压低于米勒电压的期间沿越过阈值电压的方向单调增大。缓冲单元将参考电压发生器输出的参考电压供给到开关的控制端子,并且将在米勒时间段的至少一部分期间传输到开关的控制端子或来自开关的控制端子的电荷的第一传输速率调节为高于在开关的控制端子处的电压越过阈值电压期间传输到开关的控制端子或来自开关的控制端子的电荷的第二传输速率。米勒时间段是开关的控制端子处的电压维持在米勒电压的时间段。

Drive circuit for switch

【技术实现步骤摘要】
用于开关的驱动电路
本公开涉及用于开关的驱动电路。
技术介绍
诸如批量生产的开关之类的开关因其个体差异而使其切换特性具有变动。开关的切换特性包括例如阈值电压、米勒电压以及对开关的控制端子充电以接通开关所需的电荷量,如果该开关是MOSFET或IGBT,则该控制端子诸如为栅极。开关的切换特性的变动会改变它们的切换速率。日本专利申请公布第2013-34382号公开了一种采用恒定电流对IGBT的栅极充电的技术。
技术实现思路
将开关的控制端子处的电压维持在米勒电压的持续时间的增大可能增大由于开关从接通状态和断开状态中的一个切换到其中的另一个而导致的损耗。从这个观点来看,本公开的一个方面旨在提供用于开关的驱动电路,每个驱动电路能够减少由于开关从接通状态和断开状态中的一个切换到其中的另一个而导致的损耗。根据本公开的示例性方面,提供了一种用于驱动开关的驱动电路,该开关具有控制端子、米勒电压和低于米勒电压的阈值电压。该驱动电路具有参考电压发生器并且具有缓冲单元,该参考电压发生器被构造成产生参考电压,该参考电压在控制端子处的电压低于米勒电压的期间沿越过阈值电压的方向单调增大。缓冲单元被构造成将参考电压发生器输出的参考电压供给到开关的控制端子,并且将在米勒时间段的至少一部分期间传输到开关的控制端子或来自开关的控制端子的电荷的第一传输速率调节为高于在开关的控制端子处的电压越过阈值电压期间传输到开关的控制端子或来自开关的控制端子的电荷的第二传输速率。米勒时间段是开关的控制端子处的电压维持在米勒电压的时间段。减少因开关从接通状态和断开状态中的一个切换到其中的另一个而产生的损耗可能需要增大传输到开关的控制端子或来自开关的控制端子的电荷传输速率,以及减少米勒时间段。对于上述需要,在控制端子处的电压已经越过阈值电压的时间段期间传输速率的增大可增大流过开关的电流的变化速率,导致浪涌电压的增大。例如,在米勒时间段期间开关的控制端子的充电速度的过度增大可能导致流过开关的电流的增大速率快速增大。从这个观点来看,参考电压发生器被构造成产生参考电压,该参考电压在控制端子处的电压低于米勒电压的期间沿越过阈值电压的方向单调增大。然后,缓冲单元将参考电压发生器输出的参考电压供给到开关的控制端子。对从参考电压发生器输出的参考电压的变化速度进行调节,能使在开关从接通状态和断开状态中的一个切换到其中的另一个期间流过开关的电流的变化速度被设定为适合于抑制浪涌电压的值。缓冲器还将在米勒时间段的至少一部分期间传输到开关的控制端子或来自开关的控制端子的电荷的第一传输速率调节为高于在开关的控制端子处的电压越过阈值电压期间传输到开关的控制端子或来自开关的控制端子的电荷的第二传输速率。米勒时间段是开关的控制端子处的电压维持在米勒电压的时间段。这能使在米勒时间段的至少一部分期间开关的控制端子处的充电或放电电流增大,进而缩短米勒时间段的长度。因此,这使得开关的米勒时间段缩短,并且抑制当开关从接通状态和断开状态中的一个切换到其中的另一个时产生的浪涌电压的增大。附图说明参照附图,本公开的其它方面将从实施例的以下说明中变得明确,其中:图1是示意性地表示根据本公开第一实施例的、用于旋转电机的控制系统的总体结构的示例的电路图;图2是示意性地示出图1所示的各个开关单元的驱动电路的结构的示例的电路图;图3的A至图3的C是示意性地示出不平衡现象的联合时序图;图4的A至图4的C是示意性地示出图2所示的参考电压发生器和电压缓冲器如何工作的联合时序图;图5是示意性地示出了根据本公开第二实施例的用于每个开关单元的驱动电路的结构的示例的电路图;图6是示意性地示出了根据本公开第三实施例的用于每个开关单元的驱动电路的结构的示例的电路图;图7的A至图7的C是示意性地示出图6所示的参考电压发生器和电压缓冲器如何工作的联合时序图;图8是示意性地示出了根据本公开第四实施例的用于每个开关单元的驱动电路的结构的示例的电路图;图9是示意性地示出了根据本公开第五实施例的用于每个开关单元的驱动电路的结构的示例的电路图;图10的A至图10的C是示意性地示出图9所示的参考电压发生器和电压缓冲器如何工作的联合时序图;图11是示意性地示出了根据本公开第六实施例的用于每个开关单元的驱动电路的结构的示例的电路图;图12的A至图12的D是示意性地示出图11所示的参考电压发生器和电压缓冲器如何工作的联合时序图;图13是示意性地示出根据本公开第七实施例的用于每个开关单元的驱动电路的结构的示例的电路图;图14的A至图14的F是示意性地示出图13所示的参考电压发生器和电压缓冲器如何工作的联合时序图。具体实施方式下面参照附图来描述本公开的各实施例。在以下实施例中,省略或简化了实施例之间分配有相同的附图标记的相同的部分以避免重复描述。第一实施例以下参照图1至图4来描述本公开的第一实施例。第一实施例示出了例如用于旋转电机30的、作为控制系统CS的部件的驱动电路Dr。参照图1,控制系统CS具有用作直流(DC)电源的电池10、用作电力转换器的逆变器20、旋转电机30以及控制装置40。旋转电机30经由逆变器20电连接到电池10。第一实施例使用永磁同步三相旋转电机作为旋转电机30。特别地,旋转电机30包括:具有永磁体的转子;以及具有定子铁芯和三相定子线圈31的定子。特别地,旋转电机30能够基于转子的永磁体与由定子的三相定子线圈31产生的旋转磁场之间的磁相互作用使具有永磁体的转子旋转。每个三相定子线圈31具有相反的第一端部和第二端部。定子可以构造成每个三相定子线圈31以集中或分布的构造的方式卷绕在定子铁芯中和定子铁芯周围。控制系统CS还具有与电池10并联连接并位于电池10与逆变器20之间的平滑电容器11,该平滑电容器11包括定位成彼此面对的第一电极和第二电极。逆变器20具有三(UVW)相上臂开关单元SUU和三(UVW)相下臂开关单元SLU。每相的上臂开关单元SUU包括彼此并联连接的第一开关SWA和第二开关SWB,类似地,下臂开关单元SLU包括彼此并联连接的第一开关SWA和第二开关SWB。每相的上臂开关单元SUU的第一开关SWA和第二开关SWB中的每一个均具有高侧端子和低侧端子,并且每相的下臂开关单元SLU的第一开关SWA和第二开关SWB中的每一个也均具有高侧端子和低侧端子。每相的上臂开关单元SUU的第一开关SWA和第二开关SWB的高侧端子设置有共同的高侧端子,并且,上臂开关单元SUU的共同的高侧端子连接到平滑电容器11的第一电极。每相的下臂开关单元SLU的第一开关SWA和第二开关SWB的高侧端子也设置有共同的高侧端子。每相的上臂开关单元SUU的第一开关SWA和第二开关SWB的低侧端子设置有共同的低侧端子,并且,上臂开关单元SUU的共同的低侧端子连接到下臂开关单元SLU的共同的高侧端子。每相的下臂开关单元SLU的第一开关SWA和第二开关SWB的低侧端子设置有共同的低侧端子,并且,下臂开关单元SLU的共同的低侧端子连接到平滑电容器11的第二电极。U相的上臂开关单元SUU与下臂开关单元SLU之间的连接点连接到U相定子线圈31的第一端部。类似地,V相的上臂开关单元SUU与下臂开关单元SLU之间的连接点连接到V相定子线圈31的第一端部,且W相的上臂开关单元S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种驱动电路,用于驱动开关,所述开关具有控制端子、米勒电压和低于所述米勒电压的阈值电压,所述驱动电路包括:参考电压发生器,所述参考电压发生器构造成产生参考电压,所述参考电压在所述控制端子处的电压低于所述米勒电压期间沿越过所述阈值电压的方向单调增大;以及缓冲单元,所述缓冲单元被构造成将从所述参考电压发生器输出的参考电压供给到所述开关的所述控制端子,并且将在所述米勒时间段的至少一部分期间传输到所述开关的所述控制端子或来自所述开关的所述控制端子的电荷的第一传输速率调节为高于在所述控制端子处的电压越过所述阈值电压期间传输到所述开关的所述控制端子或来自所述开关的所述控制端子的电荷的第二传输速率,所述米勒时间段是所述开关的所述控制端子处的电压维持在所述米勒电压的时间段。

【技术特征摘要】
2018.04.05 JP 2018-0731421.一种驱动电路,用于驱动开关,所述开关具有控制端子、米勒电压和低于所述米勒电压的阈值电压,所述驱动电路包括:参考电压发生器,所述参考电压发生器构造成产生参考电压,所述参考电压在所述控制端子处的电压低于所述米勒电压期间沿越过所述阈值电压的方向单调增大;以及缓冲单元,所述缓冲单元被构造成将从所述参考电压发生器输出的参考电压供给到所述开关的所述控制端子,并且将在所述米勒时间段的至少一部分期间传输到所述开关的所述控制端子或来自所述开关的所述控制端子的电荷的第一传输速率调节为高于在所述控制端子处的电压越过所述阈值电压期间传输到所述开关的所述控制端子或来自所述开关的所述控制端子的电荷的第二传输速率,所述米勒时间段是所述开关的所述控制端子处的电压维持在所述米勒电压的时间段。2.根据权利要求1所述的驱动电路,其特征在于,所述参考电压发生器构造成:产生在至少第一时间段期间增大的参考电压,并将参考电压输出到所述缓冲器单元,所述第一时间段是所述控制端子处的电压从所述开关的接通指令被输入到所述控制端子的第一时刻增大到所述控制端子处的电压越过所述阈值电压的第二时刻为止的时间段,所述缓冲单元构造成:将从所述参考电压发生器输出的参考电压供给到所述开关的控制端子,并且将在所述米勒时间段的至少一部分期间供给到所述开关的所述控制端子的第一充电电流调节为高于在所述控制端子的电压越过所述阈值电压期间供给到所述开关的所述控制端子的第二充电电流。3.根据权利要求2所述的驱动电路,其特征在于,所述参考电压发生器构造成:基于高于所述米勒电压的电源电压,产生在至少第二时间段期间增大的参考电压,并将参考电压输出到所述缓冲器单元,所述第二时间段是所述控制端子处的电压从所述开关的所述接通指令被输入到所述控制端子的第一时刻增大到所述控制端子处的电压达到高于所述米勒电压的预定电压的第二时刻为止的时间段。4.根据权利要求2所述的驱动电路,其特征在于,所述缓冲单元包括:第一充电控制开关,所述第一充电控制开关包括具有基极、集电极和射极的NPN晶体管,所述基极连接到所述参考电压发生器,高于所述米勒电压的电源电压被输入到所述集电极;第二充电控制开关,所述第二充电控制开关包括具有基极、集电极和射极的NPN晶体管,所述第二充电控制开关的集电极连接到所述参考电压发生器,所述第二充电控制开关的基极连接到所述第一充电控制开关的射极;以及充电限制电阻器,所述充电限制电阻器具有相对的第一端部和第二端部,所述第一端部连接到所述第一充电控制开关的射极,所述第二端部连接到所述开关的所述控制端子。5.根据权利要求3或4所述的驱动电路,其特征在于,所述参考电压发生器构造成:将在所述控制端子处的电压高于所述米勒电压的期间的所述参考电压的第一增大率调节为高于在所述控制端子处的电压越过所述阈值电压的期间的所述参考电压的第二增大率。6.根据权利要求2至5中任一项所述的驱动电路,其特征在于,所述参考电压发生器构造成:产生从初始值逐渐增大的所述参考电压,所述初始值被设定成大于零且低于所述阈值电压。7.根据权利要求2至6中任一项所述的驱动电路,其特征在于,所述参考电压发生器包括:恒流电源,所述恒流电源被构造成基于从电源供给并且高于所述米勒电压的电压来输出恒定电流;充电开关,所述充电开关具有相对的第一端部和第二端...

【专利技术属性】
技术研发人员:蘭明文
申请(专利权)人:株式会社电装
类型:发明
国别省市:日本,JP

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