用于絕緣柵雙極型晶體管的關(guān)斷過(guò)電壓限制的制作方法
【專(zhuān)利摘要】在這里描述了一種用于IGBT的關(guān)斷過(guò)電壓限制。在這里描述了，只有在過(guò)電壓超過(guò)預(yù)定值期間，才將IGBT兩端的過(guò)電壓的采樣注入柵極驅(qū)動(dòng)，以減低柵極電壓降低的斜率。在這里還描述了用于增加寄生電感以允許用于限制第二IGBT的關(guān)斷處的過(guò)電壓的控制的技術(shù)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于絕緣柵雙極型晶體管的關(guān)斷過(guò)電壓限制
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)一般地涉及絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)。更具體地，本公開(kāi)是關(guān)于用于限制IGBT上的關(guān)斷過(guò)電壓、以由此改善其總體效率的配置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鑒于在電力和/或油電混合動(dòng)力汽車(chē)應(yīng)用中對(duì)于功率逆變器電路所允許的有限空間以及半導(dǎo)體的高額成本，對(duì)于集成功率電子設(shè)備(power electronics)的需求增加。
[0003]用于減少在車(chē)輛逆變器中半導(dǎo)體所占據(jù)的空間的已知方式在于，增加它們的效率，以允許減少冷卻面的尺寸。
[0004]在傳統(tǒng)逆變器設(shè)計(jì)中存在的IGBT模塊中的損耗主要是由兩個(gè)來(lái)源所造成的；即傳導(dǎo)損耗和開(kāi)關(guān)損耗。一般地，用于改善IGBT模塊開(kāi)關(guān)損耗的一種方式是通過(guò)加速I(mǎi)GBT的接通和關(guān)斷。然而，在更快IGBT關(guān)斷的情況下，由于高頻環(huán)路的雜散電感(strayinductance)所導(dǎo)致的過(guò)電壓增加得如此之多，以至于經(jīng)常需要減慢關(guān)斷來(lái)保護(hù)該裝置，由此嚴(yán)重地影響了逆變器的效率。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0005]在附圖中:
[0006]圖1是具有聞?lì)l環(huán)路的典型棚極驅(qū)動(dòng)IGBT配置的電路圖，該電路圖圖不了雜散電感和其中柵極驅(qū)動(dòng)器作為其基準(zhǔn)的邏輯連接；
[0007]圖2是示出了電流和電壓波形的圖，該電流和電壓波形指示出短路狀況期間的過(guò)電壓；
[0008]圖3是根據(jù)說(shuō)明性實(shí)施例的柵極驅(qū)動(dòng)IGBT的電路圖，該柵極驅(qū)動(dòng)IGBT使用連接在發(fā)射極雜散電感兩端的電阻分壓器來(lái)減少過(guò)電壓；
[0009]圖4是示出了 IGBT的關(guān)斷波形的圖，該IGBT在500V總線(xiàn)電壓的情況下在短路狀況中使用電阻分壓器；
[0010]圖5是示出了 IGBT的關(guān)斷波形的圖，該IGBT在短路狀況中使用針對(duì)300V最大總線(xiàn)電壓所調(diào)整的電阻分壓器；
[0011]圖6是根據(jù)另一說(shuō)明性實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)IGBT的電路圖，該驅(qū)動(dòng)IGBT通過(guò)針對(duì)頂部IGBT使用變壓器來(lái)減少過(guò)電壓；
[0012]圖7是根據(jù)另一說(shuō)明性實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)IGBT的電路圖，該驅(qū)動(dòng)IGBT通過(guò)使用變壓器和電阻分壓器來(lái)減少過(guò)電壓；
[0013]圖8是用于IGBT模塊的示意布局，其中可以調(diào)整頂部IGBT的發(fā)射電感；以及
[0014]圖9是與圖8的示意布局相似的用于IGBT模塊的另一示意布局。
【具體實(shí)施方式】
[0015]根據(jù)說(shuō)明性方面，提供了一種DC到AC功率轉(zhuǎn)換器，該DC到AC功率轉(zhuǎn)換器包括第一和第二 IGBT，每一 IGBT被提供有柵極、集電極和發(fā)射極，每一 IGBT的柵極連接到柵極驅(qū)動(dòng)器，所述柵極驅(qū)動(dòng)器包括基準(zhǔn)；第一 IGBT的柵極驅(qū)動(dòng)器基準(zhǔn)連接到所述功率轉(zhuǎn)換器的接地總線(xiàn)，而第二 IGBT的柵極驅(qū)動(dòng)器基準(zhǔn)連接到第一 IGBT的集電極；增加第二 IGBT的發(fā)射極的寄生電感，以允許用于限制第二 IGBT的關(guān)斷處的過(guò)電壓的控制。
[0016]根據(jù)另一說(shuō)明性方面，提供了一種DC到AC功率轉(zhuǎn)換器，該DC到AC功率轉(zhuǎn)換器包括:第一 IGBT，所述第一 IGBT被提供有集電極、發(fā)射極、柵極和包括基準(zhǔn)的柵極驅(qū)動(dòng)器；以及第二 IGBT，所述第二 IGBT被提供有集電極、發(fā)射極、柵極和包括基準(zhǔn)的柵極驅(qū)動(dòng)器，所述功率轉(zhuǎn)換器包括:
[0017]第一和第二電阻器，所述第一和第二電阻器串聯(lián)連接，并且連接在第一 IGBT的發(fā)射極的寄生電感兩端；第一 IGBT的柵極驅(qū)動(dòng)器基準(zhǔn)連接到所述第一和第二電阻器之間的連接點(diǎn)；
[0018]變壓器，所述變壓器具有連接在第二 IGBT的集電極的寄生電感兩端的初級(jí)線(xiàn)圈、和連接到第二 IGBT的發(fā)射極的寄生電感的次級(jí)線(xiàn)圈，第二 IGBT的柵極驅(qū)動(dòng)器的基準(zhǔn)連接到所述變壓器的次級(jí)線(xiàn)圈。
[0019]根據(jù)又一說(shuō)明性方面，提供了一種DC到AC功率轉(zhuǎn)換器，該DC到AC功率轉(zhuǎn)換器包括:第一 IGBT，所述第一 IGBT被提供有集電極、發(fā)射極、柵極和包括基準(zhǔn)的柵極驅(qū)動(dòng)器；以及第二 IGBT，所述第二 IGBT被提供有集電極、發(fā)射極、柵極和包括基準(zhǔn)的柵極驅(qū)動(dòng)器，所述功率轉(zhuǎn)換器包括:
[0020]第一和第二電阻器，所述第一和第二電阻器串聯(lián)連接，并且連接在第一 IGBT的發(fā)射極的寄生電感兩端；第一 IGBT的柵極驅(qū)動(dòng)器基準(zhǔn)連接到所述第一和第二電阻器之間的連接點(diǎn)；
[0021]變壓器，所述變壓器具有連接在第二 IGBT的集電極的寄生電感兩端的初級(jí)線(xiàn)圈、和與第二 IGBT的發(fā)射極的寄生電感串聯(lián)連接的次級(jí)線(xiàn)圈，第二 IGBT的柵極驅(qū)動(dòng)器基準(zhǔn)連接到所述晶體管的次級(jí)線(xiàn)圈。
[0022]當(dāng)與權(quán)利要求和/或說(shuō)明書(shū)中的術(shù)語(yǔ)“包括”結(jié)合使用時(shí)，詞語(yǔ)“一”或“一個(gè)”的使用可以意指“一個(gè)”，但是它也與“一個(gè)或多個(gè)”、“至少一個(gè)”、和“一個(gè)或多于一個(gè)”的含義相符。相似地，詞語(yǔ)“另一個(gè)”可以意指至少第二個(gè)或更多。
[0023]當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)和(多個(gè))權(quán)利要求中使用時(shí)，詞語(yǔ)“包括”(和包括的任何形式，諸如“包括”和“包括”)、“具有”(和具有的任何形式，諸如“具有”和“具有”)、“含有”(和含有的任何形式，諸如“含有”和“含有”)或者“包含”(和包含的任何形式，諸如“包含”和“包含”)是包括性的或者開(kāi)放式的，并且不排除附加的、未列舉的元素或者處理步驟。
[0024]在本說(shuō)明書(shū)和所附的權(quán)利要求中，使用了本質(zhì)上是方向性的、幾何的和/或空間的各種術(shù)語(yǔ)，諸如“縱向的”、“水平的”、“前面的”、“后面的”、“向上的”、“向下的”等。要理解的是，僅僅為了便于描述并且在相對(duì)意義中使用這些術(shù)語(yǔ)，而無(wú)論如何都不應(yīng)將這些術(shù)語(yǔ)解釋為對(duì)于本公開(kāi)范圍的限制。
[0025]一旦閱讀了僅僅參考附圖、借助于示例所給出的、其說(shuō)明性實(shí)施例的以下非約束性描述，其他目標(biāo)、優(yōu)點(diǎn)和特征將變得更加明顯。
[0026]IGBT的關(guān)斷處的dl/dt生成總線(xiàn)電壓之上的、高頻環(huán)路的雜散電感兩端的電壓，該高頻環(huán)路應(yīng)用在IGBT兩端。在這里提出了一種解決方案，其基于以下原理，即只有在預(yù)定值之上的過(guò)電壓時(shí)段期間，才將IGBT兩端的過(guò)電壓的采樣注入柵極驅(qū)動(dòng)，以減低柵極電壓的斜率，從而降低過(guò)電壓。
[0027]被標(biāo)記為現(xiàn)有技術(shù)的圖1公開(kāi)了例如在三相電動(dòng)機(jī)(未示出)從電池(也未示出)加電時(shí)使用的三相功率轉(zhuǎn)換器10的三分之一。
[0028]由于這種轉(zhuǎn)換器被認(rèn)為是公知的，所以在這里將不再詳細(xì)地描述。然而，要注意的是，已經(jīng)在圖1中表現(xiàn)了固有地在線(xiàn)纜、連接、去耦電容器和電路板軌跡(trace)中提供的電感。
[0029]如從圖1中可以看出的，每個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器的基準(zhǔn)連接到對(duì)應(yīng)IGBT的發(fā)射極，該發(fā)射極典型地已知為邏輯 管腳。為了簡(jiǎn)潔的目的，我們將描述包括IGBT Q1的底部部分。
[0030]當(dāng)關(guān)斷IGBT Q1時(shí)，電流從Ql傳遞到D2，即過(guò)電壓的時(shí)段；IGBT必須能夠支持存在于該電路中的各種寄生電感ae、L+bus、Le_high、Le_high、Le_lm^P Le_1(J兩端的由dl/dt所創(chuàng)建的過(guò)電壓。實(shí)際上，由于電感抵抗其中電流的改變，所以在該電路中出現(xiàn)增加的電壓，如可以通過(guò)圖1所圖示的寄生電感的極性所看出的。添加到源電壓的這些電壓經(jīng)常導(dǎo)致以下電壓，該電壓經(jīng)常大于可能安全地存在于IGBT的集電極和發(fā)射極之間的通常最大電壓(VJ。
[0031]圖2圖示了關(guān)斷處的Vc^Vge和電流I。人們將注意到，在關(guān)斷的時(shí)間處，存在總線(xiàn)電壓之上的主要過(guò)電壓\e。
[0032]一般而言，通過(guò)將柵極驅(qū)動(dòng)器的基準(zhǔn)從圖1的邏輯管腳改變?yōu)榻拥乜偩€(xiàn)(針對(duì)底部IGBT Q1)并且改變?yōu)榈撞縄GBT的集電極(針對(duì)頂部IGBT Q2)，可能在關(guān)斷期間降低該過(guò)電壓Vce。
[0033]換言之，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種技術(shù)，用于將柵極驅(qū)動(dòng)器的基準(zhǔn)連接到IGBT的功率接頭(tab)，而不是連接到邏輯管腳。將發(fā)射極電感兩端的電壓注入柵極驅(qū)動(dòng)器，以在IGBT的發(fā)射極處創(chuàng)建負(fù)電壓，從而減低Vge的負(fù)斜率，如在下文中將討論的一樣。結(jié)果是對(duì)于柵極電壓的直接作用，而沒(méi)有任何延遲和dl/dt限制。
[0034]因?yàn)樵谏逃肐GBT模塊中在發(fā)射極的邏輯和功率連接之間沒(méi)有最優(yōu)的發(fā)射極電感，所以已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種技術(shù)，用于使用電阻分壓器來(lái)對(duì)注入柵極驅(qū)動(dòng)電路的過(guò)電壓的采樣進(jìn)行優(yōu)化。
[0035]圖3示出了利用電阻分壓器技術(shù)的過(guò)電壓的優(yōu)化，并且圖4示出了用于高達(dá)500Vdc總線(xiàn)電壓的相關(guān)聯(lián)的波形。
[0036]再者，在討論圖3的三相功率轉(zhuǎn)換器12的底部部分的情況下，IGBT Q1包括:集電極14，具有寄生電感Lc^w ;發(fā)射極16，具有寄生電感Le_lOT ；以及柵極18，經(jīng)由電阻器R1而連接到柵極驅(qū)動(dòng)器20。柵極驅(qū)動(dòng)器20的基準(zhǔn)22連接到電阻分壓器電路，該電路包括兩個(gè)電阻器R2和R3以及二極管D3,該二極管D3使得允許不影響接通。
[0037]根據(jù)在Q1兩端所允許的過(guò)電壓的等級(jí)，來(lái)選擇電阻器R2和R3的值。圖4示出了在500Vdc總線(xiàn)電壓處針對(duì)操作所優(yōu)化的電阻分壓器的結(jié)果，并且圖5示出了在300Vdc總線(xiàn)電壓處針對(duì)操作所優(yōu)化的電阻分壓器的結(jié)果。增加R2與R3的比率，以減少該過(guò)電壓。將與R1串聯(lián)的兩個(gè)并聯(lián)電阻器的值設(shè)置為柵極驅(qū)動(dòng)器電阻器。根據(jù)適當(dāng)?shù)膿Q流行為(commutationbehavior)來(lái)調(diào)整柵極電阻器的值。
[0038]通過(guò)正確地設(shè)置電阻器值，可能減少發(fā)射極電感的影響，以獲得所允許的最大過(guò)電壓，從而因此改善效率。[0039]換言之，常規(guī)做法在于，在柵極驅(qū)動(dòng)器的接地連接中使用電阻器來(lái)限制用于在上部IGBT關(guān)斷時(shí)、保護(hù)下部IGBT的柵極驅(qū)動(dòng)器免受負(fù)電壓的二極管中的電流，已經(jīng)通過(guò)將該電阻器一分為二并且改動(dòng)兩者之間的比率，來(lái)修改該常規(guī)做法，以限制發(fā)射極電感對(duì)于dl/dt的影響。雖然總電阻器保持相同，但是電壓分壓器給出發(fā)射極電感的期望權(quán)重，以將該過(guò)電壓限制在期望的等級(jí)處。
[0040]顯然，應(yīng)該盡可能地對(duì)該過(guò)電壓進(jìn)行優(yōu)化，以達(dá)到最大的IGBT比率；這通過(guò)與連接到功率接頭的電阻器R2相比、減少連接到邏輯發(fā)射極的電阻器R3來(lái)完成。將把發(fā)射極電感兩端的電壓一分為二，并且將在柵極驅(qū)動(dòng)電路中僅僅應(yīng)用邏輯電阻器兩端的電壓，以限制柵極電壓降低。
[0041 ] 要注意的是，盡管將電阻器R2與R3示出為在寄生電感Le_lOT和Lvbus兩者兩端連接，但是它們也可以?xún)H僅在寄生電感1^_1(?兩端連接，假如該寄生電感足夠的話(huà)。
[0042]圖4示出了在圖3電路的關(guān)斷期間的電流I以及電壓Vge和V。。。本領(lǐng)域技術(shù)人員將注意到，關(guān)斷期間的過(guò)電壓V。。被顯著地減少(參見(jiàn)平臺(tái)24)。當(dāng)通過(guò)插入來(lái)自寄生電感的電壓來(lái)減少電壓\e降低速率時(shí)，出現(xiàn)此平臺(tái)24。
[0043]此平臺(tái)的持續(xù)時(shí)間將顯著地影響關(guān)斷期間的損耗:平臺(tái)越長(zhǎng)，則損耗越高。由于期望同時(shí)地限制該過(guò)電壓及其長(zhǎng)度，所以過(guò)電壓平臺(tái)的方波形狀是合適的。過(guò)電壓的本征行為(intrinsic behavior)(自然反饋)給出了這個(gè)形狀。
[0044]圖4和5示出了當(dāng)在不同的總線(xiàn)電壓處使用電阻分壓器時(shí)的過(guò)電壓的方形。
[0045]這個(gè)技術(shù)非常好地作用于底部IGBT，這是因?yàn)榘l(fā)射極電感足夠大，但是對(duì)于頂部IGBT而言，發(fā)射極電感經(jīng) 常很小，以至于無(wú)法在不增加?xùn)艠O電阻器的情況下箝位該電壓以保護(hù)該裝置。事實(shí)上，在實(shí)踐中，頂部IGBT的發(fā)射極電感經(jīng)常很小，以至于無(wú)法用于將頂部IGBT兩端的過(guò)電壓限制在期望的等級(jí)處。
[0046]實(shí)際上，因?yàn)樵诜庋bIGBT模塊時(shí)的約束，所以上部和下部半導(dǎo)體被封裝得彼此非常鄰近，使得上部IGBT的電感Le_high非常小，處于幾個(gè)nH的數(shù)量級(jí)。另一方面，因?yàn)橄虏縄GBT除了邏輯發(fā)射極之外的唯一連接點(diǎn)是-Vbus功率接頭，所以下部IGBT的電感Le_1()W是上部發(fā)射極電感Lrfligh的5倍。由于其長(zhǎng)度和曲線(xiàn)，所以-Vbus接頭的連接是高度感性的。
[0047]換言之，所有的IGBT模塊都具有最為感性的兩個(gè)功率連接:+Vbus和_Vbus，其是高頻環(huán)路的一部分。因?yàn)?Vbus處于底部IGBT的發(fā)射極的路徑中，所以它可以用于將該IGBT兩端的過(guò)電壓的采樣注入底部IGBT的柵極驅(qū)動(dòng)器。不幸的是，由于+Vbus連接被連接到頂部IGBT的集電極，所以該電感不能直接用作柵極驅(qū)動(dòng)器中的反饋。
[0048]為了使用Le-high作為柵極驅(qū)動(dòng)器中的反饋，因此需要設(shè)法增加其電感，而不會(huì)過(guò)度地增加高頻環(huán)路的總電感。在下文中將描述用于增加Lrfligh電感的兩個(gè)可能技術(shù)。
[0049]為了優(yōu)化頂部IGBT關(guān)斷，已經(jīng)設(shè)計(jì)出第一種技術(shù)，該第一種技術(shù)使用集電極寄生電感來(lái)注入頂部IGBT兩端的過(guò)電壓的采樣，該頂部IGBT使用變壓器來(lái)將集電極與發(fā)射極隔離。
[0050]圖6示出了變壓器的連接。更具體地，變壓器的初級(jí)線(xiàn)圈Tla連接在Lrtigh寄生電感兩端，而變壓器的次級(jí)線(xiàn)圈Tlb與電阻器R5串聯(lián)連接。
[0051]因此，當(dāng)電流在頂部IGBT中降低時(shí)，在變壓器兩端出現(xiàn)負(fù)電壓，該頂部IGBT在發(fā)射極處施加負(fù)電壓，以減低柵極電壓的斜率。在此情況下，還通過(guò)變壓器的匝數(shù)比來(lái)執(zhí)行過(guò)電壓的優(yōu)化。
[0052]將理解的是，圖6電路的操作原理與圖3電路的操作原理非常相似，然而，由于頂部IGBT Q2的發(fā)射極的寄生電感(Le_high)不足以適當(dāng)?shù)販p低Vm在關(guān)斷處的負(fù)斜率，所以將頂部IGBT Q2的集電極的寄生電感(Lrtigh)的采樣放置為通過(guò)變壓器而與Le_high串聯(lián)。
[0053]附圖中的圖7是根據(jù)另一說(shuō)明性實(shí)施例的IGBT驅(qū)動(dòng)的電路圖，該IGBT驅(qū)動(dòng)通過(guò)使用變壓器和電阻分壓器的組合來(lái)減少過(guò)電壓。圖7圖示了與圖6電路相似的電路。這些電路之間的主要區(qū)別是關(guān)于電阻分壓器，該電阻分壓器包括電阻器R5和R6，其使得能夠?qū)ge的負(fù)斜率的形狀進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)。
[0054]現(xiàn)在，將參考圖8和9來(lái)描述用于增加頂部IGBT Q2的發(fā)射極電感的第二種技術(shù)，所述圖8和9都圖示了 IGBT模塊的布局的變型。這些IGBT模塊布局用于制作圖3所圖示的電路，其中已經(jīng)充分地調(diào)整了寄生電感Le_high，如在下文中將解釋的。
[0055]本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，增加上部IGBT的寄生電感可能對(duì)于總體高頻環(huán)路的電感具有影響，但是其對(duì)于過(guò)電壓的控制的影響要嚴(yán)重得多。
[0056]如可以從圖8中看出的，形成IGBT Q2的IGBT102具有安裝到軌跡104的集電極，因此該軌跡104被稱(chēng)為C-High,并且它們的發(fā)射極經(jīng)由焊線(xiàn)(wire bonds) 110連接到發(fā)射極焊盤(pán)106。相似地，形成IGBT Ql的IGBTl 12具有安裝到軌跡114的集電極，因此該軌跡114被稱(chēng)為C-Low，并且它們的發(fā)射極經(jīng)由焊線(xiàn)120連接到軌跡118，因此該軌跡118被稱(chēng)為E-Low0
[0057]軌跡114還具有連接到其上的集電極焊盤(pán)116。
[0058]+Vbus接頭連接到軌跡104，而-Vbus接頭連接到軌跡118。相位接頭126連接到軌跡114。
[0059]要注意的是，為了清楚的目的，并且由于該圖形是示意性的，所以在圖8中沒(méi)有圖示IGBT102和112的柵極。
[0060]通過(guò)U形連接器128來(lái)對(duì)焊盤(pán)106和116進(jìn)行互連，該U形連接器128具有六(6)個(gè)引腳130，其被配置、依大小排列并且定位，以連接到焊盤(pán)106和116。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，U形連接器128定義了寄生電感Le_high，這是由于它對(duì)Q2的發(fā)射極和Ql的集電極進(jìn)行互連。由于U形連接器128相對(duì)大并且包括直角，所以L(fǎng)e_high電感相對(duì)高并且能用于限制IGBT Q2中的過(guò)電壓，如在上文中所討論的。還將理解的是，可以根據(jù)所需要的期望寄生電感來(lái)確定連接器128的尺寸和形狀。
[0061]現(xiàn)在簡(jiǎn)要地轉(zhuǎn)向圖9，將描述用于IGBT模塊的相似布局。
[0062]一般而言，圖8布局與圖9布局之間主要區(qū)別是接頭106的位置，所述接頭106被布置為遠(yuǎn)離焊盤(pán)110，以由此允許使用較大的連接器132，并因此允許使用較大的寄生電感
Le-hi gh °
[0063]要理解的是，并沒(méi)有將用于IGBT的關(guān)斷過(guò)電壓限制在其應(yīng)用中限于在附圖中圖示的并且在上文中描述的構(gòu)造和部分的細(xì)節(jié)。用于IGBT的關(guān)斷過(guò)電壓限制能夠具有其他實(shí)施例，并且能夠按照各種方式來(lái)實(shí)踐。還要理解的是，在這里所使用的語(yǔ)詞或術(shù)語(yǔ)是用于描述目的，而非限制目的。故此，盡管已經(jīng)借助于其說(shuō)明性實(shí)施例進(jìn)行了上面的描述，但是可以對(duì)它進(jìn)行修改，而沒(méi)有脫離主題發(fā)明的精神、范圍和本質(zhì)。
【權(quán)利要求】
1.一種DC到AC功率轉(zhuǎn)換器，該DC到AC功率轉(zhuǎn)換器包括第一和第二 IGBT，每一 IGBT被提供有柵極、集電極和發(fā)射極，每一 IGBT的柵極連接到柵極驅(qū)動(dòng)器，所述柵極驅(qū)動(dòng)器包括基準(zhǔn)；第一 IGBT的柵極驅(qū)動(dòng)器基準(zhǔn)連接到所述功率轉(zhuǎn)換器的接地總線(xiàn)，而第二 IGBT的柵極驅(qū)動(dòng)器基準(zhǔn)連接到第一 IGBT的集電極；增加第二 IGBT的發(fā)射極的寄生電感，以允許用于限制第二 IGBT的關(guān)斷處的過(guò)電壓的控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的DC到AC功率轉(zhuǎn)換器，其中，針對(duì)每一IGBT，所述柵極驅(qū)動(dòng)器包括第一和第二電阻器，所述第一和第二電阻器串聯(lián)連接并且連接在對(duì)應(yīng)IGBT的發(fā)射極的寄生電感兩端；所述柵極驅(qū)動(dòng)器基準(zhǔn)連接到所述第一和第二電阻器之間的連接點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的D C到AC功率轉(zhuǎn)換器，其中，通過(guò)變壓器來(lái)增加第二IGBT的發(fā)射極的寄生電感，所述變壓器具有連接在第二 IGBT的集電極的寄生電感兩端的初級(jí)線(xiàn)圈、和與第二 IGBT的發(fā)射極的寄生電感以及第一和第二電阻器串聯(lián)連接的次級(jí)線(xiàn)圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的DC到AC功率轉(zhuǎn)換器，其中，通過(guò)在第二IGBT的發(fā)射極與第一IGBT的集電極之間提供連接器來(lái)增加第二 IGBT的發(fā)射極的寄生電感，所述連接器被配置為提供增加的等效寄生電感。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的DC到AC功率轉(zhuǎn)換器，其中，第二IGBT的發(fā)射極連接到發(fā)射極焊盤(pán)，并且其中，第一 IGBT的集電極連接到集電極焊盤(pán)；所述連接器提供在所述發(fā)射極焊盤(pán)和所述集電極焊盤(pán)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的DC到AC功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述發(fā)射極焊盤(pán)包括多個(gè)發(fā)射極焊盤(pán)，并且其中，所述集電極焊盤(pán)包括多個(gè)集電極焊盤(pán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的DC到AC功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述連接器具有一般U形橫截面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的DC到AC功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述U形連接器包括引腳，所述引腳被配置為與焊盤(pán)互連。
9.一種DC到AC功率轉(zhuǎn)換器，該DC到AC功率轉(zhuǎn)換器包括:第一 IGBT,所述第一 IGBT被提供有集電極、發(fā)射極、柵極和包括基準(zhǔn)的柵極驅(qū)動(dòng)器；以及第二 IGBT，所述第二 IGBT被提供有集電極、發(fā)射極、柵極和包括基準(zhǔn)的柵極驅(qū)動(dòng)器，所述功率轉(zhuǎn)換器包括: 第一和第二電阻器，所述第一和第二電阻器串聯(lián)連接，并且連接在第一 IGBT的發(fā)射極的寄生電感兩端；第一 IGBT的柵極驅(qū)動(dòng)器基準(zhǔn)連接到所述第一和第二電阻器之間的連接占.變壓器，所述變壓器具有連接在第二 IGBT的集電極的寄生電感兩端的初級(jí)線(xiàn)圈、和連接到第二 IGBT的發(fā)射極的寄生電感的次級(jí)線(xiàn)圈，第二 IGBT的柵極驅(qū)動(dòng)器的基準(zhǔn)連接到所述變壓器的次級(jí)線(xiàn)圈。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的DC到AC功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述柵極驅(qū)動(dòng)器基準(zhǔn)經(jīng)由第三電阻連接到所述變壓器的次級(jí)線(xiàn)圈。
11.一種DC到AC功率轉(zhuǎn)換器，該DC到AC功率轉(zhuǎn)換器包括:第一 IGBT，所述第一 IGBT被提供有集電極、發(fā)射極、柵極和包括基準(zhǔn)的柵極驅(qū)動(dòng)器；以及第二 IGBT，所述第二 IGBT被提供有集電極、發(fā)射極、柵極和包括基準(zhǔn)的柵極驅(qū)動(dòng)器，所述功率轉(zhuǎn)換器包括: 第一和第二電阻器，所述第一和第二電阻器串聯(lián)連接，并且連接在第一 IGBT的發(fā)射極的寄生電感兩端；第一 IGBT的柵極驅(qū)動(dòng)器基準(zhǔn)連接到所述第一和第二電阻器之間的連接占.變壓器，所述變壓器具有連接在第二 IGBT的集電極的寄生電感兩端的初級(jí)線(xiàn)圈、和與第二 IGBT的發(fā)射極的寄生電感串聯(lián)連接的次級(jí)線(xiàn)圈，第二 IGBT的柵極驅(qū)動(dòng)器基準(zhǔn)連接到所述晶體管的次級(jí)線(xiàn)圈。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的DC到AC功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述變壓器的次級(jí)線(xiàn)圈與第二IGBT的發(fā)射極的寄生電感以及第三和第四電阻器兩者串聯(lián)連接，第二 IGBT的柵極驅(qū)動(dòng)器基準(zhǔn)連接到所述第三和第四電阻器之間的連接點(diǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的DC到AC功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述變壓器的次級(jí)線(xiàn)圈與第二IGBT的發(fā)射極的寄生電感、第一 IGBT的集電極的寄生電感、以及所述第三和第四電阻器串聯(lián)連接。
【文檔編號(hào)】H02M7/217GK103988410SQ201280060186
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月7日
【發(fā)明者】J-M.西爾, M.埃爾亞庫(kù)比, M.阿瑪, P.弗勒里 申請(qǐng)人:Tm4股份有限公司