驱动控制器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种驱动控制器。其中，该驱动控制器包括：可控开关；电流检测装置，与可控开关电连接，用于检测可控开关的驱动电流；放大电路，放大电路的输入端用于接收脉宽调制信号，放大电路的输出端与电流检测装置相连接，放大电路用于对接收到的脉宽调制信号进行放大，其中，脉宽调制信号用于驱动可控开关。本实用新型解决了现有技术中采集到的驱动控制器的驱动电流的准确度较低的技术问题。
【专利说明】
驱动控制器
技术领域
[0001]本实用新型涉及电子技术领域，具体而言，涉及一种驱动控制器。
【背景技术】
[0002]在现有电子技术领域中，使用功率器件，例如，IGBT等实现变流功能已成为主流，然而IGBT驱动控制器的参数设置对其功率性能有较大的影响。例如，驱动控制器的峰值驱动电流和平均驱动电流的输出能力均对IGBT等功率器件的匹配至关重要，严重的将使IGBT失去控制。现有技术中，在设计驱动控制器的峰值驱动电流时，一般通过公式Ig.max= ΔVge/Rg.min估算峰值驱动电流，其中，Rg.min为栅极电阻的最小值，△ Vge为栅极电阻两端的电压差值。其中，如果栅极电流的震荡表现出低阻尼特性的话，峰值电流会很大，或IGBT的输入电容Cies特性发生异变时，可能会超过驱动器设计的最大驱动电流限值。进一步地，由于IGBT的栅极电荷量Qg不能从IGBT的输入电容Cies计算得出，IGBT规格书中的输入电容Cies仅仅是门极电荷量曲线在原点(Vge = OV)时的一阶近似值，功率半导体的门极电荷量曲线是极其非线性的，并且不同的门极电压摆幅下门极电荷量是不同的，因此。驱动控制器在实际工作中会遇到栅极电压Vge变化的情况。所以，现有技术中峰值驱动电流和输入电容的计算方法，不能得到驱动控制器的准确的峰值驱动电流和栅极电荷量，也就不能得到驱动控制器的驱动功率，因此，对驱动控制器的工作状态和驱动控制器中关键器件的选型有重要的影响。
[0003]针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型实施例提供了一种驱动控制器，以至少解决现有技术中采集到的驱动控制器的驱动电流的准确度较低的技术问题。
[0005]根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种驱动控制器，包括:可控开关；电流检测装置，与所述可控开关电连接，用于检测所述可控开关的驱动电流;放大电路，所述放大电路的输入端用于接收脉宽调制信号，所述放大电路的输出端与所述电流检测装置相连接，所述放大电路用于对接收到的所述脉宽调制信号进行放大，其中，所述脉宽调制信号用于驱动所述可控开关。
[0006]进一步地，所述电流检测装置包括:电流传感器，所述电流传感器的第一端与所述可控开关的第一端电连接，所述电流传感器的第二端与所述放大电路的输出端相连接，用于检测所述可控开关的驱动电流。
[0007]进一步地，所述电流传感器包括霍尔电流传感器。
[0008]进一步地，所述电流传感器的工作带宽为O至10KHz。
[0009]进一步地，所述电流检测装置包括:电压传感器，所述电压传感器的第一端与所述可控开关的第一端相连接，所述电压传感器的第二端与所述放大电路的输出端电连接，用于检测目标电阻两端的电压值;所述目标电阻，所述目标电阻与所述可控开关串联，与所述电压传感器并联。
[0010]进一步地，所述驱动控制器还包括:电压比较器，所述电压比较器的反向输入端与所述电压传感器的第三端相连接，用于将检测到的所述电压值与预设电压值进行比较。
[0011]进一步地，所述电流检测装置与主控制器相连接，其中，所述主控制器用于根据所述驱动电流确定所述驱动控制器的驱动功率，其中，所述驱动功率用于调节所述驱动控制器的驱动电源的输出。
[0012]进一步地，所述放大电路包括推挽电路，所述推挽电路包括偶数个三极管或偶数个场效应管。
[0013]进一步地，所述推挽电路包括第一场效应管和第二场效应管，其中，所述第一场效应管的漏极接高电平信号，所述第一场效应管的源极与所述第二场效应管的漏极相连接，所述第二场效应管的源极接低电平信号，所述第一场效应管的栅极与所述第二场效应管的栅极相连接。
[0014]进一步地，所述可控开关包括以下任一种:绝缘栅双极型晶体管、场效应管、三极管。
[0015]在本实用新型实施例中，采用可控开关；电流检测装置，与所述可控开关电连接，用于检测所述可控开关的驱动电流;放大电路，所述放大电路的输入端用于接收脉宽调制信号，所述放大电路的输出端与所述电流检测装置相连接，所述放大电路用于对接收到的所述脉宽调制信号进行放大，其中，所述脉宽调制信号用于驱动所述可控开关的方式，通过电流检测装置检测实时检测可控开关的驱动电流，进而根据驱动电流实现驱动控制器中关键器件的定型以及确定驱动控制器的驱动功率，相对于现有技术中无法实时检测驱动电流，达到了准确采集可控开关的驱动电流的目的，从而实现了提高采集到的驱动电流的准确度的技术效果，进而解决了现有技术中采集到的驱动控制器的驱动电流的准确度较低的技术问题。
【附图说明】
[0016]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0017]图1是根据本实用新型实施例的一种驱动控制器的示意图；以及
[0018]图2是根据本实用新型实施例的一种可选地驱动控制器的示意图。
【具体实施方式】
[0019]为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
[0020]需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
[0021]图1是根据本实用新型实施例的一种驱动控制器的示意图，如图1所示，该驱动控制器包括可控开关11、电流检测装置13和放大电路15，其中:
[0022]电流检测装置13与可控开关11电连接，用于检测可控开关的驱动电流。
[0023]在本实用新型实施例中，电流检测装置为设置在驱动控制器的相关硬件中的检测装置，用于检测可控开关的驱动电流，其中，电流检测装置可以为任一种电流传感器，例如，霍尔电流传感器，或者任一种电压传感器，例如，霍尔电压传感器，其中，电流传感器用于直接采集可控开关的驱动电流，电压传感器用于间接采集可控开关的驱动电流。
[0024]通过在驱动控制器的相关硬件电路中设置电流检测装置来检测驱动电流，能够实现驱动控制器中关键器件的定型，同时还可以通过驱动电流明确驱动功率，进而保证驱动电流的参数不会影响驱动控制器的可靠性。
[0025]放大电路15的输入端用于接收脉宽调制信号，放大电路的输出端与电流检测装置相连接，用于对接收到的脉宽调制信号进行放大，其中，脉宽调制信号用于驱动可控开关。
[0026]在本实用新型实施例中，脉宽调制信号(Pulse Width Modulat1n，简称PWM)为主控制器输入到驱动控制器的放大电路15中的信号，PffM信号经过放大电路放大之后，能够增加PWM信号的驱动能力，使得PWM信号能够成功地驱动可控开关11。
[0027]在本实用新型实施例中，通过电流检测装置检测实时检测可控开关的驱动电流，进而根据驱动电流实现驱动控制器中关键器件的定型以及确定驱动控制器的驱动功率，相对于现有技术中无法实时检测驱动电流，达到了准确采集可控开关的驱动电流的目的，从而实现了提高采集到的驱动电流的准确度的技术效果，进而解决了现有技术中采集到的驱动控制器的驱动电流的准确度较低的技术问题。
[0028]下面结合图2对本实用新型实施例进行具体的介绍。图2是根据本实用新型实施例的一种可选地驱动控制器的示意图。
[0029]在本实用新型的一个可选实施方式中，可控开关可以为任一种功率器件，例如，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、场效应管(M0SFET，以下均简称为MOS管)和三极管，其中，如图2所示的可控开关11为三极管，其中，可控开关11可以为任一种型号的三极管。
[0030]需要说明的是，在本实用新型实施例中，当可控开关为三极管时，电流检测装置检测到的驱动电流为三极管的基极电流；当可控开关为IGBT或者MOS管时，电流检测装置检测到的驱动电流即为IGBT或者MOS管的栅极电流。
[0031 ] 如图2所示，电流检测装置13包括:电流传感器131、电压传感器132和目标电阻Rg，其中，电流传感器131用于直接检测可控开关11的驱动电流，电压传感器132用于检测目标电阻Rg两端的电压值，然后，通过该电压值间接检测可控开关11的驱动电流。
[0032]需要说明的是，在本实用新型实施例中，电流传感器131与电压传感器132可以单独存在，还可以同时存在，也就是说，在驱动控制器的相关硬件电路中可以仅设置一个电流传感器或者仅设置一个电压传感器，还可以同时设置电流传感器和电压传感器。
[0033]其中，当电流传感器和电压传感器单独存在时，电流传感器131的第一端与可控开关11的第一端电连接，电流传感器的第二端与放大电路的输出端相连接，用于检测可控开关的驱动电流。需要说明的是，在本发明实施例中，电流传感器的工作带宽可以选取为O至10KHz ο
[0034]电压传感器的第一端与可控开关的第一端相连接，电压传感器的第二端与放大电路的输出端电连接，用于检测目标电阻两端的电压值；目标电阻与可控开关串联，并与电压传感器并联。
[0035]当电流传感器和电压传感器同时存在时，电流传感器和电压传感器之间的连接关系如图2所示，8卩，目标电阻Rg串联在电流传感器和可控开关之间，电压传感器与目标电阻并联。
[0036]需要说明的是，在本实用新型实施例中，当可控开关为IGBT或者MOS管时，目标电阻Rg又可以称为栅极电阻。
[0037]如图2所示，该驱动控制器还包括:电压比较器17，其中，电压比较器的反向输入端与电压传感器132的第三端相连接，用于将检测到的电压值与预设电压值进行比较。
[0038]在本实用新型实施例中，通过电压传感器直接采集目标电阻(又可以称为栅极电阻)两端的压降(即，电压值)，不仅能够排除栅极电压Vge或者基极电压的变化而带来的相关参数的变化，还能够了解目标电阻(又可以称为栅极电阻)本身发热对阻值的变化。进一步地，还可以在电压比较器中将电压传感器采集到的压降(即，电压值)与设定的过流保护阈值Vref (S卩，上述预设电压值)进行比较，其中，如果比较出在实际压降值(S卩，电压值)大于或者等于保护阈值Vref (S卩，上述预设电压值)时，驱动控制器自身闭锁并反馈保护信号至主控制器，从而保护驱动控制器中的晶体管不会承受过大的电流，也能指导驱动控制器中晶体管及驱动控制器中支撑电容的合理选型，以保证峰值驱动电流不会影响驱动控制器的可靠性。
[0039]如图2所示，在本实用新型实施例中，电流检测装置还与主控制器相连接，其中，主控制器用于根据驱动电流确定驱动控制器的驱动功率，其中，驱动功率用于调节驱动控制器的驱动电源的输出。
[0040]如图2所示，在本实用新型实施例中，可以目标电阻(又可以称为栅极电阻)的前端设置一个电流传感器131，然后，通过该电流传感器实时采样驱动电流，并将采集到的驱动电流反馈至主控制器，主控制器在接收到驱动电流之后，对驱动电流进行计算，具体算法如下:首先通过公式Jlg*dt准确地计算出不同栅极电压Vge时栅极电荷Qg的实际值，再通过公式Qg*f* AVg计算得到驱动控制器的驱动功率真实值，这样，就通过驱动功率的真实值调节驱动控制器的驱动电源的输出，使驱动电源工作在效率最高的状态。
[0041]在本实用新型实施例中，放大电路可以包括推挽电路，其中，推挽电路包括偶数个三极管或偶数个场效应管。
[0042]如图2所示，放大电路包括两个场效应管，即第一场效应管和第二场效应管，其中，第一场效应管为N沟道耗尽型场效应管，第二场效应管为N沟道增强型场效应管。具体地，第一场效应管的漏极接高电平信号，第一场效应管的源极与第二场效应管的漏极相连接，第二场效应管的源极接低电平信号，第一场效应管的栅极与第二场效应管的栅极相连接。
[0043]在本实用新型实施例中，如图2所示，第一场效应管和第二场效应管的栅极作为推挽电路的输入端，该输入端用于接收主控制器发送的PWM信号，然后，通过第一场效应管和第二场效应管对接收到的HVM信号放大，还可以设置合适的目标电阻(又可以称为栅极电阻)以调节可控开关的“软硬度”，以安全可靠的驱动可控开关(例如，IGBT、M0S管和三极管等功率器件)。
[0044]综上，在图2所示的驱动控制器中，相对于常规驱动控制器设置了电流检测装置，用于检测可控开关的驱动电流，其中，可以使用电流传感器131直接采集驱动电流，或者通过电压传感器132间接采集目标电阻(又可以称为栅极电阻Rg)两端的电压值来测量驱动电流。采集或者测量得到的驱动电流的电流值可反馈至主控制器中进行相应地处理，以便主控制器计算实时驱动控制器的驱动功率，同时，还可以将电压传感器检测到的电压值与预设电压值进行比较，进而来保护驱动控制器中的晶体管不会承受过大的电流，保证驱动控制器的正常运行。
[0045]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种驱动控制器，其特征在于，包括: 可控开关； 电流检测装置，与所述可控开关电连接，用于检测所述可控开关的驱动电流； 放大电路，所述放大电路的输入端用于接收脉宽调制信号，所述放大电路的输出端与所述电流检测装置相连接，所述放大电路用于对接收到的所述脉宽调制信号进行放大，其中，所述脉宽调制信号用于驱动所述可控开关。2.根据权利要求1所述的驱动控制器，其特征在于，所述电流检测装置包括: 电流传感器，所述电流传感器的第一端与所述可控开关的第一端电连接，所述电流传感器的第二端与所述放大电路的输出端相连接，用于检测所述可控开关的驱动电流。3.根据权利要求2所述的驱动控制器，其特征在于，所述电流传感器包括霍尔电流传感器。4.根据权利要求2所述的驱动控制器，其特征在于，所述电流传感器的工作带宽为O至10KHz ο5.根据权利要求1所述的驱动控制器，其特征在于，所述电流检测装置包括: 电压传感器，所述电压传感器的第一端与所述可控开关的第一端相连接，所述电压传感器的第二端与所述放大电路的输出端电连接，用于检测目标电阻两端的电压值； 所述目标电阻，所述目标电阻与所述可控开关串联，与所述电压传感器并联。6.根据权利要求5所述的驱动控制器，其特征在于，所述驱动控制器还包括: 电压比较器，所述电压比较器的反向输入端与所述电压传感器的第三端相连接，用于将检测到的所述电压值与预设电压值进行比较。7.根据权利要求1所述的驱动控制器，其特征在于，所述电流检测装置与主控制器相连接，其中，所述主控制器用于根据所述驱动电流确定所述驱动控制器的驱动功率，其中，所述驱动功率用于调节所述驱动控制器的驱动电源的输出。8.根据权利要求1所述的驱动控制器，其特征在于，所述放大电路包括推挽电路，所述推挽电路包括偶数个三极管或偶数个场效应管。9.根据权利要求8所述的驱动控制器，其特征在于，所述推挽电路包括第一场效应管和第二场效应管，其中，所述第一场效应管的漏极接高电平信号，所述第一场效应管的源极与所述第二场效应管的漏极相连接，所述第二场效应管的源极接低电平信号，所述第一场效应管的栅极与所述第二场效应管的栅极相连接。10.根据权利要求1所述的驱动控制器，其特征在于，所述可控开关包括以下任一种:绝缘栅双极型晶体管、场效应管、三极管。
【文档编号】H03K17/687GK205681390SQ201620591720
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月15日 公开号201620591720.4, CN 201620591720, CN 205681390 U, CN 205681390U, CN-U-205681390, CN201620591720, CN201620591720.4, CN205681390 U, CN205681390U
【发明人】袁金荣
【申请人】珠海格力电器股份有限公司