[发明专利]隔离栅极驱动器以及包括其的功率设备驱动系统

说明书

本公开涉及隔离栅极驱动器以及包括其的功率设备驱动系统。该隔离栅极驱动器包括：低压部件，包括PWM传输单元和低压逻辑块；用于将低压PWM信号和低压控制信号分别升压为高压PWM信号和高压控制信号的绝缘部件；以及通过绝缘部件与低压部件绝缘的高压部件，该高压部件包括：用于根据高压控制信号输出转换速率控制信号的高压逻辑块；用于控制功率设备的栅极电压的转换速率使得功率设备的栅极电压在上升沿或下降沿处具有取决于转换速率控制信号的转换速率的转换速率控制器；以及转换速率反馈单元，包括用于测量栅极电压的转换速率的转换速率测量单元并且允许转换速率控制器改变栅极电压的转换速率。

相关申请的交叉引证

本申请要求于2016年7月27日提交给韩国知识产权局的韩国专利申请第10-2016-0095550号的优先权和权益，其全部内容通过引证结合于此。

技术领域

本发明涉及一种功率设备驱动系统(power device driving system)，并且更具体地，涉及包括隔离栅极驱动器(isolated gate driver)的功率设备驱动系统以及用于驱动用于车辆的功率设备的隔离栅极驱动器。

背景技术

近来，随着环保型车辆的销售增长，诸如IGBT(绝缘栅双极晶体管)或SiC(碳化硅)的功率设备已越来越多地被用作用于驱动使用诸多高压信号(如同电机驱动或高压转换)的电动车辆或混合动力车辆系统的开关设备。

此外，隔离栅极驱动器也越来越多地被用于驱动这种功率设备。在隔离栅极驱动器中，施加至栅极的电压的斜率(转换速率(slew rate，压摆率))应被适当调整以用于功率设备的安全操作。传统地，当隔离栅极驱动器向功率设备的栅极提供功率时，栅极电压的转换速率由电路设计中的具有固定电阻值的外部电阻器控制。

图1是示出根据现有技术的隔离栅极驱动器的电路图。参考图1，以下将描述输入电压的传统转换速率控制器。图1的隔离栅极驱动器包括：低压部件110，由低压电源LVDD驱动；高压部件120，由高压电源HVDD驱动；绝缘部件130；以及外部转换速率控制部件140。

如图1中所示，因为传统隔离栅极驱动器通过具有固定电阻值的外部电阻器控制转换速率，所以存在功率设备的栅极电压的转换速率仅固定为初始设计值的诸多限制。

现有技术文献：韩国专利注册号：10-0212754(公布日期：1999年5月12日)

发明内容

本发明的目的是提供一种隔离栅极驱动器，该隔离栅极驱动器可基于来自微控制器单元的PWM信号和控制信号在用于车辆的功率设备的导通和关闭期间准确地控制转换速率。然而，这些问题是说明性的，并且因此，本发明的范围不限于此。

根据本发明的方面，提供一种隔离栅极驱动器，包括：低压部件，该低压部件包括用于接收来自微控制器单元的PWM信号并输出低压PWM信号的PWM传输单元以及用于接收来自微控制器单元的控制信号并输出低压控制信号的低压逻辑块；绝缘部件，用于将低压PWM信号和低压控制信号分别升压为高压PWM信号和高压控制信号；以及高压部件，该高压部件通过绝缘部件而与低压部件绝缘，其中，该高压部件包括：高压逻辑块，用于根据高压控制信号输出转换速率控制信号；转换速率控制器，用于控制隔离栅极驱动器外部的功率设备的栅极电压的转换速率，使得功率设备的栅极电压在上升沿或下降沿处具有取决于转换速率控制信号的转换速率；以及转换速率反馈单元，该转换速率反馈单元包括用于测量栅极电压的转换速率的转换速率测量单元并且允许转换速率控制器改变栅极电压的转换速率。

在该情况下，转换速率反馈单元进一步包括反馈信号生成单元，该反馈信号生成单元用于在由转换速率测量单元测量的栅极电压的转换速率不在基准范围中时生成转换速率改变信号并且用于将转换速率改变信号输出至转换速率控制器，并且转换速率控制器基于转换速率改变信号来改变栅极电压的转换速率。