开关元件驱动集成电路以及装备其的开关元件驱动装置制造方法
【专利摘要】提供了一种开关元件驱动集成电路及装备其的开关元件驱动装置。该开关元件驱动集成电路具有一个或更多个光电耦合器、驱动电路、检测器电路以及设置电路。光电耦合器接收从微型计算机所传送的设置数据，并且将所接收到的设置数据传送到设置电路，其中，在该光电耦合器中作为高压侧的输入侧与作为低压侧的输出侧电隔离。设置电路将设置数据传送到驱动电路和检测电路。驱动电路和检测电路基于所接收到的设置数据进行操作。设置数据可以通过光电耦合器和设置电路被提供到驱动电路和检测电路。此结构使得可以抑制在开关元件驱动集成电路的高压侧处的端子数量的增加，并且减少开关元件驱动集成电路的整体尺寸。
【专利说明】开关元件驱动集成电路以及装备其的开关元件驱动装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有诸如光电稱合器(photocoupler)的隔离(insulation)电路的开关元件驱动集成电路(1C)、以及装备有该开关元件驱动IC的开关元件驱动装置。
【背景技术】
[0002]存在装备有一个或更多个诸如光电耦合器的隔离电路的各种类型开关元件驱动 1C。例如，存在一篇现有技术文献“ACPL-330J，1.5Amp Output Current IGBT GateDriver Optocoupler with Integrated (VCE) Desaturation Detection,UVL0,faultFeedback,Active Miller Clamp and Auto-Fault Reset,Data Sheet,AVAGOTECHNOLOGIES”，该现有技术文献公开了一种绝缘栅双极性晶体管(IGBT)栅极驱动1C。
[0003]IGBT栅极驱动IC接收驱动信号并且基于所接收到的驱动信号驱动IGBT。此外，IGBT栅极驱动IC检测IGBT中的过电流和短路的发生。当检测到过电流和/或短路的发生时，生成错误信号并且将错误信号输出到外部装置。IGBT栅极驱动IC由第一光电耦合器(或第一光耦合器)、驱动电路、检测电路以及第二光电耦合器(第二光耦合器)组成。
[0004]第一光电耦合器接收从在低压侧中的装置所传送的驱动信号，并且响应于所接收到的驱动信号将信号传送到高压侧，其中在第一光电耦合器中低压侧与高压侧电隔离。驱动电路电连接到第一光电耦合器，并且接收从第一光电耦合器所传送的信号。驱动电路基于所接收到的驱动信号驱动IGBT。检测电路检测过电流和短路的发生。检测电路输出检测结果。因为第二光电耦合器电连接到检测电路，所以第二光电耦合器接收从检测电路所传送的检测结果，并且响应于所接收到的检测结果生成并且传送失效信号，其中在第二光电耦合器中低压侧与高压侧电隔离。
[0005]关于驱动作为要被控制和要被检测的目标的IGBT，对于驱动电路和检测电路中的每个需要具有当接通和关断IGBT时所确定的栅极电压阈值和异常检测阈值等。为了使用各种类型的IGBT装置，外部装置对于每个IGBT装置确定这样的栅极电压阈值和异常检测阈值，并且IGBT栅极驱动IC使用这些阈值。但是，当与在IGBT栅极驱动IC的低压侧处的端子数量相比时，这需要增加在IGBT栅极驱动IC的高压侧处的端子数量。当使用具有高的功能性的驱动电路和检测电路时，对于IGBT栅极驱动IC需要增加在高压侧处的端子数量。
[0006]为了充分地维持IGBT栅极驱动IC中的电隔离，需要以预定的间隔在IGBT栅极驱动IC的低压侧处和高压侧处布置端子。如果当与在低压侧处的端子数量相比时增加了在高压侧处的端子数量，则IGBT栅极驱动IC的整体尺寸因此增加。
【发明内容】
[0007]因此期望提供一种如下的开关元件驱动IC和装备有该开关元件驱动IC的开关元件驱动装置，该开关元件驱动IC具有减小的尺寸并且能够抑制端子数量的增加而同时维持其功能性。[0008]示例性实施例提供了一种开关元件驱动集成电路，该开关元件驱动集成电路具有第一隔离电路、驱动电路、检测电路、第二隔离电路、第三隔离电路以及设置电路。第一隔离电路接收从控制装置(诸如微型计算机)所传送的驱动信号并且传送所接收到的驱动信号，其中在第一隔离电路中输入侧与输出侧隔离。驱动电路连接到第一隔离电路并且配置成接收从第一隔离电路所传送的驱动信号。驱动电路基于所接收到的驱动信号驱动开关元件。检测电路检测开关元件的操作状态并且基于检测结果生成检测信号。第二隔离电路连接到检测电路，接收从检测电路所传送的检测信号，以及输出检测信号，其中在第二隔离电路中输入侧与输出侧电隔离。第三隔离电路将设置数据传送到驱动电路和检测电路，其中在第三隔离电路中输入侧与输出侧电隔离。设置电路连接到第三隔离电路、驱动电路以及检测电路。设置电路接收从第三隔离电路所传送的设置数据，并且将所接收到的设置数据提供至IJ驱动电路和检测电路。驱动电路和检测电路基于所接收到的设置数据进行操作。
[0009]另一示例性实施例提供了一种如下开关元件驱动装置:其装备有用作控制装置的微型计算机、以及具有之前所描述的结构的开关元件驱动1C。
[0010]开关元件驱动IC的结构使得可以将设置数据通过第三隔离电路和设置电路提供到驱动电路和检测电路。此结构使得可以减少接收从各种外部装置所传送的、与各种类型的IGBT相对应的设置数据的专用端子的数量，并且可以减少开关元件驱动IC的整体尺寸。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]将参照附图以示例的方式描述本发明的优选的、非限制性的实施例，在附图中:
[0012]图1是示出装备有根据本发明的第一示例性实施例的开关元件驱动IC的开关元件驱动装置的电路结构的图；
[0013]图2是示出装备有根据本发明的第二示例性实施例的开关元件驱动IC的开关元件驱动装置的电路结构的图；
[0014]图3是示出装备有根据本发明的第三示例性实施例的开关元件驱动IC的开关元件驱动装置的电路结构的图。
【具体实施方式】
[0015]在下文中，将参照附图描述本发明的各种实施例。在下面的各种实施例的描述中，贯穿几幅附图中，相似的参考符号或标记指代相似或等效的组件部分。
[0016]下面的描述将公开被施加到开关元件驱动装置的各种示例性实施例的开关元件驱动集成电路(开关元件驱动IC)的概念。
[0017]第一示例性实施例
[0018]将对装备有根据第一示例性实施例的开关元件驱动IC14的开关元件驱动装置I的电路结构给出描述。
[0019]图1是示出装备有根据第一示例性实施例的开关元件驱动IC14的开关元件驱动装置I的电路结构的图。
[0020]开关元件驱动装置I以低电压进行操作并且驱动开关元件TRl。高电压被供给到开关元件TR1。通过控制开关元件TRl的栅极(G)的电压驱动开关元件TRl。具体地，开关元件TRl由绝缘栅双极性二极管(IGBT)组成。开关元件TRl具有电流敏感端子S，电流流动通过该端子S，该电流小于集电极电流并且与集电极电流成正比。图1中所示的开关元件驱动装置I由电流感测电阻10、温度敏感二极管11、12和13、开关元件驱动IC14、以及微型计算机15组成。因为微型计算机15布置在开关元件驱动IC14的外部，所以微型计算机15是权利要求中所使用的控制装置。
[0021]电流感测电阻10将流入开关元件TRl的电流转换为电压。具体地，电流感测电阻10将流动通过开关元件TRl的电流敏感端子S的电流转换为电压。
[0022]电流感测电阻10的一个端子连接到开关元件TRl的电流敏感端子S，并且电流感测电阻10的另一端子连接到开关元件TRl的发射极端子E。电流感测电阻10的两端连接到开关元件驱动IC14。
[0023]温度敏感二极管11、12和13中的每个将所检测到的关于开关元件TRl的温度数据转换为电压。具体地，当接收到恒定电流时，温度敏感二极管11、12和13中的每个输出与开关元件TRl的温度相对应的电压。开关元件TRl与温度敏感二极管11、12和13集成，其中温度敏感二极管11、12和13串联连接。温度敏感二极管11的阳极连接到开关元件驱动IC14，温度敏感二极管11的阴极连接到开关元件TRl的发射极。
[0024]开关元件驱动IC14基于从微型计算机15所传送的数据进行操作。当接收到从微型计算机15所提供的数据时，开关元件驱动IC14基于所接收到的数据驱动开关元件TR1。此外，开关元件驱动IC14检测开关元件TRl的操作状态，并且输出检测信号。开关元件驱动IC14装备有光电耦合器140、141和142、驱动电路143、检测电路144以及设置电路145。
[0025]光电耦合器140 (第一隔离电路)接收从在低压侧中的微型计算机15所传送的驱动信号，生成输出信号以及将所生成的输出信号输出到在高压侧中的驱动电路143，其中在光电稱合器140中，输出信号与所接收到的驱动信号电隔离。
[0026]在光电耦合器140的输入侧中的光电二极管的阳极通过开关元件驱动IC14的端子连接到微型计算机15。在光电耦合器140中的光电二极管的阴极通过开关元件驱动IC14的端子连接到在低压侧中的地LG。
[0027]在开关元件驱动IC14中，在光电耦合器140的输出侧中的光电晶体管的集电极连接到驱动电路143。光电晶体管的发射极通过开关元件驱动IC14的端子连接到在高压侧中的地HG。在图1所示的光电耦合器140中，在低压侧中的地LG与在高压侧中的地HG电隔离。
[0028]光电耦合器141 (第二隔离电路)接收由在输入侧(高压侧)中的检测电路144所生成的并且从在输入侧(高压侧)中的检测电路144所传送的异常信号。光电耦合器141将所接收到的异常信号输出到在输出侧(低压侧)中的微型计算机15。此外，光电耦合器141接收从在高压侧中的驱动电路143和检测电路144所传送的设置数据，并且将所接收到的设置数据传送到在低压侧中的微型计算机15，其中输入侧(高压侧)与输入侧(低压侧)电隔离。
[0029]在开关元件驱动IC14中，在光电耦合器141的输入侧中的光电二极管的阳极连接到驱动电路143和检测电路144。在光电耦合器141中的光电二极管的阴极通过开关元件驱动IC14的端子连接到在高压侧中的地HG。
[0030]在光电耦合器141的输出侧(低压侧)中的光电晶体管的集电极通过开关元件驱动IC14的端子连接到微型计算机15。光电晶体管的发射极通过开关元件驱动IC14的端子连接到在低压侧中的地LG。
[0031]在开关元件驱动IC14中，光电耦合器142 (第三隔离电路)接收要由驱动电路143和检测电路144所使用的、从在低压侧中的微型计算机15所传送的设置数据，并且将所接收到的设置数据输出到在高压侧中的设置电路145。在光电耦合器142中，设置数据的输入侦仪低压侧)与输出侧(高压侧)电隔离。
[0032]在光电耦合器142的输入侧中的光电二极管的阳极通过开关元件驱动IC14的端子连接到微型计算机15。在光电耦合器142中的光电二极管的阴极通过开关元件驱动IC14的端子连接到在低压侧中的地LG。
[0033]在开关元件驱动IC14中，在光电耦合器142的输出侧中的光电晶体管的集电极连接到驱动电路143。光电晶体管的发射极通过开关元件驱动IC14的端子连接到在高压侧中的地HG。
[0034]驱动电路143接收从设置电路145所传送的设置数据，并且基于所接收到的设置数据进行操作。此外，驱动电路143通过光电耦合器140接收从微型计算机15所传送的驱动信号，并且基于所接收到的驱动信号驱动开关元件TR1。具体地，驱动电路143基于当开关元件TRl接通/关断时的栅极阈值电压控制开关元件TRl的栅极G的电压，其中栅极阈值电压由所接收的、从设置电路145所传送的设置数据所指示。驱动电路143基于所接收到的驱动信号驱动开关元件TRl。
[0035]驱动电路143具有预先所设置的初始设置数据。因此，当未接受到从设置电路145所传送的设置数据时，驱动电路143基于初始设置数据进行操作。在设置电路145提供了设置数据之后，驱动电路143接收设置数据，并且每隔恒定的时间段将设置数据输出到光电耦合器141。在开关元件驱动IC14中，驱动电路143连接到设置电路145。此外，如图1所示，驱动电路143连接到在光电耦合器140的输出侧中的光电晶体管的集电极和在光电耦合器141的输入侧中的光电二极管的阳极。驱动电路143通过开关元件驱动IC14的端子连接到开关元件的栅极。
[0036]检测电路144基于从设置电路145所传送的设置数据进行操作。检测电路144检测开关元件TRl的操作情况，并且将检测结果输出到光电耦合器141。具体地，检测电路144基于设置数据(诸如异常电流判断阈值和电流感测电阻10的电压)检测异常(诸如过电流和短路)的发生。检测电路144将检测结果输出到光电耦合器141。即，当检测到异常发生时，检测电路144生成作为检测结果的异常信号，并且将异常信号输出到光电耦合器141。
[0037]此外，检测电路144基于作为设置数据的异常温度阈值和温度敏感二极管11、12和13中的每个的电压，检测开关元件TRl的温度异常的发生。当检测到温度异常的发生时，检测电路144生成作为检测结果的异常信号，并且将异常信号输出到光电耦合器141。
[0038]检测电路144具有预先所设置的初始设置数据。因此，当未接收到从设置电路145所传送的设置数据时，检测电路144基于初始设置数据进行操作。
[0039]在设置电路145提供了设置数据之后，检测电路144接收设置数据，并且每隔恒定的时间段将设置数据输出到光电耦合器141。在开关元件驱动IC14中，检测电路144连接到设置电路145和在光电耦合器141的输入侧中的光电二极管的阳极。检测电路144通过开关元件驱动IC14的端子连接到电流感测电阻10的两端端子和温度敏感二极管11的阳极。[0040]设置电路145通过光电耦合器142接收从微型计算机15所传送的设置数据，并且将所接收到的设置数据传送到驱动电路143和检测电路144。具体地，设置电路145将开关元件TRl的栅极电压阈值供给到驱动电路143，并且将异常电流判断阈值和异常温度阈值供给到检测电路144。
[0041]在开关元件驱动IC14中，设置电路145连接到在光电耦合器142的输出侧中的光电晶体管的集电极、驱动电路143以及检测电路144。
[0042]微型计算机15将设置数据输出到光电耦合器142以便确定驱动电路143和检测电路144的操作，并且将驱动信号输出到光电耦合器140以便驱动开关元件TR1。此外，当接收到通过光电耦合器141所传送的、用于驱动电路143和检测电路144的设置数据和异常信号时，微型计算机15基于驱动电路143和检测电路144的设置数据和异常信号执行处理。
[0043]微型计算机15输出设置数据(诸如栅极电压阈值)以便接通/关断开关元件TR1，并且输出异常电流判断阈值和异常温度判断阈值以便确定检测电路144的操作。
[0044]此外，微型计算机15检测通过光电耦合器141所传送的、用于驱动电路143和检测电路144的设置数据是否与要设置的设置数据相同。当检测结果指示否时(即，设置数据与要确定的设置数据不相同时)，微型计算机15再次输出设置数据。微型计算机15再次将设置数据输出到设置电路145。微型计算机15连接到在光电耦合器140和142中的每个的输入侧中的光电二极管的阳极、和在光电稱合器141的输出侧中的光电晶体管的集电极。
[0045]将参照图1对开关元件的操作给出描述。
[0046]图1中所示的微型计算机15将设置数据输出到光电耦合器142，其中设置数据确定驱动电路143和检测电路144中的每个的操作。具体地，设置数据包含用于确定驱动电路143的接通和关断操作的栅极电压阈值、以及用于确定检测电路144的操作的异常温度判断阈值和异常温度判断阈值。光电耦合器142将从微型计算机15所提供的设置数据传送到设置电路145，其中在光电耦合器142中作为低压侧的输入侧与作为高压侧的输出侧电隔离。具体地，光电耦合器142将作为设置数据的栅极阈值输出到驱动电路143，并且将作为设置数据的异常电流判断阈值和异常温度判断阈值输出到检测电路144。
[0047]当接收到设置数据时，驱动电路143和检测电路144中的每个开始操作。另一方面，当出于某一原因在驱动电路143和检测电路144中发生了不正确的操作时，驱动电路143和检测电路144中的每个基于初始设置数据开始操作。
[0048]在接收到设置数据之后，驱动电路143和检测电路144每隔恒定的时间段将设置数据输出到光电耦合器141。当接收到从驱动电路143和检测电路144所传送的设置数据时，光电耦合器141将所接收到的设置数据输出到微型计算机，其中在光电耦合器141中作为高压侧的输入侧与作为低压侧的输出侧电隔离。当通过光电耦合器142接收到从驱动电路143和检测电路144所传送的设置数据时，微型计算机15基于所接收到的设置数据进行操作。具体地，微型计算机15检测所接收到的设置数据是否等于要供给到驱动电路143和检测电路144的设置数据。如果检测结果指示否定，则微型计算机15再次将设置数据输出到光电稱合器142。
[0049]在此之后，微型计算机15将驱动信号输出到光电耦合器140以便驱动开关元件TRl。当接收到驱动信号时，光电耦合器140将驱动信号传送到驱动电路143，其中在光电耦合器140中作为低压侧的输入侧与作为高压侧的输出侧电隔离。
[0050]驱动电路143基于从设置电路145所传送的设置数据进行操作，并且基于所接收到的驱动信号驱动开关元件TR1。具体地，驱动电路143基于作为设置数据的、当开关元件TRl接通和关断时所要使用的栅极电压阈值，调整开关元件TRl的栅极G的栅极电压。
[0051]当驱动电路143驱动开关元件TRl时，电流流入开关元件TRl并且开关元件TRl的温度增加。检测电路144基于从设置电路145所传送的设置数据进行操作，并且检测开关元件TRl的操作状态。检测电路将检测结果输出到光电耦合器141。具体地，检测电路144基于异常电流判断阈值和通过电流感测电阻10所检测到的电压，检测过电流和短路的发生。检测电路144将作为检测结果的异常信号输出到光电耦合器141。
[0052]此外，检测电路144检测开关元件TRl的温度异常的发生，并且生成作为检测结果的异常信号，以及将所生成的异常信号输出到光电耦合器141。光电耦合器141将所接收到的作为检测结果的异常信号传送到微型计算机15，其中在光电耦合器141中作为高压侧的输入侧与作为低压侧的输出侧电隔离。
[0053]当接收到异常信号时，微型计算机15基于所接收到的异常信号进行操作。具体地，微型计算机15禁止在检测到在开关元件TRl中发生过电流和短路时将驱动信号传送到驱动电路143。
[0054]接下来，将对根据第一示例性实施例的开关元件驱动IC的效果给出描述。
[0055]根据第一不例性实施例的开关兀件驱动IC由光电I禹合器140、光电f禹合器141、光电耦合器142、驱动电路143、检测电路144以及设置电路145组成，其中设置电路145连接到光电耦合器142、驱动电路143以及检测电路144，并且设置电路145将通过光电耦合器142从微型计算机15所传送的设置数据提供到驱动电路143和检测电路144。驱动电路143和检测电路144基于所接收到的、从设置电路145所提供的设置数据进行操作。因此，对于微型计算机15可以将设置数据通过光电耦合器142和设置电路145提供到驱动电路143和检测电路144。这使得可以消除在开关元件驱动装置I的外部处所设置的、用于将设置数据提供到开关元件驱动IC的任何外部装置，并且可以进一步减少开关元件驱动IC的端子的数量，以及可以减少开关元件驱动IC的整体尺寸。
[0056]在根据第一示例性实施例的开关元件驱动IC的结构中，驱动电路143连接到光电耦合器141，并且在接收到从设置电路145所传送的设置数据之后，驱动电路143和检测电路144将所接收到的设置数据输出到光电耦合器141。此结构使得对于微型计算机15可以检测提供到设置电路145的设置数据是否等于由驱动电路143和检测电路144所接收到的设置数据。因此可以避免通过使用与如下设置数据不同的其他设置数据所导致的不正确的操作:该设置数据从微型计算机15通过设置电路145提供到驱动电路143和检测电路144。这使得可以增加开关元件驱动IC的可靠性。
[0057]在根据第一示例性实施例的开关元件驱动IC的结构中，驱动电路143和检测电路144中的每个每隔恒定的时间段将所接收到的设置数据输出。这使得对于微型计算机15可以以固定的间隔检测提供到设置电路145的设置数据是否等于由驱动电路143和检测电路144所接收到的设置数据。由此可以确定地避免通过使用与如下设置数据不同的其他的设置数据所导致的不正确的操作的发生:该设置数据从微型计算机15通过设置电路145提供到驱动电路143和检测电路144。这使得可以增加开关元件驱动IC的可靠性。[0058]在根据第一示例性实施例的开关元件驱动IC的结构中，驱动电路143和检测电路144具有从微型计算机15所提供的设置数据。如果微型计算机15或设置电路145未将设置数据提供到驱动电路143和检测电路144，则驱动电路143和检测电路144中的每个基于预先所存储的初始设置数据进行操作。即使驱动电路143和检测电路144中的每个或两者未接收到任何设置数据，也可以防止基于不正确的设置数据的不正确的操作的发生。
[0059]第二示例性实施例
[0060]将参照图2对装备有根据第二示例性实施例的开关元件驱动IC24的开关元件驱动装置2给出描述。
[0061]图2是示出装备有根据第二示例性实施例的开关元件驱动IC24的开关元件驱动装置2的电路结构的图。
[0062]在根据之前所描述的第一示例性实施例的开关元件驱动装置I的开关元件驱动IC14的结构中，驱动电路143和检测电路144中的每个每隔恒定的时间段将所接收到的设置数据输出。另一方面，在根据第二示例性实施例的开关元件驱动IC的结构中，仅当接收到来自微型计算机25的设置数据输出请求时，驱动电路143和检测电路144中的每个输出所接收到的设置数据。根据第二示例性实施例的开关元件驱动IC的其他组件和操作与根据第一示例性实施例的开关元件驱动IC的其他组件和操作相同。
[0063]将参照图2对装备有根据第二示例性实施例的开关元件驱动IC24的开关元件装置2的结构给出描述。
[0064]如图2所示，开关元件驱动装置2由电流感测电阻20、温度敏感二极管21、22和
23、开关元件驱动IC24以及微型计算机25构成。电流感测电阻20以及温度敏感二极管2U22和23分别地具有与图1中所示开关元件驱动IC14中所使用的电流感测电阻10、温度敏感二极管11、12和13相同的结构。
[0065]开关元件驱动IC24由光电耦合器240、241和242、驱动电路243、检测电路244以及设置电路245构成。
[0066]在开关兀件驱动IC24中的光电稱合器240 (第一隔离电路)和光电稱合器241 (第二隔离电路)分别地具有与被用在根据第一示例性实施例的开关元件驱动IC14中的光电耦合器140和141相同的结构。
[0067]图2中所示的光电耦合器242 (第三隔离电路)与图1中所示的光电耦合器142在功能上不同。即，光电耦合器242接收从微型计算机25所发出的、请求输出设置数据的设置数据输出请求，并且将所接收到的设置数据输出请求传送到设置电路245，其中在光电耦合器242中作为输入侧的低压侧与作为输出侧的高压侧电隔离。光电耦合器242的其他结构和操作与光电稱合器142相同。
[0068]图2中所示的驱动电路243与图1中所示的驱动电路143在结构和功能上不同。驱动电路243仅当通过光电耦合器242和设置电路245接收到从微型计算机25所传送的设置数据输出请求时，输出所接收到的、从设置电路245传送的设置数据。图2中所示的驱动电路243的其他组件和操作与图1中所示的驱动电路143的其他组件和操作相同。
[0069]图2中所示的检测电路244与图1中所示的检测电路144在结构和功能上不同。检测电路244仅当通过光电耦合器242和设置电路245接收到从微型计算机25所传送的设置数据输出请求时，输出所接收到的、从设置电路245传送的设置数据。图2中所示的检测电路244的其他组件和操作与图1中所示的检测电路144的其他组件和操作相同。
[0070]在根据图2所示的第二示例性实施例的开关元件驱动IC24中的设置电路245与在根据图1所示的第一示例性实施例的开关元件驱动IC14中的设置电路145在结构和功能上不同。在开关元件驱动IC24中的设置电路245通过光电耦合器242接收从微型计算机25所传送的设置数据输出请求，并且将所接收到的设置数据输出请求输出到驱动电路243和检测电路244。图2中所示的设置电路245的其他组件和操作与图1中所示的设置电路145的其他组件和操作相同。
[0071]图2中所示的微型计算机25与图1中所示的微型计算机15在功能上不同。微型计算机25将设置数据输出请求输出到光电耦合器242，其中设置数据输出请求指示驱动电路243和检测电路244输出所接收到的设置数据。微型计算机25的其他功能与图1中所示的微型计算机15的其他功能相同。
[0072]现在，将对从根据图2中所示的第二示例性实施例的开关元件驱动装置2中的驱动电路243和检测电路244输出设置数据的操作给出描述。
[0073]如图2所示，当需要时，微型计算机25将设置数据输出请求输出到光电耦合器242，以使得驱动电路243和检测电路244将设置数据通过光电耦合器241输出到微型计算机25。当接收到从微型计算机25所传送的设置数据输出请求时，光电耦合器242将所接收到的设置数据输出请求传送到设置电路245，其中在光电耦合器242中作为低压侧的输入侧与作为高压侧的输出侧电隔离。当接收到从光电耦合器242所传送的设置数据输出请求时，设置电路245将所接收到的设置数据输出请求输出到驱动电路243和检测电路244。当接收到设置数据输出请求时，驱动电路243和检测电路244中的每个将设置数据输出到光电耦合器241。当接收到从驱动电路243和检测电路244所传送的设置数据时，光电耦合器241将所接收到的设置数据顺序地传送到微型计算机25，其中在光电耦合器241中作为高压侧的输入侧与作为低压侧的输出侧电隔离。当接收到通过光电耦合器241从驱动电路243和检测电路244所传送的设置数据时，微型计算机25基于所接收到的、通过光电耦合器141所传送的设置数据执行必要的操作，其类似于根据在图1中所示的第一示例性实施例的开关元件驱动装置I中的微型计算机15的操作。
[0074]将对装备有根据第二示例性实施例的开关元件驱动IC24的开关元件驱动装置2的效果给出描述。
[0075]因为根据第二示例性实施例的开关元件驱动装置2中的组件与根据第一示例性实施例的开关元件驱动装置I中的组件相同，所以其具有相同的效果。
[0076]此外，根据装备有根据第二示例性实施例的开关元件驱动IC24的开关元件驱动装置2，当接收到来自微型计算机25的设置数据输出请求时，驱动电路243和检测电路244中的每个将设置数据传送到微型计算机25。这使得对于微型计算机25可以在必要的时候识别由驱动电路243和检测电路244所接收到的设置数据是否等于在微型计算机25的控制之下从设置电路245所传送的设置数据。当不正确的操作发生时，微型计算机25迅速地检测驱动电路243和检测电路244中的设置数据，并且执行必要的对策。
[0077]此外，根据装备有根据第二示例性实施例的开关元件驱动IC24的开关元件驱动装置2，来自微型计算机25的设置数据输出请求通过光电耦合器242和设置电路245被输出到驱动电路243和检测电路244。此结构使得可以迅速地将设置数据输出请求传送到驱动电路243和检测电路244、而不增加在开关元件驱动IC24的低压侧中的端子数量。
[0078]第三示例性实施例
[0079]将参照图3对装备有根据第三示例性实施例的开关元件驱动IC34的开关元件驱动装置3给出描述。
[0080]图3是示出装备有根据第三示例性实施的开关元件驱动IC34的开关元件驱动装置3的电路结构的图。
[0081]在根据图3所示的第三示例性实施例的开关元件驱动装置3中的开关元件驱动IC34的结构中，光电耦合器340 (140，142)具有图1中所示的光电耦合器140的功能和光电耦合器142的功能两者。图3中所示的开关元件驱动IC34的其他组件与图1中所示的开关元件驱动IC14的其他组件相同。
[0082]将参照图3对根据第三示例性实施例的开关元件驱动装置3的结构给出描述。
[0083]如图3所示，开关元件驱动装置3由电流感测电阻30、温度敏感二极管31、32和
33、开关元件驱动IC34以及微型计算机35构成。图3中所示的电流感测电阻30和温度敏感二极管31、32和33分别地具有与图1中所示的开关元件驱动IC14中所使用的电路感测电阻10、温度敏感二极管11、12和13相同的结构。
[0084]开关元件驱动IC34由光电耦合器340 (140，142)和光电耦合器341、驱动电路343、检测电路344以及设置电路345构成。
[0085]图3中所示的光电耦合器340 (第一隔离电路)和光电耦合器341 (第二隔离电路)分别地具有与光电耦合器140和光电耦合器141相同的结构和操作。
[0086]在根据第三示例性实施例的开关元件驱动IC34的结构中，光电耦合器340具有与光电耦合器142 (第三隔离电路)相同的功能和与光电耦合器140 (第一隔离电路)相同的功能。即，光电耦合器340接收从在低压侧中的微型计算机35所传送的设置数据，并且将所接收到的设置数据传送到设置电路345，其中作为输入侧的低压侧与作为输出侧的高压侧电隔离。在开关元件驱动IC34的结构中，在光电耦合器340的输出侧中的光电晶体管的集电极连接到驱动电路343和设置电路345。
[0087]驱动电路343、检测电路344以及设置电路345分别地具有与驱动电路143、检测电路144以及设置电路145相同的结构。
[0088]在微型计算机35未将驱动信号传送到光电稱合器340 (140,142)的时间段中，微型计算机35将设置数据输出到光电耦合器340 (140，142)。图3中所示的微型计算机35的其他功能与在图1中所示的第一示例性实施例中所使用的微型计算机15的功能相同。
[0089]接下来，现在将对设置在根据第三示例性实施例的开关元件驱动装置3中的设置数据的操作给出描述，同时说明其与第一示例性实施例的不同。
[0090]图3中所示的微型计算机35在微型计算机35未将驱动信号输出到光电耦合器340 (140,142)的时间段期间输出设置数据。当接收到从微型计算机35所传送的设置数据时，光电耦合器340 (140，142)将所接收到的设置数据传送到设置电路345。与第一示例性实施例类似，设置电路345设置通过光电耦合器340 (140，142)被传送到驱动电路343和检测电路344中的设置数据。
[0091]接下来，现在将对装备有根据第三示例性实施例的开关元件驱动IC34的开关元件驱动装置3的效果给出描述。[0092]与根据图1中所示的第一示例性实施例的开关元件驱动装置14中的组件相同的、根据图3中所示的第三示例性实施例的开关元件驱动装置34中的组件具有相同的效果。
[0093]此外，因为光电耦合器340 (140，142)具有与光电耦合器142 (第三隔离电路)相同的功能和与光电耦合器140 (第一隔离电路)相同的功能，当与根据第一示例性实施例的开关元件驱动IC14的结构相比时，开关元件驱动IC34的结构具有较少的端子数量和减小的尺寸。这使得可以减少开关元件驱动装置3的整体尺寸。
[0094]根据第三示例性实施例，在微型计算机35将驱动信号传送到开关元件驱动IC34的时间段期间，设置电路345将设置数据提供到驱动电路343和检测电路344。这使得可以将来自微型计算机35的设置数据和驱动信号通过光电耦合器340 (140，142)可靠地传送到驱动电路343和检测电路344，因为光电耦合器340 (140，142)具有与光电耦合器142(第三隔离电路)相同的功能和与光电耦合器140 (第一隔离电路)相同的功能。
[0095]如之前详细地描述地，根据第一、第二以及第三示例性实施例，设置数据具有当开关元件TRl接通和关断时的栅极电压阈值、异常电流判断阈值、以及异常温度判断阈值。但是，本发明的概念不由此所限制。即，设置数据足以包含各种数据，除非设置数据确定驱动电路和检测电路的操作。
[0096]另外，根据第一、第二以及第三示例性实施例，装备有开关元件驱动IC的开关元件驱动装置使用指示开关元件TRl的操作状态(即，诸如过电流、短路以及异常温度的异常的发生)的数据。但是，本发明的概念不由此所限制。开关元件驱动装置可以使用除了指示异常的发生的数据之外的各种类型的数据，诸如开关元件TRl的温度、电流。
[0097]虽然详细地描述了本发明的特定实施例，但是本领域内技术人员将理解的是，鉴于本公开的总体的教导，对于这些细节可以开发各种修改和替换。因此，所公开的具体的布置只意味着示例性的而不是限制本发明的范围，本发明的范围将在下面的权利要求和其所有等同方案的整体范围中给出。
【权利要求】
1.一种开关元件驱动集成电路，包括: 第一隔离电路，配置成接收从控制装置所传送的驱动信号并且传送所接收到的驱动信号，其中，在所述第一隔离电路中输入侧与输出侧隔离； 驱动电路，连接到所述第一隔离电路，以及配置成接收从所述第一隔离电路所传送的所述驱动信号并且基于所接收到的驱动信号驱动开关元件； 检测电路，配置成检测所述开关元件的操作状态，并且配置成基于检测结果生成检测信号，以及配置成输出所述检测信号； 第二隔离电路，连接到所述检测电路，以及配置成接收从所述检测电路所传送的所述检测结果并且将所述检测信号输出到所述控制装置，其中，在所述第二隔离电路中输入侧与输出电隔离； 第三隔离电路，配置成接收从所述控制装置所传送的设置数据并且将所述设置数据传送到所述驱动电路和所述检测电路，其中，在所述第三隔离电路中输入侧与输出侧电隔离；以及 设置电路，连接到所述第三隔离电路、所述驱动电路以及所述检测电路，以及配置成接收从所述第三隔离电路所传送的所述设置数据并且将所接收到的设置数据提供到所述驱动电路和所述检测电路，其中，所述驱动电路和所述检测电路基于所接收到的设置数据进行操作。
2.根据权利要求1所述的开关元件驱动集成电路，其中，所述驱动电路连接到所述第二隔离电路，并且在所述驱动电路和所述检测电路接收到从所述设置电路所传送的所述设置数据之后，所述驱动电路和所述检测电路将所接收到的设置数据通过所述第二隔离电路传送到所述控制装置。
3.根据权利要求2所述的开关元件驱动集成电路，其中，所述驱动电路和所述检测电路每隔恒定时间段将所接收到的设置数据通过所述第二隔离电路传送到所述控制装置。
4.根据权利要求2所述的开关元件驱动集成电路，其中，当所述第三隔离电路接收到从所述控制装置所传送的设置数据输出请求时，所述驱动电路和所述检测电路将所接收到的设置数据输出到所述控制装置。
5.根据权利要求4所述的开关元件驱动集成电路，其中，所述设置电路通过第三隔离电路接收所述设置数据输出请求，并且将所接收到的设置数据输出请求传送到所述驱动电路和所述检测电路。
6.根据权利要求1所述的开关元件驱动集成电路，其中，所述驱动电路和所述检测电路中的每个电路具有被预先设置在其中的初始设置数据，并且如果所述设置电路不将设置数据提供到所述驱动电路和所述检测电路，则所述驱动电路和所述检测电路中的每个电路基于所述初始设置数据进行操作。
7.根据权利要求1所述的开关元件驱动集成电路，其中，所述第一隔离电路还具有所述第三隔离电路的功能。
8.根据权利要求7所述的开关元件驱动集成电路，其中，在所述第一隔离电路未接收到驱动信号的时间段期间，所述第一隔离电路接收所述设置数据。
9.根据权利要求1所述的开关元件驱动集成电路，其中，所述第一隔离电路、所述第二隔离电路以及所述第三隔离电路中的每个电路包括光电耦合器，并且所述控制装置包括微型计算机。
10.一种用于驱动开关元件的开关元件驱动装置，所述开关元件驱动装置包括: 微型计算机； 连接到所述微型计算机的开关元件驱动集成电路； 连接到所述开关元件驱动集成电路的电流感测电阻；以及 串联连接到所述开关元件驱动集成电路的温度敏感二极管， 其中，所述开关元件驱动集成电路包括: 第一光电耦合器，连接到所述微型计算机，以及配置成接收从所述微型计算机所传送的驱动信号并且传送所接收到的驱动信号，其中，在所述第一光电耦合器中输入侧与输出侧隔离； 驱动电路，连接到所述第一光电耦合器和所述开关元件，以及配置成接收从所述第一光电耦合器所传送的所述驱动信号并且基于所接收到的驱动信号驱动所述开关元件； 检测电路，配置成通过所述电流感测电阻和所述温度敏感二极管检测所述开关元件的操作状态； 第二光电耦合器，连接到所述微型计算机和所述检测电路，以及配置成将所述检测电路的检测结果输出到所述微型计算机，其中，在所述第二光电耦合器中输入侧与输出侧电隔离； 第三光电耦合器，连接到所述微型计算机，以及配置成接收从所述微型计算机所传送的设置数据，其中，在所述第三光电耦合器中输入侧与输出侧电隔离；以及 设置电路，连接到所述第三光`电耦合器、所述驱动电路以及所述检测电路，以及配置成接收从所述第三光电耦合器所传送的所述设置数据并且将所接收到的设置数据提供到所述驱动电路和所述检测电路，其中，所述驱动电路和所述检测电路基于所接收到的设置数据进行操作。
【文档编号】H02M1/08GK103683865SQ201310430408
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2012年9月18日
【发明者】田口正敏, 前原恒男 申请人:株式会社电装