[发明专利]用于驱动直流电机的方法和系统以及桥式驱动电路

说明书

本公开涉及用于驱动直流电机的方法和系统以及桥式驱动电路。描述了在栅极驱动电路中提供补偿电流以补偿在栅极驱动电路的输出栅极处的输出电压的上升沿期间引起的寄生位移电流的技术。在一个示例中，本公开的技术包括：由用于直流(DC)电机的桥式驱动电路来激活桥式驱动电路的驱动器；在驱动器的输出栅极电压的上升时间期间由桥式驱动电路测量驱动器的寄生电流；响应于所测量的寄生电流，由桥式驱动电路产生补偿电流；以及由桥式驱动电路将补偿电流输出至驱动器的输出栅极。

技术领域

本公开总体上涉及用于驱动功率晶体管的栅极驱动电路。

背景技术

栅极驱动器是从控制器IC接收低功率输入并且为诸如绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)等高功率晶体管的栅极产生高电流驱动输入的功率放大器。栅极驱动器通常包括电平移位电路(levelshifter circuit)以及放大器。电平移位器是将数字信号从低边电压域转换到高边电压域的电气部件。关于低边域来提供输入信号，并且关于高边域来提供输出信号。低边和高边两者是分离的并且与彼此电隔离。

栅极驱动器通常用于驱动感性负载。例如，桥式电机驱动器可以用于驱动H桥或三相无刷直流(DC)电机。电流控制型高边栅极驱动器的一个问题是，在电机驱动器应用中，栅极驱动器的输出电流对于快速变化的共模电压瞬变可能是敏感的。这种敏感性是由寄生电容——特别是驱动器输出晶体管的栅极-漏极电容——引起的。由于电流消耗和稳定时间的限制，通常的电流控制型栅极驱动电路在短共模电压上升时间(例如50ns)期间不能维持恒定的输出电流。因此，在共模电压的上升沿期间发生电流下降(或至少电流减小)。

发明内容

总体上，本公开描述了用于具有改进的抗共模瞬变性的栅极驱动电路的技术。在一个示例中，本公开的栅极驱动电路在共模电压的上升沿期间产生补偿电流以补偿寄生漏极-栅极位移电流。当栅极驱动电路接通时，在输出电压中产生上升沿。栅极驱动电路检测在上升沿期间由快速变化的共模电压瞬变导致的电流下降，并且输出补偿电流以抑制这些电流下降。

因此，根据本公开的技术的栅极驱动电路可以在短的共模电压上升时间期间提供恒定的输出电流。此外，通过以下述方式提供补偿电流，本文公开的栅极驱动电路在共模电压上升时间期间补偿寄生位移电流。因此，与其他栅极驱动电路相比，本文公开的这样的栅极驱动电路可以具有改进的抗共模瞬变性，并且在共模电压上升时间期间可能不会在输出电流中遭受相同的电流下降。

在一个示例中，本公开描述了一种方法，包括：由用于直流(DC)电机的桥式驱动电路来激活桥式驱动电路的驱动器；在驱动器的输出栅极电压的上升时间期间，由桥式驱动电路确定驱动器的寄生电流；响应于确定的寄生电流，由桥式驱动电路产生补偿电流；以及由桥式驱动电路将补偿电流输出至驱动器的输出栅极。

在另一示例中，本公开描述了一种用于直流(DC)电机的桥式驱动器，其被配置为：激活桥式驱动电路的驱动器；在驱动器的输出栅极电压的上升时间期间确定驱动器的寄生电流；响应于所确定的寄生电流而产生补偿电流；以及将补偿电流输出至驱动器的输出栅极。

在另一示例中，本公开描述了一种系统，其包括用于直流(DC)电机的桥式驱动器以及DC电机。所述桥式驱动器被配置为：激活桥式驱动电路的驱动器；在驱动器的输出栅极电压的上升时间期间确定驱动器的寄生电流；响应于所确定的寄生电流而产生补偿电流；以及将补偿电流输出至驱动器的输出栅极。

本公开的技术的一个或更多个示例的细节在附图和下面的描述中阐述。该技术的其它特征、目的和优点将从描述和附图以及从权利要求书中变得明显。

附图说明

图1是示出根据本公开的技术的用于驱动电机的示例系统的框图。

图2是更详细地示出根据本公开的技术的用于响应于寄生位移电流而产生补偿电流的图1的示例栅极驱动器的框图。