[发明专利]一种IGBT栅极数字驱动系统

说明书

一种IGBT栅极数字驱动系统，其包括导通恒流源组，关断恒流源组，检测模块，以及控制模块。所述导通恒流源组包括N个恒流源，N个所述恒流源的导通电流值为等比数列。所述关断恒流源组包括M个恒流源，M个所述恒流源的关断电流值为等比数列。所述控制模块用于输出控制N个所述导通恒流流导通或M个所述关断恒流源关断的控制信号。所述控制信号为TTL数字信号并根据所述检测模块的输出信号控制所述导通恒流源组的导通以及导通数量或所述关断恒流源组的关断以及关断数量以控制所述IGBT的栅极导通或关断时的电流值。本IGBT栅极数字驱动系统可以让用户在同一系统内可以采用相同的驱动器硬件，而通过不同的软件匹配不同厂家的IGBT模块，实现了栅极驱动过程的全数字化。

技术领域

本发明涉及高压功率集成电路领域，特别涉及一种IGBT栅极数字驱动系统。

背景技术

在节能减排、绿色环保和智能控制越来越流行的背景下，电力电子技术在各领域的发展中都起到了不可替代的作用。高压功率集成电路的应用越来越广泛，其主要应用在汽车电子、电机驱动、显示IC、音频集成电路、和开关电源等领域。功率器件在功率集成电路中极其重要，随着半导体技术的发展，IGBT成为主要的功率输出器件。IGBT结合了BJT和MOSFET的优点，具有开关速度快、耐压高、承受电流大、热稳定性好等特点，被广泛使用在大功率应用场合。而IGBT栅极驱动芯片如何更好地驱动IGBT成为了电路能够稳定可靠运行的关键。

IGBT栅极电阻的大小会很大程度影响到IGBT器件开关电气性能的表现，如表1所示。作为用户希望降低的特性：Eon，Eoff，导通峰值电流，电压尖峰，EMI噪声，适合的导通峰值电流，关断尖峰电流，dv/dt,di/dt。从表1中可以看出，栅极电阻的变化对这些特性的影响是不同的，处于此消彼长的关系，所以在不同的阶段选择适合的栅极电阻会很大程度影响IGBT表现出的电气性能。

表1 栅极电阻变化对IGBT开关电气性能的影响

从表1可以看出，当IGBT的栅极电阻增加时，IGBT的所有特性参数不是都升高，同时IGBT的栅极电阻降低时，也不是IGBT的所有特征参数都会降低，因此，寻求一种可以根据用户的需求适时地调节所述IGBT的栅极电阻的大小无疑可以提高该IGBT的特性参数以及降低该IGBT的开关损耗。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种可以解决上述问题的IGBT栅极数字驱动系统。

一种IGBT栅极数字驱动系统，其包括一个与所述IGBT的栅极电性连接的导通恒流源组，一个与所述IGBT的栅极电性连接的关断恒流源组，一个与所述IGBT的栅极电性连接的检测模块，以及一个与所述导通恒流组及关断恒流源组电性连接的控制模块。所述导通恒流源组包括N个恒流源，N个所述恒流源的导通电流值为等比数列。所述关断恒流源组包括M个恒流源，M个所述恒流源的关断电流值为等比数列。所述检测模块用于所述检测所述IGBT的栅极的开关状态及导通电流。所述控制模块用于输出控制N个所述导通恒流流导通或M个所述关断恒流源关断的控制信号。所述控制信号为TTL数字信号并根据所述检测模块的输出信号控制所述导通恒流源组的导通以及导通数量或所述关断恒流源组的关断以及关断数量以控制所述IGBT的栅极导通或关断时的电流值。

进一步地，N等于M。

进一步地，N与M皆等于8。

进一步地，所述等比数列的公比为2。

进一步地，每一个所述导通恒流源用于提供恒定电流。

进一步地，每一个所述关断恒流源用于提供恒定电流。

进一步地，当所述IGBT的栅极被导通时，N个所述导通恒流源组中的至少一个导通恒流源被导通。

进一步地，当所述IGBT的栅极被关断时，M个所述关断恒流源组中的至少一个关断恒流源被关断。