[发明专利]用于电感负载的栅极驱动器电路和逆变器模块

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年7月2日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2012-0071844号的优先权，将其公开的内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及应用于诸如电动机等的电感负载的栅极驱动器电路、逆变器模块以及逆变器设备。

背景技术

一般而言，为了将驱动信号提供给用于诸如电动车等电子产品的电感负载，可以使用将DC电压转换至AC电压的逆变器（inverter），并且为了驱动逆变器，需要产生栅极信号的栅极驱动器。这里，电感负载可以包括电动机、加热线圈等。

一般而言，逆变器包括高侧开关和低侧开关以产生AC电压。高侧开关和低侧开关在各相位互补地转换，并且绝缘栅双极型晶体管（IGBT）可以用作高侧开关和低侧开关。

栅极驱动器包括用于驱动高侧开关的高侧驱动器IC（例如，高电压集成电路）以及用于驱动低侧开关的低侧驱动器IC（例如，低电压集成电路）。

逆变器以及栅极驱动器可以分别被配置为IC，并且制造为独立的逆变器模块，并且栅极驱动器的焊盘和逆变器的焊盘可以通过配线和引线框连接。这样的逆变器可以被安装在印制电路板（PCB）上从而形成PCB板组件（PBA）。

当通过使用逆变器功率模块（在下文中称为“逆变器模块”）设计PBA时，需要考虑以下问题。首先，为了驱动可以以高电压运行的高侧IGBT，应在高侧IGBT的栅极端子和发射极端子之间施加比发射极端子大等于接通电压的量的电位差。此外，当低电压（例如0V）施加至发射极端子（连接至VS端子）时，可以施加接通电压至栅极端子（连接至H0端子和VB端子），但是当高电压（例如300V）施加至发射极端子时，应施加比高电压高等于接通电压的量的电压（例如300V+接通电压）。为此，在高侧驱动器IC（即HVIC）的VB端子和VS端子之间需要自举电容（bootstrap capacitor）。

然而，这里，VB端子和VS端子形成于相对侧上，所以为了在两端子之间连接自举电路，需要形成连接至VB端子的线以达到形成在相对侧上的VB端子，从而连接自举电容，这使PCB设计变复杂并且增大了PCB的尺寸。

因此，逆变器模块的引线框或基底上的图案被延长以及复杂化，并且因为增加了在基底和板之间的空间，对基底的设计被复杂化，并且由于复杂的引线框和图案，很有可能引入噪声。

以下的现有技术文献，即专利文献1，涉及用于控制无刷直流（BLDC）电机的逆变器驱动设备，该无刷直流电机应用于使用42V功率系统的电动车。然而，该文献没有公开关于在设计以简单地制造PCB为目的的高侧驱动器（例如HVIC）时增加VS焊盘的技术内容，以及关于形成所增加的VS焊盘和VB焊盘的位置的技术内容。

[现有技术文献1]

（专利文献1）韩国专利公开第10-2005-0101725号

发明内容

本发明的一方面提供了一种栅极驱动器电路，其包括高侧驱动器（例如高压集成电路（HVIC）），该高侧驱动器电路被设计为增加VS焊盘使得VS焊盘相邻于VB焊盘；还提供了一种逆变器模块，其中VS引脚额外地在相邻于VB引脚的位置处形成，从而促进并简化了安装有该逆变器模块的印制电路板（PCB）的设计并且减小了PCB的尺寸；并且还提供了一种包括该逆变器模块的逆变器设备。

根据本发明的第一方面，提供了一种栅极驱动器电路，包括：高侧驱动器，具有第一输出侧，该第一输出侧包括在其中形成的多个焊盘中的一定数量的焊盘，以及第一控制侧，该第一控制侧位于与第一输出侧相对的一侧并且包括在其中形成的该多个焊盘中的其余焊盘，并且该高侧驱动器产生高侧栅极信号；以及低侧驱动器，通过与高侧驱动器互相作用产生低侧栅极信号，其中，高侧驱动器包括：形成在第一输出侧上的第一VS焊盘；形成在第一输出侧上的第一输出焊盘；形成在第一控制侧上的第一VB焊盘；以及第二VS焊盘，形成在第一控制侧上相邻于第一VB焊盘并且电连接至第一VS焊盘；以及第一电路单元，连接至包括第一VB焊盘、第一输出焊盘、第一VS焊盘和第二VS焊盘的多个焊盘，并且通过第一输出焊盘提供高侧栅极信号。