驅動IGBT的方法技術

本發明專利技術提供了一種驅動IGBT的方法，其中通過減小IGBT的柵極-發射極電壓的斜率以減小施加在IGBT兩端的瞬態電壓。

【技術實現步驟摘要】

本公開涉及一種驅動IGBT的方法，尤其涉及一種驅動用作限流器的電力裝置的IGBT的方法。
技術介紹
IGBT (絕緣柵雙極晶體管)是通過柵極-發射極端子的電壓驅動裝置，其結合了MOSFET (金屬氧化物半導體場效應晶體管)簡單的柵極驅動特性和BJT (雙極結晶體管)的高電流和低飽和電壓性能。IGBT具有類似MOSFET的高輸入阻抗，以及BJT的高電流和低飽和電壓性能。 圖IA是圖示出IGBT中使用的符號的示意圖，其中D指二極管，C指集電極，E指發射極以及G指柵極。圖IB是圖示出IGBT的關斷特性的曲線圖。如果柵極電壓超過基于柵極靜電容量的閾值電壓，則IGBT被導通，并且如果柵極電壓下降至低于閾值電壓，則IGBT被關斷。在IGBT的切換過程中產生的集電極-發射極電壓(Vce)由導線上的雜散電感和輸入電壓引起的瞬態電壓產生。因此，存在對能夠限制瞬態電壓電平的IGBT驅動技術的需求。圖2是圖示出根據現有技術的IGBT驅動方法的示意圖。參照圖2，瞬態電壓^在并聯電路中在IGBT的兩端產生，其中在流至IGBT 100的電流的關斷操作過程中，常規的IGBT 100和無源元件R、L和C200并聯連接。瞬態電壓對損壞IGBT 100具有絕對影響。緩沖電路(snubber circuit) 300并聯連接以防止常規IGBT電路中的瞬態電壓。術語“緩沖器(snubber)”指的是用于減緩半導體裝置中的瞬態電壓所使用的輔助電路元件或者元件的組合。緩沖電路主要由RC (電阻器-電容器)或者RCD (電阻器-電容器-二極管)形成。然而，在高壓設計中，緩沖電路300需要更多數量的無源元件，于是無源元件造成了在IGBT運行過程中產生附加損耗的問題。
技術實現思路
本公開旨在解決上述現有技術的問題，因此本專利技術的特定實施例的目的是提供一種驅動IGBT的方法，其被配置為控制作為IGBT控制信號的柵極-發射極電壓的斜率。在本公開的一個總體方案中，提供了一種驅動IGBT的方法，其被配置為減小在IGBT驅動IC (集成電路)的關斷過程中施加在IGBT兩端的瞬態電壓，所述方法包括減小IGBT的柵極-發射極電壓的斜率以減小IGBT兩端的瞬態電壓。優選地，但非必須地，減小IGBT的柵極-發射極電壓的斜率的步驟是通過改變IGBT驅動IC的內部電阻來執行的。優選地，但非必須地，所述IGBT驅動IC的內部電阻被改變為大致25k Ω。優選地，但非必須地，減小IGBT的柵極-發射極電壓的斜率的步驟是通過延長IGBT的閾值電壓的保持時間來執行的。根據本公開的驅動IGBT的方法具有的有益效果在于通過控制作為IGBT的控制信號的柵極-發射極電壓的斜率以及通過減小IGBT的電流關斷過程中的電流的斜率，能夠有效地減小在電流關斷過程中施加在IGBT兩端的電壓。附圖說明附圖僅以示例的方式而非限制性的方式描述了根據本專利技術構思的一個以上示例性實施例。附圖中，相似的附圖標記表示相同或相似的元件。因此，參照示例性附圖，通過下面對特定示例性實施例詳細的描述，大量潛在的實用和有用的實施例將變得非常容易理解，在附圖中圖IA是圖示出IGBT中使用的符號的示意圖； 圖IB是圖示出IGBT的關斷特性的曲線圖；圖2是圖示出根據現有技術的IGBT驅動方法的示意圖；圖3是圖示出根據本公開的示例性實施例的驅動IGBT的方法的示意圖；圖4A是圖示出根據本公開的示例性實施例的VeE的變化斜率的圖；以及圖4B是圖示出圖4A的IGBT兩端的電壓的曲線圖。具體實施例方式通過參照附圖的圖I至圖4來最佳地理解所公開實施例及其優點，相似的附圖標記用于表示各個附圖的相似的和對應的部件。在考查下列附圖和詳細說明時，對于本領域的一個普通技術人員來說，所公開實施例的其他特征和優點將會或者將變得顯而易見。旨在將所有這樣的其他特征和優點包括在所公開實施例的范圍內，并使其受到附圖的保護。此外，所圖示的附圖只是示例性的，并且無意聲稱或者隱含對可以實現不同實施例的環境、結構或者過程的限制。因此，所描述的方案有意囊括所有落入本專利技術的范圍和新穎構思內的這樣的替換、改進和變化。同時，此處使用的術語只是出于描述具體的實施方式的目的，而無意限制本公開。此處，術語“第一”、“第二”等不表示任何次序、數量或者重要性，而是用于將一個元件與另一個元件進行區分。例如，第二構成元件可以表示為第一構成元件，并不會偏離本公開的范圍和精神，類似地，第一構成元件可以表示為第二構成元件。如此處所使用的，術語“一(a)”和“一(an)”不表示對數量的限制，而是表示存在至少一個所指事物。就是說，如此處所使用的，單數形式的“一(a)”、“一(an)”和“這個(the)”意圖也包括復數形式，除非上下文另外明確地指出。應理解的是，當提及一個元件“連接到”或者“聯結到”另一個元件時，其可以是直接連接到或者直接聯結到其他元件，或者也可以存在介入元件。相反，當提及一個元件“直接連接到”或者“直接聯結到”另一個元件時，則不存在介入元件。應當進一步理解的是,當在本說明書中使用術語“包含(comprise)”和/或“包含著(comprising)”,或“包括(includes)”和/或“包括著(including)”時，其明確指明了所述特征、區域、整體、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但不排除一個以上其他特征、區域、整體、步驟、操作、元件、組件和/或其組合的存在或者附加。此外，“示例性”僅僅意圖表示舉例的意思，而不表示最佳的意思。還應了解的是，為了簡化和易于理解的目的，此處描述的特征、層和/或元件相對于彼此以特定的尺寸和/或方向圖示出，而實際的尺寸和/或方向與所圖示的可以基本上不同。也就是說，在附圖中，為了清晰起見，可以擴大或者縮小層、區域和/或其他元件的尺寸和相對尺寸。全文中，相似的標記表示相似的元件，并且，將省略彼此完全相同的解釋。如此處可能使用的，術語“大致上”和“大約”為其相應術語和/或事物之間的關系提供了工業上接受的容差。下面將參照附圖詳細描述根據本公開的驅動IGBT的方法。為了去除圖2中的緩沖電路300，并且為了減小在IGBT電流關斷操作過程中IGBT兩端的瞬態電壓，本公開提出一種通過用于控制IGBT電流的改變VeE特性的方法。也就是說，本公開使用IGBT切換技術，而不形成緩沖電路，以防止IGBT被瞬態電壓損壞。圖3是圖示出根據本公開的示例性實施例的驅動IGBT的方法的示意圖。 參照圖3，根據本公開的IGBT驅動由IGBT驅動IC (未示出)實施。也就是說，盡管未示出，但是根據本公開的IGBT驅動由連接至IGBT的IC (集成電路)實施。如圖所示，IGBT驅動電路由IGBT 10和包括電阻器R、電感器L和電容器C的無源元件20并聯形成，并且IGBT驅動IC (未示出)被配置為將控制信號傳送至IGBT 10。IGBT 10兩端的瞬態電壓Vee或者在IGBT 10的關斷操作過程中的尖峰電壓由Ldi/dt確定,其中L指并聯連接的無源元件20中包括的電感器的電感，di/dt指在關斷操作過程中的電流的斜率。也就是說，要么減小電感L，要么減小關斷電流的斜率以減小瞬態電壓。然而，由于電路配置，減小電感L是受限的，于是減小電流的斜率將是更加有效的。因此，本公開提出一種改變Ve本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種驅動絕緣柵雙極晶體管的方法，其被配置為減小在絕緣柵雙極晶體管驅動集成電路的關斷過程中施加在絕緣柵雙極晶體管兩端的瞬態電壓，所述方法包括：減小絕緣柵雙極晶體管的柵極？發射極電壓的斜率以減小絕緣柵雙極晶體管兩端的瞬態電壓。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：李京昊，樸海容，房承炫，沈政煜，崔源寯，金敃志，
申請(專利權)人：LS產電株式會社，
類型：發明
國別省市：