一种驱动装置、功率器件及其驱动方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种驱动装置、功率器件及其驱动方法，该装置包括：检测单元，用于在功率器件开通和/或关断的过程中，检测功率器件的当前状态；控制单元，用于根据功率器件的当前状态生成控制信号；该控制信号，用于控制驱动单元的驱动能力；驱动单元，用于根据控制信号调节自身的驱动能力，以使自身的驱动能力满足功率器件在当前状态下所需要的驱动能力。本发明专利技术的方案，可以解决一些IGBT驱动电路的栅极驱动电阻的阻值固定而影响IGBT驱动电路的驱动能力的问题，达到提升IGBT驱动电路的驱动能力的效果。

A driving device, power device and driving method

【技术实现步骤摘要】
一种驱动装置、功率器件及其驱动方法
本专利技术属于电子电路
，具体涉及一种驱动装置、功率器件及其驱动方法，尤其涉及一种新型大功率IGBT的动态驱动电路、具有该动态驱动电路的功率器件及其驱动方法。
技术介绍
随着我国经济和工业的发展，大功率的驱动器设备需求也越来越大。一些IGBT驱动电路，通常可以由两个MOS管组成的推挽结构外加固定阻值的单一电阻组成，但这种结构承受不了过大的栅极峰值电流并且驱动电阻的瞬时功率也不满足，因此不适用于大功率的驱动设备。上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述缺陷，提供一种驱动装置、功率器件及其驱动方法，以解决一些IGBT驱动电路的栅极驱动电阻的阻值固定而影响IGBT驱动电路的驱动能力的问题，达到提升IGBT驱动电路的驱动能力的效果。本专利技术提供一种驱动装置，包括：检测单元、控制单元和驱动单元；其中，检测单元，用于在功率器件开通和/或关断的过程中，检测功率器件的当前状态；控制单元，用于根据功率器件的当前状态生成控制信号；该控制信号，用于控制驱动单元的驱动能力；驱动单元，用于根据控制信号调节自身的驱动能力，以使自身的驱动能力满足功率器件在当前状态下所需要的驱动能力。可选地，检测单元，包括：开通检测模块和/或关断检测模块；其中，开通检测模块，用于检测功率器件在开通过程中发射极的电流变化信息，以将功率器件在开通过程中发射极的电流变化信息作为功率器件在开通过程中的当前状态；和/或，关断检测模块，用于检测功率器件在关断过程中集电极的电压变化信息，以将功率器件在关断过程中集电极的电压变化信息作为功率器件在关断过程中的当前状态。可选地，开通检测模块，包括：第一微分电路和第一比较电路；其中，第一微分电路，用于获取功率器件在开通过程中发射极的电流信息，对发射极的电流信息进行微分处理，并将微分处理得到的第一微分信息输出至第一比较电路的同相输入端；第一比较电路，用于将第一微分信息与第一设定信息进行比较，并将比较得到的第一比较结果作为发射极的电流变化信息输出至控制单元的第一输入端；和/或，关断检测模块，包括：其中，第二微分电路，用于获取功率器件在关断过程中集电极的电压信息，对集电极的电压信息进行微分处理，并将微分处理得到的第二微分信息输出至第二比较电路的反相输入端；第二比较电路，用于将第二微分信息与第二设定信息进行比较，并将比较得到的第二比较结果作为集电极的电压变化信息输出至控制单元的第二输入端。可选地，驱动单元，包括：负压产生模块；还包括：开通驱动模块和/或关断驱动模块；其中，负压产生模块，用于在功率器件开通或关断的过程中，产生负压；开通驱动模块，包括两个以上驱动模块，用于在功率器件的开通过程中通过两个以上驱动模块中开通的驱动模块对功率器件进行驱动；和/或，关断驱动模块，包括两个以上驱动模块，用于在功率器件的关断过程中通过两个以上驱动模块中开通的驱动模块对功率器件进行驱动。可选地，开通驱动模块，包括：第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块；关断驱动模块，包括：第四驱动模块、第五驱动模块、第六驱动模块；负压产生模块，包括：第七驱动模块、第八驱动模块；其中，第一驱动模块的第一端、第二驱动模块的第一端、第三驱动模块的第一端、第七驱动模块的第一端，均连接至单电源；第一驱动模块的第二端、第二驱动模块的第二端、第三驱动模块的第二端，均连接至功率器件的门极；第七驱动模块的第二端，连接至功率器件的发射极；第四驱动模块的第一端、第五驱动模块的第一端、第六驱动模块的第一端，均连接至功率器件的门极；第八驱动模块的第一端，连接至功率器件的发射极；第四驱动模块的第二端、第五驱动模块的第二端、第六驱动模块的第二端、第八驱动模块的第二端，均接地。可选地，第一至第八驱动模块中，每个驱动模块，包括：开关管和驱动电阻；在每个驱动模块中，开关管的第一连接端作为每个驱动模块的第一端，开关管的第二连接端连接至驱动电阻的第一连接端，驱动电阻的第二连接端作为每个驱动模块的第二端；开关管的控制端连接至控制单元。可选地，控制单元根据功率器件的当前状态生成控制信号，包括：在功率器件的开通过程中，若功率器件的当前状态表明功率器件在开通的初始阶段，则生成第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块和第八驱动模块的开通信号，以控制第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块和第八驱动模块开通；在功率器件的开通过程中，若功率器件的当前状态表明功率器件的发射极的电流变化信息大于第一设定信息，则生成第二驱动模块、第三驱动模块的关断信号，以控制第二驱动模块、第三驱动模块关断；在功率器件的开通过程中，若功率器件的当前状态表明功率器件的发射极的电流变化信息达到设定峰值后开始下降并下降到第一设定值后，则生成第二驱动模块、第三驱动模块的开通信号，以控制第二驱动模块、第三驱动模块再开通；和/或，在功率器件的关断过程中，若功率器件的当前状态表明功率器件在关断的初始阶段，则生成第四驱动模块、第五驱动模块、第六驱动模块和第七驱动模块的关断信号，以控制第四驱动模块、第五驱动模块、第六驱动模块和第七驱动模块关断；在功率器件的关断过程中，若功率器件的当前状态表明功率器件的集电极的电压变化信息大于第二设定信息，则生成第五驱动模块、第六驱动模块的关断信号，以控制第五驱动模块、第六驱动模块关断；在功率器件的关断过程中，若功率器件的当前状态表明功率器件的集电极的电压变化信息达到设定峰值后开始下降并下降到第二设定值后，则生成第五驱动模块、第六驱动模块的关断信号，以控制第五驱动模块、第六驱动模块再关断。与上述装置相匹配，本专利技术再一方面提供一种功率器件，包括：以上所述的驱动装置。与上述功率器件相匹配，本专利技术再一方面提供一种功率器件的驱动方法，包括：通过检测单元，在功率器件开通和/或关断的过程中，检测功率器件的当前状态；通过控制单元，根据功率器件的当前状态生成控制信号；该控制信号，用于控制驱动单元的驱动能力；通过驱动单元，根据控制信号调节自身的驱动能力，以使自身的驱动能力满足功率器件在当前状态下所需要的驱动能力。可选地，通过检测单元检测功率器件的当前状态，包括：通过开通检测模块，检测功率器件在开通过程中发射极的电流变化信息，以将功率器件在开通过程中发射极的电流变化信息作为功率器件在开通过程中的当前状态；和/或，通过关断检测模块，检测功率器件在关断过程中集电极的电压变化信息，以将功率器件在关断过程中集电极的电压变化信息作为功率器件在关断过程中的当前状态。可选地，通过开通检测模块检测功率器件在开通过程中发射极的电流变化信息，包括：通过第一微分电路，获取功率器件在开通过程中发射极的电流信息，对发射极的电流信息进行微分处理，并将微分处理得到的第一微分信息输出至第一比较电路的同相输入端；通过第一比较电路，将第一微分信息与第一设定信息进行比较，并将比较得到的第一比较结果作为发射极的电流变化信息输出至控制单元的第一输入端；和/或，通过关断检测模块检测功率器件在关断过程中集电极的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种驱动装置，其特征在于，包括：检测单元、控制单元和驱动单元；其中，/n检测单元，用于在功率器件开通和/或关断的过程中，检测功率器件的当前状态；/n控制单元，用于根据功率器件的当前状态生成控制信号；该控制信号，用于控制驱动单元的驱动能力；/n驱动单元，用于根据控制信号调节自身的驱动能力，以使自身的驱动能力满足功率器件在当前状态下所需要的驱动能力。/n

【技术特征摘要】
1.一种驱动装置，其特征在于，包括：检测单元、控制单元和驱动单元；其中，
检测单元，用于在功率器件开通和/或关断的过程中，检测功率器件的当前状态；
控制单元，用于根据功率器件的当前状态生成控制信号；该控制信号，用于控制驱动单元的驱动能力；
驱动单元，用于根据控制信号调节自身的驱动能力，以使自身的驱动能力满足功率器件在当前状态下所需要的驱动能力。


2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，检测单元，包括：开通检测模块和/或关断检测模块；其中，
开通检测模块，用于检测功率器件在开通过程中发射极的电流变化信息，以将功率器件在开通过程中发射极的电流变化信息作为功率器件在开通过程中的当前状态；和/或，
关断检测模块，用于检测功率器件在关断过程中集电极的电压变化信息，以将功率器件在关断过程中集电极的电压变化信息作为功率器件在关断过程中的当前状态。


3.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，开通检测模块，包括：第一微分电路和第一比较电路；其中，
第一微分电路，用于获取功率器件在开通过程中发射极的电流信息，对发射极的电流信息进行微分处理，并将微分处理得到的第一微分信息输出至第一比较电路的同相输入端；
第一比较电路，用于将第一微分信息与第一设定信息进行比较，并将比较得到的第一比较结果作为发射极的电流变化信息输出至控制单元的第一输入端；
和/或，
关断检测模块，包括：其中，
第二微分电路，用于获取功率器件在关断过程中集电极的电压信息，对集电极的电压信息进行微分处理，并将微分处理得到的第二微分信息输出至第二比较电路的反相输入端；
第二比较电路，用于将第二微分信息与第二设定信息进行比较，并将比较得到的第二比较结果作为集电极的电压变化信息输出至控制单元的第二输入端。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的驱动装置，其特征在于，驱动单元，包括：负压产生模块；还包括：开通驱动模块和/或关断驱动模块；其中，
负压产生模块，用于在功率器件开通或关断的过程中，产生负压；
开通驱动模块，包括两个以上驱动模块，用于在功率器件的开通过程中通过两个以上驱动模块中开通的驱动模块对功率器件进行驱动；和/或，
关断驱动模块，包括两个以上驱动模块，用于在功率器件的关断过程中通过两个以上驱动模块中开通的驱动模块对功率器件进行驱动。


5.根据权利要求4所述的驱动装置，其特征在于，开通驱动模块，包括：第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块；关断驱动模块，包括：第四驱动模块、第五驱动模块、第六驱动模块；负压产生模块，包括：第七驱动模块、第八驱动模块；其中，
第一驱动模块的第一端、第二驱动模块的第一端、第三驱动模块的第一端、第七驱动模块的第一端，均连接至单电源；第一驱动模块的第二端、第二驱动模块的第二端、第三驱动模块的第二端，均连接至功率器件的门极；第七驱动模块的第二端，连接至功率器件的发射极；
第四驱动模块的第一端、第五驱动模块的第一端、第六驱动模块的第一端，均连接至功率器件的门极；第八驱动模块的第一端，连接至功率器件的发射极；第四驱动模块的第二端、第五驱动模块的第二端、第六驱动模块的第二端、第八驱动模块的第二端，均接地。


6.根据权利要求5所述的驱动装置，其特征在于，第一至第八驱动模块中，每个驱动模块，包括：开关管和驱动电阻；
在每个驱动模块中，开关管的第一连接端作为每个驱动模块的第一端，开关管的第二连接端连接至驱动电阻的第一连接端，驱动电阻的第二连接端作为每个驱动模块的第二端；开关管的控制端连接至控制单元。


7.根据权利要求6所述的驱动装置，其特征在于，控制单元根据功率器件的当前状态生成控制信号，包括：
在功率器件的开通过程中，若功率器件的当前状态表明功率器件在开通的初始阶段，则生成第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块和第八驱动模块的开通信号，以控制第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块和第八驱动模块开通；
在功率器件的开通过程中，若功率器件的当前状态表明功率器件的发射极的电流变化信息大于第一设定信息，则生成第二驱动模块、第三驱动模块的关断信号，以控制第二驱动模块、第三驱动模块关断；
在功率器件的开通过程中，若功率器件的当前状态表明功率器件的发射极的电流变化信息达到设定峰值后开始下降并下降到第一设定值后，则生成第二驱动模块、第三驱动模块的开通信号，以控制第二驱动模块、第三驱动模块再开通；
和/或，
在功率器件的关断过程中，若功率器件的当前状态表明功率器件在关断的初始阶段，则生成第四驱动模块、第五驱动模块、第六驱动模块和第七驱动模块的关断信号，以控制第四驱动模块、第五驱动模块、第六驱动模块和第七驱动模块关断；
在功率器件的关断过程中，若功率器件的当前状态表明功率器件的集电极的电压变化信息大于第二设定信息，则生成第五驱动模块、第六驱动模块的关断信号，以控制第五驱动模块、第六驱动模块关断；
在功率器件的关断过程中，若功率器件的当前状态表明功率器件的集电极的电压变化信息达到设定峰值后开始下...

【专利技术属性】
技术研发人员：张敏，谭章德，刘亚祥，李通，郑培杰，刘旭龙，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44