[发明专利]用于功率半导体器件的栅极驱动装置

说明书

用于功率半导体器件的栅极驱动装置可以包括：第一断开电阻和第二断开电阻，第一断开电阻和第二断开电阻的各自的第一端连接至功率半导体器件的栅极；第一断开开关，其配置为基于用于确定功率半导体器件的接通/断开状态的栅极驱动信号来确定第一断开电阻的第二端和地之间的连接状态；第二断开开关，其配置为确定第二断开电阻的第二端和地之间的连接状态；电流检测器，其配置为检测从功率半导体器件的集电极(漏极)流动至功率半导体器件的发射极(源极)的电流；以及控制器，其配置为基于栅极驱动信号和通过电流检测器所检测的电流的大小来确定第二断开开关的开路/闭合状态。

技术领域

本发明总体涉及一种用于功率半导体器件的栅极驱动装置，更具体而言，涉及这样一种栅极驱动装置：其能够基于从功率半导体器件的集电极(漏极)流动至其发射极(源极)的电流而减小连接至功率半导体器件的栅极的断开电阻的大小，从而减小功率半导体器件的断开损耗，并且提高效率。

背景技术

随着对于解决全球变暖和环境污染的问题的兴趣的增加，已致力于能够减小环境污染的环保车辆的研究和开发。由此，环保车辆的市场逐渐扩张。其示例包括电动车辆、混合动力车辆和插电式混合动力车辆，这些车辆中的每个使用电动机以利用电能来产生驱动力，从而取代通过燃烧化石燃料来产生驱动力并且因此向环境释放污染物的传统内燃机。

这些车辆中的每个需要逆变器，所述逆变器用于将存储在电池中的直流电力转变为交流电以便驱动向车辆的车轮供应电力的电动机。逆变器包括多个功率半导体器件和栅极驱动装置，所述多个功率半导体器件将直流电力转变为交流电，而所述栅极驱动装置将栅极驱动信号提供至功率半导体器件中的每个的栅极以用于执行功率半导体器件的接通/断开控制。

一般而言，从功率半导体器件的集电极(漏极)流动至发射极(源极)的电流的大小具有很宽的范围。因此，常规的栅极驱动装置确定在功率半导体器件的栅极和地之间设置的断开电阻的大小，其中，用于断开功率半导体器件的栅极驱动信号输入至栅极。

常规上，因为断开电阻大，并且高水平的电流可能从功率半导体器件的集电极(漏极)流动至其发射极(源极)，所以当在低水平的电流下断开功率半导体器件时，开关可能由于过大的电阻而变慢。因此，断开损耗由于尾电流而增大，从而减小了总体效率。

上述内容仅意在帮助理解本发明的背景，而并不旨在意指本发明落入本领域技术人员已知的相关技术的范围内。

发明内容

因此，本发明考虑现有技术中发生的上述问题而提出，并且本发明提出一种用于功率半导体器件的栅极驱动装置，其能够基于从功率半导体器件的集电极(漏极)流动至功率半导体器件的发射极(源极)的电流而减小连接至功率半导体器件的栅极的断开电阻的大小，从而减小在断开功率半导体器件时的损耗，并且提高总体效率。

为了解决该技术问题，根据本发明的实施方案，一种用于功率半导体器件的栅极驱动装置可以包括：第一断开电阻和第二断开电阻，第一断开电阻和第二断开电阻的各自的第一端连接至功率半导体器件的栅极；第一断开开关，其配置为基于用于确定功率半导体器件的接通/断开状态的栅极驱动信号来确定第一断开电阻的第二端和地之间的连接状态；第二断开开关，其配置为确定第二断开电阻的第二端和地之间的连接状态；电流检测器，其配置为检测从功率半导体器件的集电极(漏极)流动至功率半导体器件的发射极(源极)的电流；以及控制器，其配置为基于栅极驱动信号和通过电流检测器所检测的电流的大小来确定第二断开开关的开路/闭合状态。

所述装置可以进一步包括：栅极驱动器，其配置为输出栅极驱动信号；接通开关，其在栅极驱动信号的高电平区段内闭合，而在栅极驱动信号的断开区段内开路；以及接通电阻，其连接在接通开关和功率半导体器件的栅极之间。当接通开关闭合时，电源电压通过接通电阻而施加至功率半导体器件的栅极。

第一断开开关可以在栅极驱动信号的高电平区段内开路，并且可以在栅极驱动信号的低电平区段内闭合。