開關電路裝置和用于向驅動器電路提供電力的方法制造方法及圖紙

在各種實施例中，提供了開關電路裝置。開關電路裝置可以包括開關電路、驅動器電路和供電電路。驅動器電路可以被配置成控制開關電路。供電電路可以被配置成向驅動器電路提供電力。供電電路可以包括第一電路，第一電路被配置成將供電電路的輸出阻抗修改為：當驅動器電路將開關電路控制成處于導通狀態時具有第一阻抗；并且當驅動器電路將開關電路控制成從非導通狀態變成導通狀態時具有第二阻抗。

【技術實現步驟摘要】
開關電路裝置和用于向驅動器電路提供電力的方法
各種實施例總的來說涉及開關電路裝置和用于向驅動器電路提供電力的方法。
技術介紹
諸如例如功率金屬氧化物半導體場效應晶體管(功率MOSFET)或絕緣門雙極晶體管(IGBT)等的開關晶體管可以用在功率電子設備中。這些晶體管處于ON狀態(或導通狀態)時幾乎不需要門極電流。這樣的功率晶體管通常用低歐姆(或低阻抗)驅動器(例如電壓源)驅動以獲得短的開關時間以便使開關功率損耗保持為低。此外，可以使用具有與PN結的門極-源極(gate-source)特性類似的門極-源極特性的功率晶體管。這樣的晶體管的示例包括結型場效應晶體管(結型FET)和高電子遷移率晶體管(HEMT)。結型場效應晶體管的示例可以包括諸如例如碳化硅(SiC)晶體管之類的具有寬帶隙材料(widebandgapmaterial)的晶體管。高電子遷移率晶體管的示例可以包括諸如例如氮化鎵(GaN)晶體管之類的具有寬帶隙材料的晶體管。在這樣的功率晶體管由電壓源驅動的情況中，例如歸因于溫度變化或參數變化引起的在電壓源的電壓和晶體管的輸入特性上的變化可能導致晶體管的操作點的實質改變，這通常是不期望的。理想地，這樣的晶體管將利用低恒定電流操作在其ON狀態。為了從OFF狀態(或非導通狀態)切換至ON狀態，期望低歐姆電阻驅動以獲得短開關時間以便使開關功率損耗保持為低。將期望的是提供這樣一種用于這些晶體管的操作的驅動器電路。
技術實現思路
在各種實施例中，提供了一種開關電路裝置。開關電路裝置可以包括開關電路、驅動器電路和供電電路。驅動器電路可以被配置成控制開關電路。供電電路可以被配置成向驅動器電路提供電力。供電電路可以包括第一電路，第一電路被配置成將供電電路的輸出阻抗修改為：當驅動器電路將開關電路控制成處于導通狀態時具有第一阻抗；并且當驅動器電路將開關電路控制成從非導通狀態變成導通狀態時具有第二阻抗。附圖說明在附圖中，貫穿不同視圖，相似附圖標記總的來說是指相同部分。附圖并不一定是按比例的，總的來說而是將重點放在圖示專利技術的原理上。在以下描述中，參照以下附圖描述本專利技術的各種實施例，其中：圖1示出根據各種實施例的開關電路裝置；圖2示出根據各種實施例的開關電路裝置；圖3示出根據各種實施例中的圖1的開關電路裝置的實施；圖4示出根據各種實施例中的圖2的開關電路裝置的實施；以及圖5示出用于向根據各種實施例的驅動器電路提供電力的方法。具體實施方式下文參照借助于圖示的方式示出的、可以實踐本專利技術的具體細節和實施例的附圖，進行詳細說明。在此使用措辭“示例性”意味著“用作示例、例子或圖示”。在此作為“示例性”描述的任何實施例或設計并不必被解釋為相對于其它實施例或設計為優選的或有利的。圖1示出根據各種實施例的開關電路裝置100。電路裝置100可以包括供電電路120、第一電路102、驅動器電路110、開關電路112和負載電路118。供電電路120可以被配置成向驅動器電路110提供電力。在各種實施例中，供電電路120可以包括可以被配置成使供電電路120的輸出阻抗變化的第一電路102。在各種實施例中，阻抗可以是當驅動器電路110將開關電路112控制成處于導通狀態(或ON狀態)時的第一阻抗。在各種實施例中，阻抗可以是當驅動器電路110將開關電路112控制成從非導通狀態(或OFF狀態)變成導通狀態時的第二阻抗。典型地在開關應用中，狀態之間的瞬變(transient)的持續時間比它們自己狀態的持續時間短得多，或者換言之，瞬變的波普包含比開關頻率高得多的頻率，例如高大約1000倍。供電阻抗的預計行為因此可以由頻變阻抗(frequencydependentimpedance)獲得。在各種實施例中，第一阻抗大于第二阻抗。例如，第一阻抗可以是第二阻抗100至1000倍大。在各種實施例中，第一電路102可以包括被配置成限制處于導通狀態時的電流的電阻。在各種實施例中，第一電路102可以包括被配置成當從非導通狀態變成導通狀態時提供低阻抗并且在導通期間具有高阻抗的頻變元件。在各種實施例中，頻變元件可以是電容器。第一電路102可以是電容器與電阻器的并聯連接。在各種實施例中，供電電路120可以進一步具有可以提供供電電壓104、例如正電壓的電壓源106。供電電壓104可以被電被耦合至第一電路102。第一電路102可以輸出源自供電電壓104的驅動器供電電壓108。例如如果供電電壓104是正的，則驅動器供電電壓108可以是正的驅動器供電電壓。在各種實施例中，供電電路120可以被視作電壓源與可變阻抗的串聯連接，其中阻抗取決于開關電路112的狀態或狀態的改變。或者，供電電路120可以被視作電流源與可變阻抗的并聯連接，其中阻抗取決于開關電路112的狀態或狀態的改變。第一電路102不位于驅動器電路110的輸出與開關電路112的控制端子之間。而是，第一電路102位于供電電路120與驅動器電路110的供電輸入之間。因此，第一電路102的任何寄生電容都不會影響開關電路112中的開關元件的驅動。在各種實施例中，驅動器電路110和開關電路112可以容納在共用封裝內，例如在系統級封裝(SiP)或驅動器MOSFET(DrMOS)配置內。驅動器電路110可以被配置成控制開關電路112。驅動器電路110可以包括驅動器元件(圖1中未示出)。驅動器元件(也可以稱作子驅動器)可以包括至少一個驅動器晶體管，至少一個驅動器晶體管可以包括或實施為場效應晶體管和/或雙極晶體管。驅動器供電電壓108可以被提供給驅動器元件。驅動器元件的驅動器元件輸出可以被耦合至晶體管開關的控制端子。換言之，驅動器電路110可以被配置成提供開關控制信號114以控制開關電路112。在各種實施例中，開關電路112可以包括開關。開關電路112的開關可以包括晶體管開關。晶體管開關可以包括諸如例如功率半導體晶體管開關之類的功率晶體管開關。在各種實施例中，功率晶體管可以具有非隔離控制輸入。在各種實施例中，功率晶體管可以具有二極管狀電流-電壓控制輸入特性。在各種實施例中，功率晶體管可以被配置成在導通狀態(ON狀態)期間吸取電流。用于功率晶體管開關的各種示例可以包括沒有絕緣門極的寬帶隙晶體管，如例如結型場效應晶體管(JFET)、高電子遷移率晶體管(HEMT)、氮化鎵(GaN)晶體管和/或碳化硅(SiC)晶體管。在各種實施例中，功率晶體管可以是N型功率晶體管。在各種實施例中，開關電路112可以例如經由驅動器電路輸出被被耦合至驅動器電路110。驅動器電路110可以借助于開關控制信號114控制開關電路112的開關。為此，驅動器110可以產生并提供開關電路控制信號114并且可以將該開關電路控制信號114供給至開關電路112的輸入。開關電路112可以被配置成響應于接收到的開關電路控制信號114提供至少一個開關電路輸出信號116。至少一個開關電路輸出信號116可以是例如用于負載電路118的供電電壓。開關電路112可以配置為橋電路，例如半橋電路112或全橋電路112。開關電路112的其它配置可以根據期望在可選實施例中提供，例如可以使用單功率晶體管。圖2示出根據各種實施例的驅動器電路裝置200。如圖2所示的驅動器電路裝置200可以與如圖1所示的開關電路裝置100類似。因本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種開關電路裝置，包括：開關電路；驅動器電路，所述驅動器電路被配置成控制所述開關電路；以及供電電路，所述供電電路被配置成向所述驅動器電路提供電力，其中所述供電電路包括第一電路，所述第一電路被配置成將所述供電電路的輸出阻抗修改成：當所述驅動器電路將所述開關電路控制成處于導通狀態時具有第一阻抗；并且當所述驅動器電路將所述開關電路控制成從非導通狀態變成所述導通狀態時具有第二阻抗。

【技術特征摘要】
2013.08.01 US 13/956,3991.一種開關電路裝置，包括：開關電路；驅動器電路，所述驅動器電路被配置成控制所述開關電路；供電電路，所述供電電路被配置成向所述驅動器電路提供電力，其中所述供電電路包括第一電路，所述第一電路被配置成將所述供電電路的輸出阻抗修改成：當所述驅動器電路將所述開關電路控制成處于導通狀態時具有第一阻抗；并且當所述驅動器電路將所述開關電路控制成從非導通狀態變成所述導通狀態時具有第二阻抗；其中所述第一電路包括頻變元件，所述頻變元件被配置成當從所述非導通狀態變成所述導通狀態時提供低阻抗，并且被配置成在所述導通狀態期間具有高阻抗；其中所述頻變元件和電阻器被配置為并聯連接；以及其中所述并聯連接的時間常數的倒數小于所述開關電路裝置的開關頻率的兩PI倍。2.根據權利要求1所述的開關電路裝置，其中所述并聯連接的時間常數的倒數小于所述開關電路裝置的所述開關頻率的兩PI倍的十分之一。3.根據權利要求1所述的開關電路裝置，其中所述供電電路包括電壓源，所述電壓源被配置成具有比所述開關電路的對于預定控制電流而言的最高控制電壓高的電壓。4.根據權利要求3所述的開關電路裝置，其中所述電壓源被配置成具有比所述開關電路的對于預定控制電流而言的最高控制電壓高0.5V至2.0V的電壓。5.根據權利要求3所述的開關電路裝置，其中所述電阻器的電阻通過將所述電壓源的電壓與所述最高控制電壓的差除以平均控制電流來給出。6.根據權利要求5所述的開關電路裝置，其中所述平均控制電流通過...

【專利技術屬性】
技術研發人員：B·佐杰，
申請(專利權)人：英飛凌科技奧地利有限公司，
類型：發明
國別省市：奧地利;AT