半导体开关装置驱动设备的制造方法_4

文档序号:8924923阅读:来源:国知局
一转换开关142a的漏极親合到运算放大器145的输出端子。
[0127]第二转换开关142b耦合在控制端子111和地之间。在本实施例中,采用N沟道型MOSFET作为第二转换开关142b。第二转换开关142b的源极耦合到半导体开关装置110的控制端子111,第二转换开关142b的漏极耦合到地。
[0128]逆变器142c耦合到第二转换开关142b的栅极。驱动信号经由逆变器142c输入到第二转换开关142b。驱动信号直接输入到第一转换开关142a。输入到开关142a和142b之一的信号在输入到其它开关时进行反转。图11和图12仅示出了第二转换开关142b。
[0129]在本实施例中,例如从外部ECU输入驱动信号。在本实施例中,高电平驱动信号导通半导体开关装置110。
[0130]参考图14和图15,下文描述图11到图13所示的半导体开关装置驱动设备的操作。在以下描述中,调用温度检测部分120检测到的装置温度或环境温度,简而言之,即半导体开关装置110的温度。
[0131]在上述配置中,驱动部分140根据半导体开关装置110的温度改变施加到控制端子111的驱动电流i的大小,同时温度检测部分120检测温度。具体而言,升高半导体开关装置110的温度增大了驱动电流i。原因如下。在低温下容易发生浪涌,驱动电流i减小以抑制浪涌的发生和变化。在高温下几乎不发生浪涌,驱动电流i增大,以提高开关速度。
[0132]在图14中,“Tl”表示上述温度阈值。如果半导体开关装置110的温度超过温度阈值Tl,逐步增大驱动电流i。如果温度低于或等于温度阈值Tl,驱动电流i的大小对应于恒流源147的第二电流值。如果温度高于或等于温度阈值Tl,驱动电流i的大小对应于恒流源147的第一电流值。
[0133]将描述图15中所示的时序图。在时间点X10,供应给驱动部分140的驱动信号从低电平变为高电平,以断开第一转换开关142a和第二转换开关142b。运算放大器145驱动开关装置146。驱动电流i流向半导体开关装置110的控制端子111。
[0134]可变恒流电路141反馈控制流向第一电阻器143的电流大小,使得对应于第一电阻器143的另一端的第一电压等于对应于第二电阻器144的另一端的第二电压。
[0135]在可变恒流电路141中的运算放大器145的输入端子处维持相同的电势。具体而言,运算放大器145控制开关装置146,使得对应于第一电阻器143的另一端的第一电压(VB-1XRl)等于对应于第二电阻器144的另一端的第二电压(VB-1aXR2)。将流向第一电阻器143的驱动电流i表示为i = (IaXR2)/Rl。施加流向第一电阻器143的基准电流Ia作为通往半导体开关装置110的控制端子111的恒定驱动电流i。换言之,由于表达为i =(IaXR2)/Rl,与流向第二电阻器144的基准电流Ia的大小成比例的电流在第一电阻器143中向控制端子111流动。
[0136]换言之,运算放大器145比较施加到控制端子111的驱动电流i和基准电流la。运算放大器145通过改变与基准电流Ia对应的输出来改变施加到控制端子111的驱动电流i,基准电流Ia随着电流控制信号变化。
[0137]在时间点X10,温度信息Va低于温度阈值Tl。信号发生部分130的比较器131a输出低电平比较信号S。与门电路131c还输出低电平电流控制信号。断开恒流源147的开关149b。因此,第二电阻器144仅允许小于第一电流值的第二电流值的电流。这个电流作为基准电流Ia流向第一恒流源148。
[0138]在时间点XII,温度信息Va超过温度阈值Tl。信号发生部分130的比较器131a输出高电平比较信号S。与门电路131c还输出高电平电流控制信号。导通恒流源147的开关149b。因此,第一电流值的电流作为基准电流Ia流入第二电阻器144,基准电流Ia对应于流向第二恒流源149a的电流和流向第一恒流源148的电流之和。在第一电阻器143中,流动着与第一电流值成比例的电流。结果,驱动电流i在时间点Xll增大,如图15中所示。通过这种方式,驱动部分140基于来自比较器131a的比较结果改变施加到控制端子111的驱动电流。驱动电流i可以在高温下增大,几乎不会导致浪涌。半导体开关装置110能够提尚转换速率,由此提尚开关速度。
[0139]在后继的时间点X12,输入到驱动部分140的驱动信号从高电平变为低电平。断开半导体开关装置110的指令导通第一转换开关142a和第二转换开关142b并且断开开关装置146。经由第二转换开关142b向地释放控制端子111中存储的电荷。控制端子111处的栅极电压变得低于阈值电压并且断开半导体开关装置110。
[0140]如上所述,如果在半导体开关装置110保持导通的时间内半导体开关装置110的温度变高,则驱动电流i增大。尽管在时序图中未示出,如果温度信息Va变得低于温度阈值Tl,基准电流Ia减小,驱动电流i也逐步减小。
[0141 ] 如上所述,在本实施例中,施加到控制端子111的驱动电流i根据半导体开关装置110的温度变化。可以减小驱动电流以降低低温下的转换速率,在低温下更可能导致浪涌。于是,可以限制由于半导体开关装置110中的温度变化导致的浪涌电压发生和变化。另一方面,可以增大驱动电流以提高高温下的转换速率,在高温下较不可能导致浪涌。因此,半导体开关装置110的开关速度增大。结果,可以减少开关损耗。于是,可以限制由于半导体开关装置110中的温度变化导致的浪涌电压发生和变化并且可以减少开关损耗。
[0142]在本实施例中,比较器131a能够用作温度比较部分,恒流源147能够用作电流源,运算放大器145能够用作电流比较部分,第一转换开关142a、第二转换开关142b和逆变器142c能够用作控制部分。
[0143](第九实施例)
[0144]将描述根据本公开第九实施例的半导体开关装置驱动设备。根据本实施例的半导体开关装置驱动设备调节第二电阻器144的电阻值,由此调节施加到半导体开关装置110的控制端子111的驱动电流i的量。
[0145]如图16所示,为可变恒流电路141提供第二电阻器144,第二电阻器144包括彼此串联耦合的电阻器144a (图16中的R21)和电阻器144b (图16中的R22)。电阻器144b的一端親合到电源160,电阻器144b的另一端親合到电阻器144a的一端。电阻器144a的另一端耦合到运算放大器145的非反相输入端子(+)。
[0146]第二电阻器144的电阻器144b与开关14%并联耦合,根据从信号发生部分130输出的电流控制信号导通或断开开关14%。在导通开关14%时,第二电阻器144的电阻值变为电阻器144a的电阻值。在断开开关14%时,第二电阻器144的电阻值变为电阻器144a和144b的电阻值之和。
[0147]信号发生部分130的配置类似于第八实施例中所述信号发生部分130的配置。不过,在本实施例中,低电平电流控制信号导通开关14%,高电平电流控制信号断开开关149b ο
[0148]驱动部分140包括供应预定基准电流Ia的恒流源147。根据本实施例的运算放大器145比较施加到控制端子111的驱动电流i和基准电流Ia或输出这些电流之间的差异。第二电阻器144的电阻值根据电流控制信号变化,以改变运算放大器145的输出,施加到控制端子111的驱动电流相应地变化。亦即,为运算放大器145供应与第一电阻器143的另一端对应的第一电压和与第二电阻器144的另一端或电阻器144a的另一端对应的第二电压。此外,运算放大器145驱动开关装置146,使得第一电压等于第二电压。
[0149]如果信号发生部分130判定温度信息Va低于温度阈值Tl,低电平电流控制信号导通开关149b。结果,基准电流Ia仅流向电阻器144a。在电阻器144a具有电阻值R21时,如上所述,将流向第一电阻器143的驱动电流i表示为i = (IaXR21)/Rlo在第一电阻器143a中,流动着与电阻器144a的电阻值R21成比例的电流。
[0150]另一方面,如果信号发生部分130判定温度信息Va超过温度阈值Tl,高电平电流控制信号断开开关149b。结果,基准电流Ia流向电阻器144a和144b两者。在电阻器144b具有电阻值R22时,如上所述,将流向第一电阻器143的驱动电流i表示为i =(IaX (R21+R22))/Rlo在第一电阻器143中,流动着与电阻器144a的电阻值R21和电阻器144b的电阻值R22之和成比例的电流。
[0151]根据电流控制信号,亦即,在断开开关14%时,驱动部分140增大基准电流Ia流向的第二电阻器144的电阻值。因此,驱动部分140改变运算放大器145的输出并且能够增大施加到控制端子111的驱动电流i。
[0152]如上所述,调节第二电阻器144的电阻值能够增大或减小施加到半导体开关装置110的控制端子111的驱动电流i。
[0153]在本实施例中,第二电阻器144能够用作可变电阻器,运算放大器145能够用作输出部分。
[0154](第十实施例)
[0155]将描述根据本公开第十实施例的半导体开关装置驱动设备。根据本实施例的半导体开关装置驱动设备改变第一电阻器143的电阻值以改变驱动电流i。
[0156]如图17所示,为可变恒流电路141提供第一电阻器143,第一电阻器143包括彼此串联耦合的电阻器143a (图17中的Rll)和电阻器143b (图17中的R12)。电阻器143b的一端親合到电源160,电阻器143b的另一端親合到电阻器143a的一端。电阻器143a的另一端耦合到开关装置146。
[0157]在第一电阻器143中,电阻器143b与开关149b并联親合,根据从信号发生部分130输出的电流控制信号导通或断开开关14%。在导通开关14%时,第一电阻器143的电阻值变为电阻器143a的电阻值。在断开开关14%时,第一电阻器143的电阻值变为电阻器143a和143b的电阻值之和。在本实施例中,低电平电流控制信号导通开关14%,高电平电流控制信号断开开关14%。
[0158]信号发生部分130的配置类似于第八实施例中所述信号发生部分130的配置。类似于第九实施例,驱动部分140包括供应预定基准电流Ia的恒流源147。
[0159]在实施例中,如果信号发生部分130判定温度信息Va低于温度阈值Tl,则低电平电流控制信号断开开关14%。结果,所述电阻器143a和电阻器143b两者都配置第一电阻器143。在电阻器143a具有电阻值Rll并且电阻器143b具有电阻值12的时候,将流向第一电阻器143的驱动电流i表示为i = (IaX (R2))/(Rll+R12))o在第一电阻器143中,流动着与电阻器143a的电阻值Rll和电阻器144b的电阻值R12之和成反比的驱动电流i。驱动电流i小,因为分母很大。
[0160]另一方面,如果信号发生部分130判定温度信息Va超过温度阈值Tl,则高电平电流控制信号导通开关14%。结果,仅电阻器143a配置第一电阻器143。将流向第一电阻器143的驱动电流i表示为i = (IaXR2)/Rl。在第一电阻器143中,流动着与电阻器143a的电阻值Rll成比例的电流。驱动电流i大,因为分母很小。
[0161]如上所述,驱动部分140能够通过根据电流控制信号改变第一电阻器143的电阻值来改变施加到控制端子111的驱动电流i的大小。
[0162]在本实施例中,第一电阻器143能够用作可变电阻器。
[0163](第^^一实施例)
[0164]将描述根据本公开第十一实施例的半导体开关装置驱动设备。根据本实施例的半导体开关装置驱动设备基于多个温度阈值以逐步的方式改变驱动电流i。
[0165]如图18中所示,信号发生部分130包括三个比较器131a到133a,基准电压源131b到133b以及与比较器131a到133a对应的与门电路131c到133c。为基准电压源131b提供基准电压作为温度阈值Tl。为基准电压源132b提供基准电压作为温度阈值T2。为基准电压源133b提供基准电压作为温度阈值T3。在本实施例中,温度阈值T1-T3满足关系T1〈T2〈T3。与
当前第4页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1