栅极驱动装置以及具有栅极驱动装置的逆变器的制造方法
【专利说明】栅极驱动装置以及具有栅极驱动装置的逆变器
[0001]本申请要求于2014年6月18日在韩国知识产权局提交的第10-2014-0074180号韩国专利申请的优先权和权益，该韩国申请的公开通过引用包含于此。
技术领域
[0002]本公开涉及一种以高电压驱动的栅极驱动装置以及具有所述栅极驱动装置的逆变器。
【背景技术】
[0003]逆变器(一种接收直流(DC)电力而输出交流(AC)电力的电路)可控制输出AC电力的电压的大小、频率等，并可用于驱动电机等。
[0004]在家庭和工业中广泛使用这样的逆变器，由于商业上可用的电力的特性，高电压AC电力可能被输入到逆变器。
[0005]为了驱动这样的逆变器，可采用栅极驱动装置，其中，栅极驱动装置将逆变器中用于提供AC电力的多个桥臂中的每个桥臂的高侧开关和低侧开关闭合或断开。
[0006]在这种情况下，由于高电压被施加到高侧开关，因此栅极驱动装置应具有能够耐受施加到高侧开关的高电压电平的耐压特性。
[0007]在工业逆变器的情况下，具有1200V或更高的电平的电压可被施加到高侧开关，控制高侧开关的驱动的栅极驱动装置应具有能够耐受1200V或更高的电压电平的耐压特性。然而，具有这样的耐压特性的栅极驱动装置具有相对高的制造成本。
[0008]参照以下现有技术文档将理解与包括栅极驱动装置的逆变器电路相关的现有技术。
[0009][现有技术文档]
[0010]第10-2005-0052339号韩国专利特许公开
【发明内容】
[0011]本公开的一方面可提供一种能够以高电压稳定地操作并且具有低制造成本的栅极驱动装置以及具有所述栅极驱动装置的逆变器。本公开的一方面还可提供一种能够防止在过渡状态下施加具有等于或大于耐压电平的电平的电压的栅极驱动装置以及具有所述栅极驱动装置的逆变器。
[0012]根据本公开的一方面，一种栅极驱动装置可包括:多通道栅极驱动器，响应于控制逆变器的操作的指示信号来输出高侧控制信号和控制逆变器的低侧开关的低侧开关信号；多个栅极驱动器，响应于高侧控制信号来输出控制逆变器的高侧开关的高侧开关信号；平衡单元，保持多通道栅极驱动器和所述多个栅极驱动器之间的电压平衡。
[0013]平衡单元可包括:多个电阻器和多个电容器，分别连接到多通道栅极驱动器和所述多个栅极驱动器。
[0014]栅极驱动装置还可包括单一驱动电力单元，将驱动电力提供给栅极驱动单元和多个二极管。
[0015]根据本公开的另一方面，一种逆变器可包括:逆变器单元，包括分别包括高侧开关和低侧开关并通过对输入电力进行转换来输出交流电力的多个逆变器桥臂，其中，高侧开关与低侧开关相互串联连接在提供输入电力的输入电力端子和地之间；多通道栅极驱动器，响应于控制逆变器的操作的指示信号，来输出高侧控制信号和控制低侧开关的低侧开关信号；多个栅极驱动器，响应于高侧控制信号，来输出控制高侧开关的高侧开关信号；平衡单元，保持多通道栅极驱动器和所述多个栅极驱动器之间的电压平衡。
【附图说明】
[0016]从以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本公开的以上和其它方面、特征和其它优点，在附图中:
[0017]图1是示出根据本公开中的示例性实施例的包括栅极驱动装置的逆变器的框图；
[0018]图2是详细示出根据本公开中的示例性实施例的栅极驱动装置的电路图；
[0019]图3是示出图2的平衡单元的示例的示图；
[0020]图4A是示出图2的供电单元的示例的示图；
[0021]图4B是示出图2的供电单元的另一示例的框图。
【具体实施方式】
[0022]现在将参照附图详细描述本公开的示例性实施例。
[0023]然而，可以以很多不同的形式实施本公开，并且本公开不应被解释为受限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是充分且完整的，并将本公开的范围完全地传达给本领域的技术人员。
[0024]在附图中，为了清楚，可夸大元件的形状和尺寸，并且相同的标号将始终用于指定相同或相似的元件。
[0025]图1是示出根据本公开中的示例性实施例的包括栅极驱动装置的逆变器的框图。
[0026]参照图1，逆变器可包括栅极驱动装置，栅极驱动装置包括具有多个逆变器桥臂110、120和130的逆变器单元100、栅极驱动单元200和平衡单元300。
[0027]首先，逆变器单元100可包括对输入电力进行转换以输出交流(AC)电力的多个逆变器桥臂110、120和130，在逆变器单元100输出三相AC电力的情况下，每相需要一个逆变器桥臂。因此，逆变器单元100可包括与U相、V相和W相对应的第一逆变器桥臂110、第二逆变器桥臂120和第三逆变器桥臂130。
[0028]第一逆变器桥臂110可包括第一高侧开关HM1和第一低侧开关LM1，第二逆变器桥臂120可包括第二高侧开关HM2和第二低侧开关LM2，第三逆变器桥臂130可包括第三高侧开关HM3和第三低侧开关LM3。
[0029]第一高侧开关HM1与第一低侧开关LM1、第二高侧开关HM2与第二低侧开关LM2以及第三高侧开关HM3与第三低侧开关LM3可分别相互串联连接在提供输入电力VH的输入电力端子和地之间。可响应于由栅极驱动单元200传输的开关信号HSu3、HSv3、HSw3、LSu2、LSv2和LSw2来控制第一高侧开关HM1、第二高侧开关HM2和第三高侧开关HM3以及第一低侧开关LM1、第二低侧开关LM2和第三低侧开关LM3接通或断开。
[0030]栅极驱动单元200可响应于指示对逆变器单元100进行开关控制的指示信号HSu 1、HSv 1、HSw 1、LSu 1、LSv 1 和 LSw 1 来输出开关信号 HSu3、HSv3、HSw3、LSu2、LSv2 和 LSw2。
[0031]同时，具有与输入电力VH对应的电压电平的电压可根据第一高侧开关HM1、第二高侧开关HM2和第三高侧开关HM3的接通或断开而被施加到输入VSu、VSv和VSw的栅极驱动单元200的端子。
[0032]平衡单元300可允许施加到输入VSu、VSv和VSw的栅极驱动单元200的端子的电压被分配为VS1、VS2和VS3并将VS1、VS2、VS3施加到栅极驱动单元200，并可保持电压的平衡。
[0033]同时，根据本公开中的示例性实施例的栅极驱动装置可包括单一驱动电力单元400，单一驱动电力单元400将驱动电力提供给栅极驱动单元200。
[0034]此外，栅极驱动装置还可包括供电单元500，供电单元500用于将从单一驱动电力单元400提供的单一电力VCC施加到栅极驱动单元200。
[0035]图2是详细示出根据本公开中的示例性实施例的栅极驱动装置的电路图。
[0036]参照图2，根据本公开中的示例性实施例的栅极驱动装置可包括栅极驱动单元200和平衡单元300。栅极驱动单元200可包括多通道栅极驱动器210、第一栅极驱动器220、第二栅极驱动器230和第三栅极驱动器240，平衡单元300可包括第一平衡器310、第二平衡器320和第三平衡器330。
[0037]栅