控制电路及用于控制电路的方法与流程

文档序号:18947634发布日期:2019-10-23 01:46阅读:215来源:国知局
控制电路及用于控制电路的方法与流程

本发明要求于2018年3月26日提交的美国申请no.15/935,291的权益,该申请以引用方式并入本文以用于所有目的。

本公开涉及半导体功率开关设备的控制,并且具体地涉及用于响应于异常条件(诸如短路)而保护半导体功率开关设备的关闭电路。



背景技术:

过电流保护可用于保护半导体功率开关设备(下文称为开关)免受灾难性破坏的影响。过电流保护可感测过电流条件,并且可关闭控制这些开关的一个或多个栅极驱动器电路(下文称为栅极驱动器),然后可在过电流条件已结束时重启栅极驱动器。感测的过电流条件可为例如由开关控制的电机的两个相位之间的短路。

栅极驱动器的关闭可为硬关断或软关断。在硬关断中,栅极驱动器迅速关断开关,而不会控制流过开关的电流的减小率。在软关断中,栅极驱动器逐渐关断开关,从而不如硬关断那样迅速地减小流过开关的电流。

软关断可优于硬关断,因为软关断限制了流过开关的电流的变化率(δi/δt),从而与硬关断相比,产生了跨开关的更低电感感应浪涌电压。由于浪涌电压可引起部件出现故障,因此降低浪涌电压增强包括开关的装置的可靠性。



技术实现要素:

本公开涉及控制半导体功率开关设备的关断,并且更具体地涉及通过以下方式执行半导体功率开关设备的智能关断:执行低侧半导体功率开关的软关断,同时防止高侧半导体功率开关的硬关断直到软关断完成之后为止,以便提供保护以免受过电流条件(诸如短路)的影响。

在一个实施方案中,电路包括

延迟电路,该延迟电路具有耦接到第一关断信号的输入以及产生第二关断信号的输出,该延迟电路通过将第一关断信号的断言延迟续流持续时间来产生第二关断信号;

第一逻辑电路,该第一逻辑电路具有分别耦接到第一关断信号和第二关断信号的第一输入和第二输入以及产生高级智能关断信号的输出,该第一逻辑电路在第一关断信号被断言并且第二关断信号未被断言时断言高级智能关断信号;和

第二逻辑电路,该第二逻辑电路具有耦接到重启信号的第一输入、耦接到高级智能关断信号的第二输入以及产生高级智能复位信号的输出,该第二逻辑电路在重启信号和高级智能关断信号被解除断言时断言高级智能复位信号,并且在重启信号、高级智能关断信号或两者被断言时解除断言高级智能复位信号。

在一个实施方案中,该电路还包括第一脉冲发生器电路,该第一脉冲发生器电路具有耦接到重启信号的输入以及产生置位信号的输出,该第一脉冲发生器电路响应于重启信号的断言而输出置位信号上的脉冲;和第二脉冲发生器电路,该第二脉冲发生器电路具有耦接到高级智能复位信号的输入以及产生复位信号的输出,该第二脉冲发生器电路响应于高级智能复位信号的断言而输出复位信号上的脉冲。

在一个实施方案中,该电路还包括第一驱动电路,该第一驱动电路具有第一驱动输出、耦接到置位信号的第一输入以及耦接到复位信号的第二输入,该第一驱动电路响应于置位信号的断言而断言驱动输出,并且响应于复位信号的断言而解除断言驱动输出。

在一个实施方案中,该电路还包括第二驱动电路,该第二驱动电路具有第二驱动输出以及耦接到第一关断信号的输入,该第二驱动电路响应于第一关断信号的断言而执行第二驱动输出的软关断。

在一个实施方案中,第一驱动输出是栅极驱动器电路的高侧输出,并且第二驱动输出是栅极驱动器电路的低侧输出。

在一个实施方案中,该电路还包括高侧开关,该高侧开关具有耦接到电源的第一导电端子以及耦接到栅极驱动器电路的高侧输出的控制端子,该高侧开关包括续流二极管;和低侧开关,该低侧开关具有耦接到高侧开关的第二导电端子的第一导电端子、耦接到接地端的第二导电端子以及耦接到栅极驱动器电路的低侧输出的控制端子,该低侧开关包括续流二极管。

在一个实施方案中,该电路还包括第三逻辑电路,该第三逻辑电路具有耦接到控制信号的第一输入、耦接到第二关断信号的第二输入以及产生重启信号的输出,该第三逻辑电路在第二关断信号被解除断言时根据控制信号来生成重启信号,并且在第二关断信号被断言时解除断言重启信号。

在一个实施方案中,用于控制电路的方法包括使用延迟电路根据第一延迟信号和续流持续时间来产生第二关断信号;使用第一逻辑电路根据第一关断信号和第二关断信号来产生高级智能关断信号;使用第二逻辑电路根据控制信号和第二关断信号来产生重启信号;使用第一脉冲发生电路响应于重启信号的断言来产生置位信号上的置位脉冲;使用第二脉冲发生电路响应于在高级智能关断信号被解除断言时重启信号的解除断言来产生复位信号上的复位脉冲;以及使用第二脉冲发生电路响应于在重启信号被解除断言时高级智能关断信号的解除断言来产生复位信号上的复位脉冲。

在一个实施方案中,该方法还包括在第一关断信号的断言之后的续流持续时间,响应于第一关断信号的断言而断言第二关断信号;以及响应于第一关断信号的解除断言而解除断言第二关断信号。

在一个实施方案中,该方法还包括在第一关断信号被断言并且第二关断信号被解除断言时断言高级智能关断信号;以及在第一关断信号被解除断言、第二关断信号被断言或两者兼有时解除断言高级智能关断信号。

附图说明

在附图中,所有独立视图以及以下详细描述中类似的附图标号表示相同或功能相似的元件,并且这些附图标号结合到说明书中并且形成说明书的一部分,用于进一步说明包括受权利要求书保护的发明的概念的实施方案并且解释那些实施方案的各种原理和优点。

图1示出了根据一个实施方案的用于控制电动机的装置。

图2示出了根据一个实施方案的全桥电机控制装置。

图3示出了根据一个实施方案的全桥电机控制电路的一部分。

图4a示出了根据一个实施方案的全桥电机控制电路的一部分在紧接着发生短路之后的操作。

图4b示出了根据一个实施方案的在向全桥电机控制电路的低侧开关施加软关断时的操作。

图4c示出了根据一个实施方案的在全桥电机控制电路的智能关断延迟周期期间的操作。

图4d示出了根据一个实施方案的在全桥电机控制电路的智能关断延迟周期之后的操作。

图5示出了根据一个实施方案的栅极驱动器。

图6示出了根据一个实施方案的智能关断电路。

图7包括根据一个实施方案的波形,这些波形示出了包括智能关断电路的栅极驱动器的操作。

图8包括根据一个实施方案的波形,这些波形示出了包括智能关断电路的栅极驱动器的另外操作。

图9包括根据一个实施方案的波形,这些波形示出了包括智能关断电路的栅极驱动器的另外操作。

图10示出了根据一个实施方案的三相电机控制装置。

图11示出了根据一个实施方案的三相电机控制电路的一部分。

图12示出了根据一个实施方案的智能关断过程。

具体实施方式

实施方案涉及用于控制开关的关断的电路和方法。

在以下详细描述中,举例说明和描述了某些例示性实施方案。本领域的技术人员将认识到,这些实施方案可以各种不同的方式进行修改,而不脱离本公开的范围。因此,附图和说明书在本质上应被认为是示例性的,而不是限制性的。类似的附图标号在说明书中表示类似的元件。

在一个实施方案中,电子电路包括延迟电路,该延迟电路具有耦接到第一关断信号的输入以及产生第二关断信号的输出。延迟电路通过将第一关断信号的断言延迟续流持续时间来产生第二关断信号。第一逻辑电路具有分别耦接到第一关断信号和第二关断信号的第一输入和第二输入,并且具有产生高级智能关断信号的输出。第一逻辑电路在第一关断信号被断言并且第二关断信号未被断言时断言高级智能关断信号。第二逻辑电路具有耦接到重启信号的第一输入、耦接到高级智能关断信号的第二输入以及产生高级智能复位信号的输出。第二逻辑电路在重启信号和高级智能关断信号均被解除断言时断言高级智能复位信号,并且在重启信号、高级智能关断信号或两者被断言时解除断言高级智能复位信号。

在一个实施方案中,通过将低侧关断信号延迟与预定续流持续时间相对应的间隔来生成高侧关断信号。在一个实施方案中,在高侧关断信号被断言时防止高侧控制信号影响高侧开关的操作。在一个实施方案中,当发生可能引起栅极驱动器故障的条件时,诸如当在过电流条件的发生与低侧关断信号的断言之间的间隔中高侧控制信号关断高侧开关时,为栅极驱动器生成附加复位脉冲。

实施方案通过以下方式执行智能关断:执行低侧开关的软关断,同时防止高侧开关的硬关断直到软关断完成之后为止,以便提供保护以免受过电流条件(诸如短路)的影响。与低侧开关的软关断相结合,实施方案确保在高侧开关的硬关断之前发生预定续流持续时间,即使高侧控制输入在续流持续时间期间变低也是如此。实施方案还生成附加复位脉冲以关断高侧开关,从而避免可由高侧控制输入引起的故障,该故障在已发生过电流条件之后但在实施方案已开始智能关断之前引起高侧开关的硬关断。

图1示出了根据一个实施方案的装置100。装置100通过一个或多个相位信号ph向电动机(下文称为电机)110的线圈提供电流,从而控制该电动机。

在实施方案中,电机110可为无刷直流(bldc)电机、交流感应电机(acim)或永磁同步电机(psms),但实施方案不限于此。在实施方案中,电动机可具有一个绕组、两个绕组、三个绕组或更多个绕组。

装置100包括电机控制电路102、一个或多个栅极驱动器电路(下文称为“栅极驱动器”)104、一个或多个开关电路106以及去耦电容器108。在实施方案中,开关电路106各自包括一个或多个开关,所述一个或多个开关各自包括绝缘栅双极晶体管(igbt)或金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)。在实施方案中,栅极驱动器104和开关电路106设置在单独封装中。在其他实施方案中,栅极驱动器104和开关电路106设置在相同封装中。

电机控制电路102向栅极驱动器104中的每一者提供一个或多个驱动器控制信号ctl,这些栅极驱动器各自向一个或多个相应开关电路106提供一个或多个开关控制信号sco。电机控制电路102从栅极驱动器104、开关电路106或两者接收一个或多个感测信号sense。感测信号sense可包括一个或多个电流感测信号、一个或多个温度感测信号、一个或多个故障检测信号等中的一者或多者。

栅极驱动器104从电机控制电路102接收驱动器控制信号ctl,并且在实施方案中,可从开关电路106接收一个或多个感测信号sense。栅极驱动器104根据所接收的信号来生成开关控制信号sco。栅极驱动器104可还根据内部生成的指示(诸如低电压指示或超温指示)来生成开关控制信号sco。

开关控制信号sco控制开关电路106以将dc电压vdc耦接到电机110的线圈的一个或多个所选端子,并且将接地端耦接到电机110的线圈的一个或多个所选其他端子。因此,开关电路106被操作以控制电流是否流过电机110的每个线圈以及电流流动的方向。可受到控制而将dc电压vdc耦接到电机110的线圈的开关电路106中的开关可称为高侧(hs)开关。可受到控制而将接地端gnd耦接到电机110的线圈的开关电路106中的开关可称为低侧(ls)开关。

在实施方案中,栅极驱动器104响应于故障条件来控制开关电路106以终止流动到电机110或从该电机流动的任何电流,而与驱动器控制信号ctl的值无关。终止这些电流可包括执行开关电路106的一个或多个开关的软关断,执行开关电路106的一个或多个开关的延迟硬关断,或两者兼有。故障条件可为过电流条件,诸如可例如由电机110的线圈端子之间的短路引起。

在一个实施方案中,栅极驱动器104执行开关电路106的一个或多个开关(例如,hs开关)的延迟硬关断,同时保证这些开关在预定续流时间结束之前不会关断(通过例如驱动器控制信号ctl之一的转换)。

在一个实施方案中,栅极驱动器104被配置为在开关电路106的一个或多个其他开关(例如,ls开关)受到控制而执行软关断的间隔期间防止开关电路106的一个或多个开关(例如,hs开关)的关断。

在一个实施方案中,栅极驱动器104被配置为避免在发生过电流条件(诸如短路)之后发生的驱动器控制信号ctl的硬关断指示所引起的故障。

图2示出了根据一个实施方案的全桥电机控制装置200,该全桥电机控制装置控制包括单个线圈212的电动机210。装置200控制流过线圈212的电流的量值和方向。

装置200包括电机控制电路202、第一栅极驱动器204u和第二栅极驱动器204v以及第一开关电路206u和第二开关电路206v。栅极驱动器204u和204v可一起对应于图1的栅极驱动器104,并且开关电路206u和206v可一起对应于图1的开关电路106。

在一个实施方案中,栅极驱动器204u和204v包括在相同的集成电路设备中。在一个实施方案中,栅极驱动器204u和204v以及开关电路206u和206v包括在相同的集成电路设备中。

电机控制电路202分别使用第一驱动器控制信号ctlu和第二驱动器控制信号ctlv来控制第一栅极驱动器204u和第二栅极驱动器204v。驱动器控制信号ctlu和ctlv可一起对应于图1的驱动器控制信号ctl。第一栅极驱动器204u使用第一开关控制信号scou来控制第一开关电路206u。第二栅极驱动器204v使用第二开关控制信号scov来控制第二开关电路206v。开关控制信号scou和scov可一起对应于图1的开关控制信号sco。

当第一栅极驱动器204u接通第一开关电路206u的hs开关并且第二栅极驱动器204v接通第二开关电路206v的ls开关时,流过线圈212的电流可沿第一方向流动。响应于在电流沿第一方向流动时故障条件的检测,第二栅极驱动器204v可控制第二开关电路206v的ls开关以执行软关断,而第一栅极驱动器204u保持第一开关电路206u的hs开关处于接通状态。在第二开关电路206v的ls开关的软关断完成之后并且在自故障条件的检测起已经过预定续流间隔之后,第一栅极驱动器204u关断第一开关电路206u的hs开关。在一个实施方案中,第一栅极驱动器204u控制hs开关以执行硬关断。故障条件可为过电流条件或短路条件,诸如跨线圈212的短路。

第一栅极驱动器204u防止hs开关在续流间隔期间被第一栅极驱动器控制信号ctlu关断。此外,第一栅极驱动器204u可操作以确保在故障引起hs开关在出现故障条件之后接通的续流间隔结束时hs开关被关断。

当第一栅极驱动器204u接通第一开关电路206u的ls开关并且第二栅极驱动器204v接通第二开关电路206v的hs开关时,流过线圈212的电流可沿与第一方向相反的第二方向流动。响应于在电流沿第二方向流动时故障条件的检测,第一栅极驱动器204u可控制第一开关电路206u的ls开关以执行软关断,而第二栅极驱动器204v保持第二开关电路206v的hs开关处于接通状态。在第一开关电路206u的ls开关的软关断完成之后并且在自故障条件的检测起已经过续流间隔之后,第二栅极驱动器204v关断第二开关电路206v的hs开关。在一个实施方案中,第二栅极驱动器204v控制hs开关以执行硬关断。

第二栅极驱动器204v防止hs开关在续流间隔期间被第二驱动器控制信号ctlv关断。此外,第一栅极驱动器204v可操作以确保在故障引起hs开关在出现故障条件之后接通的续流间隔结束时hs开关被关断。

图3示出了根据一个实施方案的与图2的装置200的一部分相对应的电路300。所示部分对应于图2的栅极驱动器204u和204v以及开关电路206u和206v。图3的线圈312对应于图2的电动机210的线圈212。

图3的电路300包括第一栅极驱动器304u和第二栅极驱动器304v、第一hs开关306uh和第二hs开关306vh、第一ls开关306ul和第二ls开关306vl、上拉电阻器314、以及第一电流感测(cs)电阻器316u和第二cs电阻器316v。第一hs开关306uh、第一ls开关306ul和第一cs电阻器316u一起对应于图2的第一开关电路206u。第二hs开关306vh、第二ls开关306vl和第二cs电阻器316v一起对应于图2的第二开关电路206v。

在图3所示的实施方案中,hs开关和ls开关306uh、306ul、306vh和306vl各自包括igbt以及跨igbt反并联连接的集成续流二极管,但实施方案不限于此。在另一个实施方案中,这些开关各自包括分立igbt和分立续流二极管。在另一个实施方案中,这些开关各自包括mosfet和集成或分立续流二极管。

图3所示的开关306uh、306ul、306vh和306vl中的每一者包括与所包括的igbt的集电极相对应的第一导电端子、与所包括的igbt的发射极相对应的第二导电端子以及与所包括的igbt的栅极相对应的控制端子。

栅极驱动器304u和304v包括相应高侧输入(hin)、低侧输入(lin)和电流感测(cs)信号(csc),其对于第一栅极驱动器304u而言分别接收第一高侧输入信号hinu、第一低侧输入信号linu和第一cs信号cscu,并且其对于第二栅极驱动器304v而言分别接收第二高侧输入信号hinv、第二低侧输入信号linv和第二cs信号cscv。第一高侧输入信号hinu、第一低侧输入信号linu和第一cs信号cscu可共同对应于图2的第一驱动器控制信号ctlu,并且第二高侧输入信号hinv、第二低侧输入信号linv和第二cs信号cscv可共同对应于图2的第二驱动器控制信号ctlv。在一个实施方案中,第一cs信号cscu和第二cs信号cscv可为相同信号。

栅极驱动器304u和304v还包括相应逻辑电源电压vdd、dc电源电压vdc和接地端gnd端子。

栅极驱动器304u和304v生成相应高侧输出(ho)、自举电压回路(vs)和低侧输出(lo)信号,第一栅极驱动器304u分别通过这些信号提供第一高侧输出信号hou、第一自举电压回路vsu和第一低侧输出信号lou,并且第二栅极驱动器304v分别通过这些信号提供第二高侧输出信号hov、第二自举电压回路vsv和第二低侧输出信号lov。信号hou、vsu和lou可共同对应于图2的第一开关控制信号scou,并且信号hov、vsv和lov可共同对应于图2的第二开关控制信号scov。

第一高侧输出信号hou和第一自举电压回路vsu分别提供给第一hs开关306uh的控制端子和第二导电端子。第一低侧输出信号lou提供给第一ls开关306ul的控制端子。

第二高侧输出信号hov和第二自举电压回路vsv分别提供给第二hs开关306vh的控制端子和第二导电端子。第二低侧输出信号lov提供给第二ls开关306vl的控制端子。

hs开关306uh和306vh的第一导电端子耦接到dc电压vdc。第一hs开关306uh的第二导电端子和第一ls开关306ul的第一导电端子耦接到线圈312的第一端子u。第二hs开关306vh的第二导电端子和第二ls开关306vl的第一导电端子耦接到线圈312的第二端子v。第一ls开关306ul和第二ls开关306vl的第二导电端子分别通过第一cs电阻器316u和第二cs电阻器316v耦接到接地端gnd。

分别跨第一cs电阻器316u和第二cs电阻器316v生成第一cs信号ucs和第二cs信号vcs。cs信号ucs和vcs可提供给电机控制电路(诸如图2的电机控制电路202),并且可用于生成cs信号cscu和cscv中的一者或多者。

栅极驱动器304u和304v还包括相应故障输出/关闭(fo/sd)输入-输出信号,这些信号被配置为以线或配置的方式与上拉电阻器314连接,以使得fo/sd信号在被栅极驱动器304u和304v中的一者或多者拉低时具有低值,否则具有高值。

下文将相对于图4至图9描述图3所示的电路的操作。

图4a至图4d示出了栅极驱动器的智能关断电路响应于由栅极驱动器控制的电机的两个端子之间的短路而进行的操作。在图4a至图4d中,在单线圈电机的两个端子之间发生短路,但实施方案不限于此。例如,实施方案可响应于具有三个或更多个线圈的电机的任何两个线圈之间的短路来操作。

图4a至图4d各自包括第一hs开关406uh和第二hs开关406vh、第一ls开关406ul和第二ls开关406vl、第一cs电阻器416u和第二cs电阻器416v以及线圈412,它们分别对应于图3的类似名称和编号的部件。图4a至图4d还包括跨线圈412的短路418以及寄生电感420,该寄生电感表示从开关到线圈412的第一端子u的连接和从开关到线圈412的第二端子v的连接的组合寄生电感。

图4a示出了在紧接着发生短路之后的操作。电流(由灰色箭头指示)从dc电压vdc流过第二hs开关406vh、短路418和第一ls开关406ul到达接地端gnd。

当电流流动时,其引起能量以磁场形式储存在寄生电感420中。随时间推移而形成跨寄生电感420的电压降。

图4b示出了在执行第一ls开关406ul的软关断时的操作。当第一ls开关406ul被关断时,从dc电压vdc到接地端gnd的电流减小,如虚线灰色箭头所指示。

电流的减小被寄生电感420阻止。当寄生电感420从其储存的磁场汲取能量来生成电流时,跨寄生电感420的电压降使极性发生逆转。寄生电感420所生成的电流从寄生电感420的正端子流动到寄生电感420的负端子,流过短路418、第一hs开关406uh的续流二极管以及第二hs开关406vh,如实心灰色箭头所指示。

图4c示出了在第一ls开关406ul的软关断完成之后的智能关断延迟周期期间的操作。在该周期期间,第二hs开关406vh保持接通,并且没有电流从dc电压vdc流到接地端gnd。

寄生电感420的磁场的衰减所生成的电流从寄生电感420的正端子流动到寄生电感420的负端子,流过短路418、第一hs开关406uh的续流二极管以及第二hs开关406vh。电流在磁场减小时减小。

图4d示出了在智能关断延迟周期之后所有开关406uh、406vh、406ul和406vl被关断时的操作。由于在图4d所示的时间时寄生电感420的磁场尚未减小到零,因此寄生电感420仍在生成电流。

电流仍必须从寄生电感420的正端子流到寄生电感420的负端子。可供电流使用的唯一路径是经过短路418、第一hs开关406uh的续流二极管、提供dc电压vdc的电源,往回经过接地端gnd,然后经过第二ls开关406vh的续流二极管。在一个实施方案中,电流从dc电压vdc到接地端gnd的路径包括去耦电容器,诸如图1的去耦电容器108。

为了使电流流过该路径,跨寄生电感420生成的电压上升到大于dc电压vdc值的值,从而生成具有以下值的潜在破坏性浪涌电压v浪涌:

vsurge=vvdc+2×vfd+ip_ind(rvdc+rcs)方程1

其中vvdc是dc电压vdc的电压,vfd是开关406uh、406vh、406ul和406vl的续流二极管的正向电压降,ip_ind是寄生电感420所生成的电流,rvdc是vdc电源的有效输出阻抗,并且rcs是cs电阻器416v的电阻。

由于寄生电感器420的磁场的瓦解所生成的电流ip_ind在图4c所示的智能关断延迟周期期间减小,因此与在未发生智能关断延迟周期时本将产生的相比,图4d中产生的浪涌电压v浪涌减小。这减少了电压浪涌v浪涌造成电路中的设备损坏的可能性。

图5示出了根据一个实施方案的栅极驱动器504,该栅极驱动器可对应于图3的第一栅极驱动器304u和第二栅极驱动器304v中的一者或多者。栅极驱动器504接收hs控制信号hin、ls控制信号lin和电流感测信号csc。栅极驱动器504还包括逻辑电源电压vdd输入、自举电压vb、自举电压回路vs和接地端端子gnd。

栅极驱动器504还接收和生成故障输出/关闭(fo/sd)信号fosd,该信号同时发送和接收已发生故障并且将要执行关闭的指示。在一个实施方案中,fo/sd信号fosd是被配置用于使用上拉电阻器进行线或操作的负真信号。在一个实施方案中,上拉电阻器在栅极驱动器504外部。

ls前置驱动器534生成ls输出lo,该ls输出lo具有相对于接地端gnd的值。ls前置驱动器534包括软关断功能。

hs驱动电路526根据从电平移位电路524接收到的电平移位的置位信号sls和电平移位的复位信号rls来生成hs输出ho。hs输出ho响应于电平移位的置位信号sls的断言而被断言,并且响应于电平移位的复位信号rls的断言而被解除断言。

电平移位电路524可在从智能关断电路520接收的置位信号set被断言时断言电平移位的置位信号sls,并且在来自智能关断电路520的复位信号set被断言时断言电平移位的复位信号rls。电平移位的置位信号sls和复位信号rls可为低电平有效的,即,在被断言时具有低电压值(例如,自举电压vb减去电平移位电路的齐纳二极管的击穿电压)并且在被解除断言时具有高电压值(例如,自举电压vb)。

hs输出ho具有相对于自举电压回路vs的值。在图5所示的实施方案中,使用如hs驱动电路526中所示的齐纳二极管将自举电压回路vs保持在低于自举电压vb的固定电压。

使用自举电路522和外部部件来生成自举电压vb。外部部件可包括耦接在自举电压vb与自举电压回路vs之间的电容器。

由控制输入滤波电路528处理hs控制信号hin和ls控制信号lin,该控制输入滤波电路清除输入信号并且实行这些信号之间的最小死区时间,从而生成经滤波的hs控制信号hinf和经滤波的ls控制信号linf。经滤波的hs控制信号hinf提供给智能关断电路520。经滤波的ls控制信号linf提供给匹配延迟电路530,该匹配延迟电路将经滤波的ls控制信号linf延迟预定匹配延迟以生成延迟的ls控制信号lind。预定匹配延迟被选择为使得从hs控制信号hin到hs输出ho的传播延迟与从ls控制信号lin到ls输出lo的传播延迟基本上相同。

当电流感测信号csc的值大于基准电压542的值时,比较器544断言短路感测信号scs。在一个实施方案中,基准电压为0.5伏。然后通过csc滤波器546对比较器546的输出进行滤波以产生经滤波的短路信号scsf。经滤波的短路信号scsf提供给定时器548,从而响应于经滤波的短路信号scsf被断言而在预定故障持续时间内断言短路检测信号scsd,并且在已经过预定故障持续时间之后解除断言短路关闭信号scsd。在一个实施方案中,预定故障持续时间为120微秒。

短路关闭信号scsd通过噪声滤波器550耦接到开关552。在一个实施方案中,开关552为mosfet,诸如图5所示的n沟道mosfet。响应于短路关闭信号scsd被断言,开关552将fo/sd信号fosd下拉到接地端。

反相施密特触发器540接收fo/sd信号fosd,并且响应于fo/sd信号fosd被下拉而通过噪声滤波器538断言故障输入信号fin。可通过开关522或通过耦接到fo/sd信号fosd的外部电路或设备(诸如另一个栅极驱动器)下拉fo/sd信号fosd。

或栅极536在短路关闭信号scsd和故障输入信号fin中的任一者或两者被断言时断言低侧关断信号lst,并且在短路关闭信号scsd和故障输入信号fin两者被解除断言时解除断言低侧关断信号lst。

ls重启电路532接收延迟的ls控制信号lind和ls关断信号lst,并且控制ls前置驱动器534。当ls关断信号lst被解除断言时,ls重启电路532控制ls前置驱动器534以在延迟的ls控制信号lind被断言时接通耦接到ls输出lo的开关,并且控制ls前置驱动器534以在延迟的ls控制信号lind被解除断言时关断该开关。响应于ls关断信号lst被断言,ls重启电路532控制ls前置驱动器534以执行开关的软关断并且提供重启功能,该重启功能是在故障清除之后由下一个控制信号对输出信号的激活。

智能关断电路520接收经滤波的hs控制信号hinf和ls关断信号lst,并且根据所接收的信号来生成置位信号set和复位信号reset,如下文相对于图6至图10所述。

图6示出了根据一个实施方案的智能关断电路620。智能关断电路620接收hs控制信号hin和ls关断信号lst,并且使用所接收的信号来产生置位信号set和复位信号reset。

智能关断电路620包括第一反相器622、第二反相器634、第三反相器642和第四反相器648、第一或非栅极624、第二或非栅极626、第三或非栅极628、第四或非栅极636、第五或非栅极646和第六或非栅极652、第一与栅极630和第二与栅极644、以及第一延迟电路640、第二延迟电路632和第三延迟电路650。

第一延迟电路640通过将ls关断信号lst延迟预定高级智能关断(asto)延迟时间来产生hs关断信号hst。在一个实施方案中,预定asto延迟时间为5微秒,但实施方案不限于此。在一个实施方案中,第一延迟电路640仅将asto延迟时间应用于ls关断信号lst的上升沿(即,断言),并且通过在无延迟的情况下解除断言hs关断信号hst来响应于ls关断信号lst的下降沿(即,解除断言)。

第二与栅极644从第三反相器642接收hs关断信号hst的反相型式,并且还接收ls关断信号lst。第二与栅极644生成高级智能关断(asto)信号a_sto,该信号响应于ls关断信号lst的断言而在预定智能关断持续时间的持续时间内被断言。asto信号a_sto的断言指示智能关断电路620正准备执行智能关断。

第一或非栅极624和第二或非栅极626耦接在一起而形成置位复位触发器(srff)638。srff638包括从第一反相器622接收反相hs控制信号hinb的复位输入r,以及从第一延迟电路640接收hs关断信号hst的置位输入s。srff638根据其s和r输入的值来产生输出q。

第三或非栅极628和第一与栅极630根据方程hinr=hinandnot(hinborq)来组合hs控制信号hin、反相hs控制信号hinb以及srff638的输出q以产生hs重启信号hinr。

第二延迟电路632、第二反相器634和第四或非栅极636接收hs重启信号hinr,并且产生置位信号set。响应于hs重启信号hinr的断言而在置位信号set上生成正向置位脉冲。正向置位脉冲具有与第二延迟电路632的预定延迟相对应的持续时间。在一个实施方案中,第二延迟电路632的预定延迟为200纳秒,但实施方案不限于此。

第五或非栅极646接收asto信号a_sto和hs重启信号hinr,并且生成asto复位输入信号a_hinr。当asto信号a_sto和hs重启信号hinr两者均被解除断言时,asto复位输入信号a_hinr被断言。

第三延迟电路650、第四反相器648和第六或非栅极652接收asto复位输入信号a_hinr,并且产生复位信号reset。响应于asto复位输入信号a_hinr的断言而在复位信号reset上生成正向复位脉冲。正向复位脉冲具有与第三延迟电路650的预定延迟相对应的持续时间。在一个实施方案中,第二延迟电路650的预定延迟为200纳秒,但实施方案不限于此。

因此,智能关断电路620响应于以下情形而在复位信号reset上生成正向复位脉冲:在asto信号a_sto被解除断言时hs重启信号hinr被解除断言;响应于在hs重启信号hinr被解除断言时asto信号a_sto被解除断言;以及响应于hs重启信号hinr和asto信号a_sto两者同时被解除断言。当hs重启信号hinr和asto信号a_sto中的一者或两者被断言时,不在复位信号reset上生成脉冲。

图7包括根据一个实施方案的波形,这些波形示出了包括智能关断电路的栅极驱动器的操作。栅极驱动器可为图5的栅极驱动器504,并且智能关断电路可为图6的高级智能关断(asto)电路620。

所示波形包括v相位ls控制信号lin(v)、u相位hs控制信号hin(u)、hs重启信号hinr、电流感测信号csc、故障输出/关闭信号fosd、ls关断信号lst、hs关断信号hst、asto信号a_sto、置位信号set、复位信号reset、hs输出信号ho和ls输出信号lo。所示信号对应于图5和图6中类似名称的信号。除非另外指明,否则这些信号对应于u相位栅极驱动器中的那些。

在第一时间t1,v相位ls控制信号lin(v)和u相位hs控制信号hin(u)被断言。作为响应,v相位ls输出信号lo(v)和hs重启信号hinr(u)分别被断言。响应于hs重启信号hinr(u)被断言,在置位信号set(u)上生成置位脉冲。响应于置位信号set(u)上的置位脉冲,u相位hs输出信号ho(u)被断言。

在第二时间t2,过电流条件(诸如短路)引起电流感测信号csc的值上升。

在第三时间t3,电流感测信号csc的值的上升被检测为短路条件,从而引起ls关断信号lst在预定持续时间内被断言。在一个实施方案中,预定持续时间对应于图5的定时器548的持续时间。

响应于ls关断信号lst的断言,asto信号a_sto被断言并且使用v相位ls输出信号lo(v)来执行相位v的ls开关的软关断。在ls关断信号lst被断言之后发生滤波和传播延迟,故障输出/关闭信号fosd被拉低以向其他栅极驱动器指示正发生过电流情况。

在第四时间t4,响应于在ls关断信号lst的断言之后经过预定asto延迟时间,hs关断信号hst被断言。预定asto延迟时间可对应于图6的第一延迟电路640的延迟时间。asto延迟时间tastod可被选择用于提供有保证的最小续流时间以供寄生电感中储存的能量耗散,以便降低在hs开关被关断时寄生电感中储存的能量所产生的浪涌电压。在一个实施方案中,asto延迟时间可为5微秒,但实施方案不限于此。在一个实施方案中,asto延迟时间仅应用于ls关断信号lst的上升沿,并且ls关断信号lst的下降沿引起hs关断信号hst在无延迟的情况下被解除断言。

响应于hs关断信号hst被断言,asto信号a_sto和hs重启信号hinr(u)被解除断言。响应于在hs重启信号hinr(u)被解除断言时asto信号a_sto被解除断言,在复位信号reset上生成正向复位脉冲。响应于复位信号reset上的正向复位脉冲,u相位hs输出信号ho(u)被解除断言。

在第五时间t5,v相位ls控制信号lin(v)和u相位hs控制信号hin(u)被解除断言。然而,由于ls关断信号lst和hs关断信号hst在第五时间t5被断言,因此v相位ls控制信号lin(v)和u相位hs控制信号hin(u)在第五时间t5的解除断言没有效果。

在第六时间t6,v相位ls控制信号lin(v)和u相位hs控制信号hin(u)被断言。然而,由于ls关断信号lst和hs关断信号hst在第六时间t6被断言,因此v相位ls控制信号lin(v)和u相位hs控制信号hin(u)在第六时间t6的断言没有效果。

在第七时间t7,ls关断信号lst的断言结束。ls关断信号lst的解除断言引起hs关断信号hst被解除断言,并且释放fo/sd信号fosd的下拉,从而允许fo/sd信号fosd被上拉。

在第八时间t8,v相位ls控制信号lin(v)和u相位hs控制信号hin(u)被断言。作为响应,v相位ls输出信号lo(v)和hs重启信号hinr(u)被断言。响应于hs重启信号hinr(u)被断言,在置位信号set(u)上生成置位脉冲。响应于置位信号set(u)上的置位脉冲,u相位hs输出信号ho(u)被断言。

在第九时间t9,v相位ls控制信号lin(v)和u相位hs控制信号hin(u)被解除断言。作为响应,v相位ls输出信号lo(v)和hs重启信号hinr(u)分别被解除断言。响应于在asto信号a_sto被解除断言时hs重启信号hinr(u)被解除断言,在复位信号reset上生成复位脉冲。响应于复位信号reset上的复位脉冲,u相位hs输出信号ho(u)被解除断言。

图8包括根据一个实施方案的波形,这些波形示出了包括智能关断电路的栅极驱动器的另外操作。这些信号与图7所示的那些相同。

栅极驱动器和智能关断电路在图8的第一时间t1、第二时间t2和第三时间t3的操作如分别针对图7中的那些时间所述。

在第四时间t4,v相位ls控制信号lin(v)和u相位hs控制信号hin(u)在asto延迟时间结束之前被解除断言。响应于u相位hs控制信号hin(u)的解除断言,hs重启信号hinr(u)被解除断言。然而,由于在第四时间t4时asto信号a_sto被断言并且ls软关断已经被执行,因此v相位ls控制信号lin(v)和u相位hs控制信号hin(u)在第四时间t4的解除断言没有效果。

在第五时间t5,响应于在ls关断信号lst的断言之后经过预定asto延迟时间,hs关断信号hst被断言。预定asto延迟时间可对应于图6的第一延迟电路640的延迟时间。asto延迟时间tastod可被选择用于提供有保证的最小续流时间以供寄生电感中储存的能量耗散,以便降低在hs开关被关断时寄生电感中储存的能量所产生的浪涌电压。在一个实施方案中,asto延迟时间可为5微秒,但实施方案不限于此。在一个实施方案中,asto延迟时间仅应用于ls关断信号lst的上升沿,并且ls关断信号lst的下降沿引起hs关断信号hst在无延迟的情况下被解除断言。

响应于hs关断信号hst被断言,asto信号a_sto被解除断言。响应于在hs重启信号hinr(u)被解除断言时asto信号a_sto被解除断言,在复位信号reset上生成正向复位脉冲。响应于复位信号reset上的正向复位脉冲,u相位hs输出信号ho(u)被解除断言。

栅极驱动器和智能关断电路在图8的第六时间t6、第七时间t7、第八时间t8和第九时间t9的操作如分别针对图7中的那些时间所述。

图9包括根据一个实施方案的波形,这些波形示出了包括智能关断电路的栅极驱动器的另外操作。这些信号与图7所示的那些相同。将参照图4a至图4d解释栅极驱动器的操作,其中v相位ls控制信号lin(v)对应于向第一ls开关406ul的栅极提供的信号,并且u相位hs控制信号hin(u)对应于向第二hs开关406vh的栅极提供的信号。

在第一时间t1,v相位ls控制信号lin(v)和u相位hs控制信号hin(u)被断言。作为响应,v相位ls输出信号lo(v)和hs重启信号hinr(u)分别被断言。响应于hs重启信号hinr(u)被断言,在置位信号set(u)上生成置位脉冲。响应于置位信号set(u)上的置位脉冲,u相位hs输出信号ho(u)被断言。

在第二时间t2,过电流条件(例如,图4a所示的短路418)引起电流感测信号csc的值上升。过电流条件引起能量储存在图4a的寄生电感420中。

在第三时间t3,v相位ls控制信号lin(v)和u相位hs控制信号hin(u)在ls关断信号lst的断言之前被解除断言。响应于v相位ls控制信号lin(v)和u相位hs控制信号hin(u)的解除断言,v相位ls输出信号lo(v)和u相位hs输出信号ho(u)分别被解除断言。

由于v相位ls控制信号lin(v)和u相位hs控制信号hin(u)分别在第三时间t3被解除断言,因此第一ls开关406ul和第二hs开关406vh执行硬关断,从而引起图4d所示的情况。由于在已通过过电流条件将能量储存在寄生电感420中之后第一ls开关406ul和第二hs开关406vh才执行硬关断,因此寄生电感420中储存的能量基本上大于正常硬关断时的能量。由于未执行第二hs开关406vh的智能关断,因此与图7和图8所示场景中的情况相比,第二hs开关406vh的硬关断可引起基本上更高的浪涌电压v浪涌生成。

浪涌电压v浪涌可引起栅极驱动器发生故障并且断言u相位hs输出信号ho(u),如第四时间t4之后的周期中的阴影矩形所指示。u相位hs输出信号ho(u)的错误断言可接通第二hs开关406vh。

在第四时间t4,电流感测信号csc的值的上升被检测为短路条件,从而引起ls关断信号lst在预定持续时间内被断言。在一个实施方案中,预定持续时间对应于图5的定时器548的持续时间。

响应于ls关断信号lst的断言,asto信号a_sto被断言。在ls关断信号lst被断言之后发生滤波和传播延迟,故障输出/关闭信号fosd被拉低以向其他栅极驱动器指示正发生过电流情况。

与图7和图8所示的场景不同,由于第一ls开关406ul已经在第四时间t4被关断,因此响应于ls关断信号lst的断言而不执行第一ls开关406ul的软关断。此外,由于hs重启信号hinr(u)已在第四时间t4被解除断言,因此响应于在hs重启信号hinr(u)被解除断言时asto信号a_sto被解除断言,在复位信号reset上生成正向复位脉冲。响应于复位信号reset上的正向复位脉冲,u相位hs输出信号ho(u)被解除断言。

在第五时间t5,响应于在ls关断信号lst的断言之后经过预定asto延迟时间,hs关断信号hst被断言。预定asto延迟时间可对应于图6的第一延迟电路640的延迟时间。在一个实施方案中,asto延迟时间可为5微秒,但实施方案不限于此。

响应于hs关断信号hst被断言,asto信号a_sto被解除断言。响应于在hs重启信号hinr(u)被解除断言时asto信号a_sto被解除断言,在复位信号reset上生成正向复位脉冲。当u相位hs输出信号ho(u)已因浪涌电压v浪涌所引起的栅极驱动器故障而被断言时,u相位hs输出信号ho(u)响应于复位信号reset上的正向复位脉冲而被解除断言。

在第六时间t6,v相位ls控制信号lin(v)和u相位hs控制信号hin(u)被断言。然而,由于ls关断信号lst和hs关断信号hst在第六时间t6被断言,因此v相位ls控制信号lin(v)和u相位hs控制信号hin(u)在第六时间t6的断言没有效果。

在第七时间t7,ls关断信号lst的断言结束。ls关断信号lst的解除断言引起hs关断信号hst被解除断言,并且释放fo/sd信号fosd的下拉,从而允许fo/sd信号fosd被上拉。

在第五时间t5不存在该实施方案所生成的复位信号reset上的正向复位脉冲的情况下,可能仍会在第七时间t7接通第二hs开关406vh,这是可能已在第四时间t4之后发生的栅极故障的结果。由于可在第七时间t7之后激活电路的其他相位,因此可接通图4的第二ls开关406vl,并且如果在第五时间t5尚未通过该实施方案所生成的复位信号reset上的正向复位脉冲来关断第二hs开关406vh,则潜在破坏性的电流可流过第二hs开关406vh和第二ls开关406vl。这通过该实施方案加以防止。

栅极驱动器和智能关断电路在图9的第八时间t8和第九时间t9的操作如分别针对图7中的那些时间所述。

图10示出了根据一个实施方案的三相电机控制装置1000,该三相电机控制装置控制包括第一线圈1012u、第二线圈1012v和第三线圈1012w的电动机1010。装置1000控制流过线圈1012u、1012v和1012w的电流的量值和方向。

装置1000包括电机控制电路1002、第一栅极驱动器1004u、第二栅极驱动器1004v和第三栅极驱动器1004w以及第一开关电路1006u、第二开关电路1006v和第三开关电路1006w。栅极驱动器1004u、1004v和1004w可一起对应于图1的栅极驱动器104,并且开关电路1006u、1006v和1006w可一起对应于图1的开关电路106。

在一个实施方案中,栅极驱动器1004u、1004v和1004w包括在相同的集成电路设备中。在一个实施方案中,栅极驱动器1004u、1004v和1004w以及开关电路1006u、1006v和1006w包括在相同的集成电路设备中。

装置1000以与上述图2的装置200类似的方式操作,因此为简洁起见,省略了详细描述。

响应于在电流流过开关电路1006u、1006v和1006w中的一个所选对开关电路时故障条件的检测,装置1000可控制该对开关电路中的第一者的ls开关以执行软关断,同时保持该对开关电路中的第二者的hs开关处于接通状态。在ls开关的软关断完成之后并且在自故障条件的检测起已经过续流间隔之后,装置1000可关断hs开关。在一个实施方案中,装置1000控制hs开关以执行硬关断。

装置1000防止hs开关在续流间隔期间被第二驱动器控制信号ctlv关断。此外,装置1000可操作以确保在故障引起开关电路1006u、1006v和1006w的hs开关在出现故障条件之后接通的续流间隔结束时所有hs开关被关断。

图11示出了根据一个实施方案的与图10的装置1000的一部分相对应的电路。所述部分对应于图10的栅极驱动器1004u、1004v和1004w以及开关电路1006u、1006v和1006w。图11的电动机1110的线圈1112u、1112v和1112w对应于图10的电动机1010的线圈1012u、1012v和1012w。

图11的电路包括第一栅极驱动器1104u、第二栅极驱动器1104v和第三栅极驱动器1104w、第一hs开关1106uh、第二hs开关1106vh和第三hs开关1106wh、第一ls开关1106ul、第二ls开关1106vl和第三ls开关1106wl、上拉电阻器1114、以及第一电流感测(cs)电阻器1116u、第二cs电阻器1116v和第三cs电阻器1116w。第一hs开关1106uh、第一ls开关1106ul和第一cs电阻器1116u一起对应于图11的第一开关电路1106u。第二hs开关1106vh、第二ls开关1106vl和第二cs电阻器1116v一起对应于图11的第二开关电路1106v。第三hs开关1106wh、第三ls开关1106wl和第三cs电阻器1116w一起对应于图11的第三开关电路1106w。

图11的电路以与如上所述图3的电路类似的方式操作,因此为简洁起见,将省略图11的电路的进一步描述。

图12示出了根据一个实施方案的由电路执行的智能关断过程1200。在一个实施方案中,可使用栅极驱动器电路中的高级智能关断电路(诸如图5的栅极驱动器504中的高级智能关断电路520)来执行过程1200。

在s1202处,该电路接收故障指示。在一个实施方案中,该故障指示指示过电流情况,诸如可由使用该电路控制的电动机的端子之间的短路引起。在一个实施方案中,故障指示可为使用电流感测信号确定的指示或由另一种栅极驱动器电路生成的故障输出/关闭指示中的任一者或两者。在一个实施方案中,该电路响应于故障指示而断言故障输出/关闭指示。

在s1204处,过程1200确定控制信号是否已被解除断言。在一个实施方案中,控制信号对应于用于控制耦接到该电路的开关的控制信号,其中控制信号的断言指示该开关将要被接通,并且控制信号的解除断言指示该开关将要被关断。在一个实施方案中,该开关是使用该电路控制的一对开关中的高侧(hs)开关,该对中的另一个开关是低侧(ls)开关。hs开关可被配置为提供电流,并且ls开关可被配置为汲取电流。

当过程1200确定控制信号被解除断言时,过程1200前进至s1206。当过程1200确定控制信号被断言时,过程1200前进至s1208。

在s1206处,过程1200响应于故障指示而断言低侧关断(lst)信号,并且前进至s1210。

在s1208处,过程1200响应于故障指示而断言lst信号,并且前进至s1210。在一个实施方案中,过程1200还响应于lst信号的断言而启动ls开关的软关断。

在s1210时,过程1200禁用控制信号对hs开关的控制,从而防止控制信号影响hs开关是接通还是断开。在一个实施方案中,过程1200通过防止置位信号和复位信号中的任一者或两者响应于控制信号的值而断言,由此禁用控制信号对hs开关的控制,其中置位信号引起hs开关被接通,并且复位信号引起hs开关被关断。

在s1212时,在lst信号的断言之后的第一延迟周期,过程1200断言高侧关断(hst)信号。第一延迟周期可对应于预定最小续流持续时间。在一个实施方案中,第一延迟周期为5微秒。

在s1214处,过程1200响应于hst信号的断言而关断hs开关(如果该开关为接通的话)。在一个实施方案中,过程1200响应于hst信号的断言而断言复位信号,并且复位信号耦接到用于生成hs开关的栅极控制信号的锁存器的复位输入。

在s1216处,在lst信号的断言之后的第二延迟周期,过程1200解除断言lst和hst信号。在一个实施方案中,第二延迟周期为120微秒。在一个实施方案中,在lst信号的断言之后的第二延迟周期,过程1200还解除断言故障输出/关闭指示。

在s1218处,响应于lst和hst信号的解除断言,过程1200启用控制信号对hs开关的控制,从而允许控制信号影响hs开关是接通还是断开。在一个实施方案中,过程1200通过允许置位信号和复位信号中的任一者或两者响应于控制信号的值而断言,由此启用控制信号对hs开关的控制。

本公开的实施方案包括被配置为进行本文所述操作中的一个或多个操作的电子设备,例如一个或多个封装的半导体设备。然而,实施方案并不限于此。

a1.本公开的一个实施方案包括用于控制开关的电路,该电路包括:

延迟电路,该延迟电路具有耦接到第一关断信号的输入以及产生第二关断信号的输出,该延迟电路通过将第一关断信号的断言延迟续流持续时间来产生第二关断信号;

第一逻辑电路,该第一逻辑电路具有分别耦接到第一关断信号和第二关断信号的第一输入和第二输入以及产生高级智能关断信号的输出,该第一逻辑电路在第一关断信号被断言并且第二关断信号未被断言时断言高级智能关断信号;和第二逻辑电路,该第二逻辑电路具有耦接到重启信号的第一输入、耦接到高级智能关断信号的第二输入以及产生高级智能复位信号的输出,该第二逻辑电路在重启信号和高级智能关断信号被解除断言时断言高级智能复位信号,并且在重启信号、高级智能关断信号或两者被断言时解除断言高级智能复位信号。

a2.根据a1所述的电路,还包括:

第一脉冲发生器电路,该第一脉冲发生器电路具有耦接到重启信号的输入以及产生置位信号的输出,该第一脉冲发生器电路响应于重启信号的断言而输出置位信号上的脉冲;和

第二脉冲发生器电路,该第二脉冲发生器电路具有耦接到高级智能复位信号的输入以及产生复位信号的输出,该第二脉冲发生器电路响应于高级智能复位信号的断言而输出复位信号上的脉冲。

a3.根据a2所述的电路,还包括:

第一驱动电路,该第一驱动电路具有第一驱动输出、耦接到置位信号的第一输入以及耦接到复位信号的第二输入,该第一驱动电路响应于置位信号的断言而断言驱动输出,并且响应于复位信号的断言而解除断言驱动输出。

a4.根据a3所述的电路,还包括:

第二驱动电路,该第二驱动电路具有第二驱动输出以及耦接到第一关断信号的输入,该第二驱动电路响应于第一关断信号的断言而执行第二驱动输出的软关断。

a5.根据a4所述的电路,其中第一驱动输出是栅极驱动器电路的高侧输出,并且其中第二驱动输出是栅极驱动器电路的低侧输出。

a6.根据a5所述的电路,还包括:

高侧开关,该高侧开关具有耦接到电源的第一导电端子以及耦接到栅极驱动器电路的高侧输出的控制端子;和

低侧开关,该低侧开关具有耦接到高侧开关的第二导电端子的第一导电端子、耦接到接地端的第二导电端子以及耦接到栅极驱动器电路的低侧输出的控制端子。

a7.根据a6所述的电路,其中高侧开关和低侧开关各自包括续流二极管以及绝缘栅双极晶体管和金属氧化物半导体场效应晶体管中的一者或多者。

a9.本公开的一个实施方案包括用于控制开关的电路,该电路包括:

用于接收控制信号的第一输入;用于接收第一关断信号的第二输入;用于产生置位信号的第一输出;用于产生复位信号的第二输出;以及延迟电路,

其中该电路被配置为:

使用延迟电路根据第一关断信号和续流持续时间来产生第二关断信号,

根据第一关断信号和第二关断信号来产生高级智能关断信号;

根据控制信号和第二关断信号来产生重启信号,

响应于重启信号的断言而产生置位信号上的置位脉冲,以及

响应于在高级智能关断信号被解除断言时重启信号的解除断言而产生复位信号上的复位脉冲,以及

响应于重启信号被解除断言时高级智能关断信号的解除断言而产生复位信号上的复位脉冲。

a10.根据a9所述的电路,其中该电子电路被进一步配置为:

在第一关断信号的断言之后的续流持续时间,响应于第一关断信号的断言而断言第二关断信号;以及

响应于第一关断信号的解除断言而解除断言第二关断信号。

a11.根据a9所述的电路,其中该电子电路被进一步配置为:

在第一关断信号被断言并且第二关断信号被解除断言时断言高级智能关断信号,以及

在第一关断信号被解除断言、第二关断信号被断言或两者兼有时解除断言高级智能关断信号。

a12.根据a9所述的电路,其中该电子电路被进一步配置为:

在第二关断信号被解除断言时根据控制信号来生成重启信号,以及

在第二关断信号被断言时解除断言重启信号。

a13.根据a9所述的电路,还包括:

第一开关控制信号,

其中该电子电路被进一步配置为:

响应于置位脉冲而断言第一开关控制信号;以及

响应于复位脉冲而解除断言第一开关控制信号。

a14.根据a13所述的电路,还包括:

第二开关控制信号,

其中该电子电路被进一步配置为响应于在第二开关控制信号被断言时第一关断信号的断言而执行第二开关控制信号的软关断。

m15.本公开的一个实施方案包括用于控制电路的方法,该方法包括:

使用延迟电路根据第一延迟信号和续流持续时间来产生第二关断信号;

使用第一逻辑电路根据第一关断信号和第二关断信号来产生高级智能关断信号;

使用第二逻辑电路根据控制信号和第二关断信号来产生重启信号;

使用第一脉冲发生电路响应于重启信号的断言来产生置位信号上的置位脉冲;

使用第二脉冲发生电路响应于在高级智能关断信号被解除断言时重启信号的解除断言来产生复位信号上的复位脉冲;以及

使用第二脉冲发生电路响应于在重启信号被解除断言时高级智能关断信号的解除断言来产生复位信号上的复位脉冲。

m18.根据m15所述的方法,还包括:

在第二关断信号被解除断言时根据控制信号来生成重启信号;以及

在第二关断信号被断言时解除断言重启信号。

m19.根据m15所述的方法,还包括:

响应于置位脉冲来断言第一开关控制信号;以及

响应于复位脉冲来解除断言第一开关控制信号。

m20.根据m19所述的方法,还包括:

响应于在第二开关控制信号被断言时第一关断信号的断言来执行第二开关控制信号的软关断。

虽然已结合目前被认为实用的实施方案描述了本发明,但是实施方案并不限于所公开的实施方案,而是相反可包括所附权利要求书的实质和范围内所包括的各种修改形式和等同布置方式。该方法中描述的操作的顺序是例示性的,并且一些操作可以被重新排序。此外,两个或更多个实施方案可以组合。

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