本公開內(nèi)容的各實(shí)施例涉及用于電功率控制的開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路，并且更特別地涉及能夠改善接通(ON)/斷開(OFF)驅(qū)動(dòng)和狀態(tài)監(jiān)視的可靠性的用于電功率控制的開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路。

背景技術(shù)：

為了控制被供應(yīng)給交流電機(jī)的電功率，用于電功率控制的半導(dǎo)體開關(guān)器件(例如，絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)等)用于電功率轉(zhuǎn)換或電功率控制，其中交流電流被轉(zhuǎn)換成直流電流并且直流電流再次通過逆變器被轉(zhuǎn)換成交流電流。

本公開內(nèi)容涉及用于電功率控制的這種半導(dǎo)體開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路。

在用于電功率控制的這種半導(dǎo)體開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路中，下面將參考圖1描述相關(guān)技術(shù)。

如圖1所示，根據(jù)相關(guān)技術(shù)的用于電功率控制的半導(dǎo)體開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路被配置為包括驅(qū)動(dòng)器電路單元20和控制電路10。

在圖1中，附圖標(biāo)記30是半導(dǎo)體開關(guān)器件(在下文中被稱為開關(guān)器件)，其是驅(qū)動(dòng)電路的接通驅(qū)動(dòng)或斷開驅(qū)動(dòng)的目標(biāo)。

開關(guān)器件30可以通常被配置有上述IGBT或MOSFET。

開關(guān)器件30可以具有發(fā)射極、柵極和集電極，并且可以根據(jù)在發(fā)射極與柵極之間的電壓差而被接通或斷開。例如，當(dāng)在發(fā)射極與柵極之間的電壓差處于12伏(V)到20V的范圍中時(shí)開關(guān)器件30被接通，而當(dāng)在發(fā)射極與柵極之間的電壓差處于0V到11V的范圍中時(shí)開關(guān)器件30被斷開。

此外，當(dāng)開關(guān)器件30處于接通狀態(tài)時(shí)，在發(fā)射極與集電極之間的電壓差從處于斷開狀態(tài)中的十伏到幾十伏下降到2伏到3伏，并且可以通過檢測集電極電壓來確定開關(guān)器件30是否處于接通狀態(tài)。然而，根據(jù)在發(fā)射極與集電極之間流動(dòng)的電流的量，可能發(fā)生在其間的電壓差的變化。

驅(qū)動(dòng)器電路單元20連接到開關(guān)器件30的柵極和集電極，并且是將驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出到柵極以將開關(guān)器件30驅(qū)動(dòng)為接通狀態(tài)或者停止驅(qū)動(dòng)信號(hào)的輸出以將開關(guān)器件30從接通狀態(tài)改變?yōu)閿嚅_狀態(tài)的電路單元。此處，驅(qū)動(dòng)信號(hào)可以為例如大約幾安培的電流信號(hào)或者例如十伏到幾十伏的電壓信號(hào)。

驅(qū)動(dòng)器電路單元20可以被配置有用于輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的集成電路。

驅(qū)動(dòng)器電路單元20可以從開關(guān)器件30的集電極接收表示開關(guān)器件30的集電極電壓值的電壓檢測信號(hào)。

附圖標(biāo)記40a表示發(fā)送端電路，其將電壓檢測信號(hào)發(fā)送到驅(qū)動(dòng)器電路單元20。

在圖1中，附圖標(biāo)記40表示發(fā)送端電路40a的保護(hù)二極管，其在發(fā)送端電路40a的電壓高于開關(guān)器件30的集電極電壓時(shí)導(dǎo)通。

此外，驅(qū)動(dòng)器電路單元20根據(jù)從開關(guān)器件30的集電極接收到的電壓檢測信號(hào)和表示驅(qū)動(dòng)器電路單元20的狀態(tài)的監(jiān)視信號(hào)來向控制電路10提供集電極電壓值。另外，在圖1中，在驅(qū)動(dòng)器電路單元20與控制電路10之間的指向左側(cè)的箭頭示出監(jiān)視信號(hào)的傳輸。

控制電路10連接到驅(qū)動(dòng)器電路單元20以將關(guān)于開關(guān)器件30的接通控制指令信號(hào)或斷開控制指令信號(hào)輸出到驅(qū)動(dòng)器電路單元20。在圖1中，在驅(qū)動(dòng)器電路單元20與控制電路10之間的指向右側(cè)的箭頭示出接通控制指令信號(hào)或斷開控制指令信號(hào)的傳輸。

因此，控制電路10可以基于從驅(qū)動(dòng)器電路單元20提供的監(jiān)視信號(hào)來確定開關(guān)器件30的當(dāng)前接通/斷開狀態(tài)和驅(qū)動(dòng)器電路單元20的當(dāng)前狀態(tài)。

然而，根據(jù)相關(guān)技術(shù)的用于電功率控制的半導(dǎo)體開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路被配置為借助于僅僅單個(gè)驅(qū)動(dòng)器電路單元20來執(zhí)行對(duì)開關(guān)器件30的接通/斷開驅(qū)動(dòng)和狀態(tài)監(jiān)視。因此，當(dāng)發(fā)生諸如單個(gè)驅(qū)動(dòng)器電路單元20的燒毀的故障時(shí)，存在如下問題：其中對(duì)開關(guān)器件30的接通/斷開驅(qū)動(dòng)和狀態(tài)監(jiān)視被中止。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本公開內(nèi)容被提供以解決上述問題，并且本公開內(nèi)容的目的在于提供一種能夠通過配置用于開關(guān)器件的接通/斷開驅(qū)動(dòng)和狀態(tài)監(jiān)視操作的多路復(fù)用配置來改善開關(guān)器件的接通/斷開驅(qū)動(dòng)和狀態(tài)監(jiān)視操作的可靠性的用于電功率控制的開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路。

本公開內(nèi)容的目的可以通過提供一種用于電功率控制的開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路來獲得，該驅(qū)動(dòng)電路包括：驅(qū)動(dòng)器電路單元，其連接到開關(guān)器件并被配置為控制開關(guān)器件處于接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)；第一邏輯器件，其連接到開關(guān)器件和驅(qū)動(dòng)器電路單元并被配置為將關(guān)于開關(guān)器件的接通控制信號(hào)或斷開控制信號(hào)發(fā)送到驅(qū)動(dòng)器電路單元或者被配置為將檢測開關(guān)器件的接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)的監(jiān)視信號(hào)提供給驅(qū)動(dòng)器電路單元；第二邏輯器件，其連接到開關(guān)器件和第一邏輯器件并被配置為將關(guān)于開關(guān)器件的接通控制信號(hào)或斷開控制信號(hào)發(fā)送到第一邏輯器件或者被配置為將檢測開關(guān)器件的接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)的監(jiān)視信號(hào)提供給第一邏輯器件；以及控制器，其連接到第一邏輯器件和第二邏輯器件并被配置為將關(guān)于開關(guān)器件的接通控制指令信號(hào)或斷開控制指令信號(hào)提供給第一邏輯器件和第二邏輯器件中的至少一個(gè)。

根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)方面，驅(qū)動(dòng)器電路單元可以包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)器電路，多個(gè)驅(qū)動(dòng)器電路共同地重復(fù)地連接到開關(guān)器件并被配置為控制開關(guān)器件處于接通或斷開。

根據(jù)本公開內(nèi)容的另一方面，第一邏輯器件和第二邏輯器件可以連接到開關(guān)器件的柵極和集電極以便接收指示檢測開關(guān)器件的接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)的監(jiān)視信號(hào)。

根據(jù)本公開內(nèi)容的又一方面，還可以包括各電平向下移位器，其分別連接在第二邏輯器件與開關(guān)器件的柵極之間、連接在第二邏輯器件與開關(guān)器件的集電極之間以及連接在第一邏輯器件與開關(guān)器件的柵極之間并且被配置為降低監(jiān)視信號(hào)的電壓電平。

根據(jù)本公開內(nèi)容的又一方面，當(dāng)分別從第一邏輯器件和第二邏輯器件接收到的關(guān)于開關(guān)器件的接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)的監(jiān)視信號(hào)彼此不同時(shí)，控制器可以被配置為確定在第一邏輯器件和第二邏輯器件中的一個(gè)中發(fā)生異常。

根據(jù)本公開內(nèi)容的又一方面，控制器可以被配置為基于分別從第一邏輯器件和第二邏輯器件接收到的接通控制指令信號(hào)或斷開控制指令信號(hào)和關(guān)于開關(guān)器件的接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)的監(jiān)視信號(hào)來確定第一邏輯器件和第二邏輯器件中發(fā)生異常的邏輯器件。

根據(jù)本公開內(nèi)容的又一方面，第一邏輯器件和第二邏輯器件中的每個(gè)可以被配置有以下中的一個(gè)：現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、微機(jī)單元(MCU)、復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)以及專用集成電路(ASIC)。

根據(jù)本公開內(nèi)容的又一方面，還可以包括電阻器，其連接在驅(qū)動(dòng)器電路單元與開關(guān)器件的柵極之間并被配置為將用于控制開關(guān)器件處于接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)變成預(yù)定電壓信號(hào)。

根據(jù)本公開內(nèi)容的又一方面，各電平向下移位器可以被配置有以下中的一個(gè)：電阻器軌道、比較器和運(yùn)算放大器。

根據(jù)本公開內(nèi)容的電功率控制的開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路可以包括邏輯器件，其連接在驅(qū)動(dòng)器電路單元與控制器之間并被配置為將關(guān)于開關(guān)器件的接通控制指令信號(hào)或斷開控制指令信號(hào)發(fā)送到驅(qū)動(dòng)器電路單元并被配置為監(jiān)視開關(guān)器件的接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)以發(fā)送監(jiān)視結(jié)果，并且可以被配置為具有邏輯器件的多路復(fù)用配置，由此提供與相關(guān)技術(shù)相比能夠改善開關(guān)器件的接通/斷開控制和監(jiān)視操作的可靠性的效果。

在根據(jù)本公開內(nèi)容的用于電功率控制的開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路中，驅(qū)動(dòng)器電路單元可以被配置具有多個(gè)驅(qū)動(dòng)器電路使得能夠提供能夠甚至在多個(gè)驅(qū)動(dòng)器電路中的一個(gè)發(fā)生故障時(shí)防止對(duì)開關(guān)器件的接通/斷開控制和監(jiān)視操作的中止的效果。

在根據(jù)本公開內(nèi)容的用于電功率控制的開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路中，由于被連接到開關(guān)器件的柵極和集電極，所以第一邏輯器件和第二邏輯器件可以檢測并計(jì)算開關(guān)器件的柵極電壓和集電極電壓以及其間的電壓差，使得能夠提供能夠精確地確定開關(guān)器件的接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)的效果。

根據(jù)本公開內(nèi)容的用于電功率控制的開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路還可以包括各電平向下移位器，使得能夠提供能夠?qū)⒈O(jiān)視信號(hào)的電壓電平降低或提供為適合于第一邏輯器件和第二邏輯器件的輸入電壓的電平的效果。

在根據(jù)本公開內(nèi)容的用于電功率控制的開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路中，當(dāng)分別從第一邏輯器件和第二邏輯器件接收到的關(guān)于開關(guān)器件的接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)的監(jiān)視信號(hào)彼此不同時(shí)，控制器可以借助于包含在控制器中的邏輯電路或處理程序來確定第一邏輯器件和第二邏輯器件中的一個(gè)是異常的，使得能夠提供能夠監(jiān)視邏輯器件是否處于正常狀態(tài)的效果。

根據(jù)本公開內(nèi)容的用于電功率控制的開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路可以提供控制器可以基于從控制器輸出的接通控制指令信號(hào)或斷開控制指令信號(hào)和關(guān)于開關(guān)器件的接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)的監(jiān)視信號(hào)的數(shù)據(jù)來精確地確定第一邏輯器件和第二邏輯器件中發(fā)生異常的邏輯器件的效果。

在根據(jù)本公開內(nèi)容的用于電功率控制的開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路中，第一邏輯器件和第二邏輯器件中的每個(gè)可以被配置有以下中的一個(gè)：FPGA、MCU、CPLD和ASIC，使得能夠提供能夠?qū)壿嬈骷M(jìn)行選擇性地配置的效果。

根據(jù)本公開內(nèi)容的用于電功率控制的開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路可以包括連接在驅(qū)動(dòng)器電路單元與開關(guān)器件的柵極之間的電阻器，使得能夠提供能夠?qū)艠O驅(qū)動(dòng)信號(hào)變成預(yù)定電壓信號(hào)的效果。

在根據(jù)本公開內(nèi)容的用于電功率控制的開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路中，各電平向下移位器可以被配置有以下中的一個(gè)：電阻器軌道、比較器和運(yùn)算放大器，使得能夠提供能夠?qū)Ω麟娖较蛳乱莆黄鬟M(jìn)行選擇性地配置的效果。

附圖說明

圖1是示出根據(jù)相關(guān)技術(shù)的用于電功率控制的開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路的配置的框圖。

圖2是示出根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的用于電功率控制的開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路的配置的框圖。

圖3是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的用于電功率控制的開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路中的控制器的接通控制指令或斷開控制指令和根據(jù)接通控制指令或斷開控制指令對(duì)開關(guān)器件的接通/斷開操作過程的流程圖。

圖4是示出了用于電功率控制的開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路中的開關(guān)器件的接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)的確定操作和邏輯器件的異常(故障)發(fā)生確定操作的過程的流程圖。

具體實(shí)施方式

以上描述的本公開內(nèi)容的各目的、用于實(shí)現(xiàn)這些目的和配置和其效果將從參考關(guān)于根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的用于電功率控制的開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路的圖2的以下描述中變得容易理解。

參考圖2，根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的用于電功率控制的開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路可以被配置為包括驅(qū)動(dòng)器電路單元4、第一邏輯器件2、第二邏輯器件3以及控制器1。

在圖2中，附圖標(biāo)記5表示用于電功率控制的開關(guān)器件(在下文中被稱為開關(guān)器件)，其被配置有例如IGBT或MOSFET，并且包括柵極5a、發(fā)射極5b和集電極5c。

開關(guān)器件5根據(jù)在發(fā)射極5b與柵極5a之間的電壓差而被接通或斷開。例如，當(dāng)在發(fā)射極5b與柵極5a之間的電壓差處于12V到20V的范圍中時(shí)開關(guān)器件5被接通，而當(dāng)在發(fā)射極5b與柵極5a之間的電壓差處于0V到11V的范圍中時(shí)開關(guān)器件5被斷開。

此外，當(dāng)開關(guān)器件5處于接通狀態(tài)時(shí)，在發(fā)射極5b與集電極5c之間的電壓差從處于斷開狀態(tài)中的十伏到幾十伏下降到2伏到3伏，并且可以通過檢測集電極電壓來確定開關(guān)器件5是否處于接通狀態(tài)中。

根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，開關(guān)器件5的發(fā)射極5b可以連接到電路的接地點(diǎn)或印刷電路板的接地點(diǎn)。

此外，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，開關(guān)器件5的集電極5c的輸出端(參見圖2中的集電極的右箭頭)可以連接到用于電功率轉(zhuǎn)換的電功率供應(yīng)單元或電功率開關(guān)所需要的電路單元。

驅(qū)動(dòng)器電路單元4連接到開關(guān)器件5并將驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給其以便控制開關(guān)器件5處于接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)。

此處，驅(qū)動(dòng)信號(hào)可以為例如大約幾安培的電流信號(hào)或者例如十伏到幾十伏的電壓信號(hào)。

驅(qū)動(dòng)器電路單元4可以被配置有用于輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的集成電路。

根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)優(yōu)選方面，甚至當(dāng)在任何一個(gè)驅(qū)動(dòng)器電路單元中發(fā)生故障時(shí)，可以防止開關(guān)器件5的接通/斷開控制和監(jiān)視操作的中止。為了該目的，驅(qū)動(dòng)器電路單元4被配置為包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)器電路，并且多個(gè)驅(qū)動(dòng)器電路共同重復(fù)地(in duplicate)并聯(lián)連接到單個(gè)開關(guān)器件5。

根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)優(yōu)選方面，使用于控制開關(guān)器件5處于接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)變成預(yù)定電壓信號(hào)的電阻器可以連接在驅(qū)動(dòng)器電路單元4與開關(guān)器件5的柵極5a之間。

第一邏輯器件2連接到開關(guān)器件5和驅(qū)動(dòng)器電路單元4以將關(guān)于開關(guān)器件5的接通控制信號(hào)或斷開控制信號(hào)發(fā)送到驅(qū)動(dòng)器電路單元4或者向驅(qū)動(dòng)器電路單元4提供檢測到開關(guān)器件5的接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)的監(jiān)視信號(hào)。

第二邏輯器件3連接到開關(guān)器件5和第一邏輯器件2以將關(guān)于開關(guān)器件5的接通控制信號(hào)或斷開控制信號(hào)發(fā)送到第一邏輯器件2或者向第一邏輯器件2提供檢測到開關(guān)器件5的接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)的監(jiān)視信號(hào)。

為了接收檢測開關(guān)器件5的接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)的監(jiān)視信號(hào)，第一邏輯器件2和第二邏輯器件3分別連接到開關(guān)器件5的柵極5a和集電極5c。

第一邏輯器件2和第二邏輯器件3中的每個(gè)可以被配置有以下中的一個(gè)：現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、微機(jī)單元(MCU)、復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)以及專用集成電路(ASIC)。

根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的用于電功率控制的開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路包括第一電平向下移位器6b、第二電平向下移位器6a和第三電平向下移位器6c。

第一電平向下移位器6b、第二電平向下移位器6a和第三電平向下移位器6c分別連接在第二邏輯器件3與開關(guān)器件5的柵極5a之間、連接在第一邏輯器件2和第二邏輯器件3與開關(guān)器件5的集電極5c之間、連接在第一邏輯器件2與開關(guān)器件5的柵極5a之間，由此降低監(jiān)視信號(hào)的電壓電平。換言之，第一電平向下移位器6b、第二電平向下移位器6a和第三電平向下移位器6c中的每個(gè)可以將監(jiān)視信號(hào)的電壓電平降低到適合于第一邏輯器件2和第二邏輯器件3的輸入電壓電平的電壓電平，例如3.3伏，由此將經(jīng)降低的電壓提供給其。

根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)優(yōu)選方面，第一電平向下移位器6b、第二電平向下移位器6a和第三電平向下移位器6c中的每一個(gè)可以被配置有以下中的一個(gè)：電阻器軌道、比較器和運(yùn)算放大器。

參考圖2，用于保護(hù)到監(jiān)視信號(hào)的傳輸路徑的電路的二極管7連接在第二電平向下移位器6a與開關(guān)器件5的集電極5c之間。

當(dāng)在監(jiān)視信號(hào)的傳輸路徑(傳輸路徑將表示開關(guān)器件5的接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)的集電極電壓傳輸?shù)降诙壿嬈骷?)處的電壓高于開關(guān)器件5的集電極5c的電壓時(shí)，也就是說，當(dāng)?shù)诙娖较蛳乱莆黄?a的輸出端的電壓高于開關(guān)器件5的集電極5c的電壓時(shí)，二極管7導(dǎo)通。否則，二極管7不導(dǎo)通以保護(hù)第二電平向下移位器6a、第二邏輯器件3和控制器1(其被設(shè)置在后級(jí)中)。

控制器1連接到第一邏輯器件2和第二邏輯器件3，并且可以將關(guān)于開關(guān)器件5的接通控制指令信號(hào)或斷開控制指令信號(hào)提供給第一邏輯器件2和第二邏輯器件3中的至少一個(gè)。

此外，控制器1可以基于來自第一邏輯器件2和第二邏輯器件3的監(jiān)視信號(hào)來確定第一邏輯器件2和第二邏輯器件3中的至少一個(gè)的異常狀態(tài)。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，控制器1可以被配置有微機(jī)，其包括用于基于處理程序、處理程序、參數(shù)值來執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算和過程的中央處理單元和用于存儲(chǔ)算術(shù)運(yùn)算的值存儲(chǔ)器。

當(dāng)分別從第一邏輯器件2和第二邏輯器件3接收到的關(guān)于開關(guān)器件5的接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)的監(jiān)視信號(hào)彼此不同時(shí)，控制器1可以被配置為確定第一邏輯器件2和第二邏輯器件3中的一個(gè)是異常的。為了該目的，控制器1可以被配置有用于這種邏輯確定的邏輯電路，并且可以被配置為具有如下結(jié)構(gòu)：其中中央處理單元從存儲(chǔ)器讀取處理程序并根據(jù)處理程序來將各監(jiān)視信號(hào)彼此進(jìn)行比較以確定各監(jiān)視信號(hào)是否彼此相同。

控制器1可以被配置為基于分別從第一邏輯器件2和第二邏輯器件3接收到的接通控制指令信號(hào)或斷開控制指令信號(hào)和關(guān)于開關(guān)器件5的接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)的監(jiān)視信號(hào)來精確地確定第一邏輯器件2和第二邏輯器件3中發(fā)生異常(故障)的邏輯器件。

控制器1、第一邏輯器件2和第二邏輯器件3可以被配置為單個(gè)控制電路10。

將參考圖2和圖3描述如以上所描述的根據(jù)本公開內(nèi)容的用于電功率控制的開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路的操作。

首先，將描述控制器1的接通控制指令或斷開控制指令和根據(jù)其對(duì)開關(guān)器件的接通/斷開操作。

在操作S1中，當(dāng)控制器1輸出接通控制指令信號(hào)或斷開控制指令信號(hào)以便接通或斷開開關(guān)器件5時(shí)，第一邏輯器件2和第二邏輯器件3接收接通控制指令信號(hào)或斷開控制指令信號(hào)。

并且，響應(yīng)于接通控制指令信號(hào)或斷開控制指令信號(hào)，第一邏輯器件2將關(guān)于開關(guān)器件5的接通控制信號(hào)或斷開控制信號(hào)發(fā)送到驅(qū)動(dòng)器電路單元4。

當(dāng)從第一邏輯器件2發(fā)送的信號(hào)是接通控制指令信號(hào)(在操作S2中“是”)時(shí)，在操作S3中，配置驅(qū)動(dòng)器電路單元4的多個(gè)驅(qū)動(dòng)器電路共同重復(fù)地向開關(guān)器件5的柵極5a提供柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

另一方面，當(dāng)從第一邏輯器件2發(fā)送的信號(hào)是斷開控制指令信號(hào)(在操作S2中“否”)時(shí)，在操作S5中，配置驅(qū)動(dòng)器電路單元4的多個(gè)驅(qū)動(dòng)器電路共同地不向開關(guān)器件5的柵極5a輸出柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

當(dāng)驅(qū)動(dòng)器電路單元4輸出柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，在為開關(guān)器件5的接地電位的發(fā)射極電壓與由柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)形成的柵極電壓之間的電壓差大大增大到約12伏到20伏。因此，在操作S4中，開關(guān)器件5要處于接通狀態(tài)(也就是說，被接通)。

另一方面，當(dāng)驅(qū)動(dòng)器電路單元4不輸出柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，在為開關(guān)器件5的接地電位的發(fā)射極電壓與由柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)形成的柵極電壓之間的電壓差大大減小到約0伏到11伏。因此，在操作S6中，開關(guān)器件5要處于斷開狀態(tài)(也就是說，被斷開)。

接下來，將參考圖2和圖4描述關(guān)于開關(guān)器件5的接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)的確定操作和邏輯器件的異常(故障)發(fā)生確定操作。

當(dāng)開關(guān)器件5處于接通狀態(tài)時(shí)，在發(fā)射極5b與集電極5c之間的電壓差從處于斷開狀態(tài)中的十伏到幾十伏下降到2伏到3伏。

結(jié)果，集電極電壓也減小到2伏到3伏以小于在監(jiān)視信號(hào)的傳輸路徑處的電壓，也就是說，在第二電平向下移位器6a與二極管7之間的電壓。因此，二極管7導(dǎo)通，并且在操作S7中，經(jīng)由二極管7和第二電平向下移位器6a將表示為集電極電壓的開關(guān)器件5的接通狀態(tài)監(jiān)視信號(hào)發(fā)送到第二邏輯器件3和第一邏輯器件2。

此外，在操作S8中，當(dāng)開關(guān)器件5處于斷開狀態(tài)時(shí)，在發(fā)射極5b與集電極5c之間的電壓差增大到十伏到幾十伏。

因此，集電極電壓增大到幾十伏以大于在監(jiān)視信號(hào)的傳輸路徑處的電壓，也就是說，在第二電平向下移位器6a與二極管7之間的電壓。結(jié)果，二極管7未導(dǎo)通并且不將表示為集電極電壓的開關(guān)器件5的斷開狀態(tài)監(jiān)視信號(hào)發(fā)送到二極管7的后級(jí)電路，使得第二邏輯器件3和第一邏輯器件2接收不到斷開狀態(tài)監(jiān)視信號(hào)。

另外，將由約12伏到20伏的開關(guān)器件5的柵極電壓表示的開關(guān)器件5的接通狀態(tài)監(jiān)視信號(hào)通過第一電平向下移位器6b發(fā)送到第二邏輯器件3。并且，在操作S8中，將接通狀態(tài)監(jiān)視信號(hào)通過第三電平向下移位器6c發(fā)送到第一邏輯器件2。

另外，在操作S8中，當(dāng)開關(guān)器件5處于斷開狀態(tài)時(shí)，也將由接近于0伏的開關(guān)器件5的柵極電壓表示的開關(guān)器件5的斷開狀態(tài)監(jiān)視信號(hào)通過第一電平向下移位器6b發(fā)送到第二邏輯器件3。并且，將斷開狀態(tài)監(jiān)視信號(hào)通過第三電平向下移位器6c發(fā)送到第一邏輯器件2。

之后，第二邏輯器件3和第一邏輯器件2中的每個(gè)通過諸如比較器、與門等內(nèi)部電路(未示出)來將集電極電壓和柵極電壓與參考電壓值(也就是說，當(dāng)開關(guān)器件處于接通狀態(tài)時(shí)預(yù)定的參考集電極電壓值和參考柵極電壓值)進(jìn)行比較。在下文中，在操作S9中，通過在通過內(nèi)部邏輯電路的兩個(gè)比較結(jié)果上執(zhí)行邏輯運(yùn)算(例如，與運(yùn)算)來精確地確定開關(guān)器件5的接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)。

將分別由第二邏輯器件3和第一邏輯器件2確定的關(guān)于開關(guān)器件5的接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)的監(jiān)視信號(hào)發(fā)送到控制器1。

之后，控制器1將分別由關(guān)于開關(guān)器件5的接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)的監(jiān)視信號(hào)表示并由第二邏輯器件3和第一邏輯器件2確定的各值彼此進(jìn)行比較以確定各值是否彼此相同。因此，可以在操作S10中確定第二邏輯器件3或第一邏輯器件2的異常發(fā)生。

此處，當(dāng)分別由關(guān)于開關(guān)器件5的接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)的監(jiān)視信號(hào)表示并由第二邏輯器件3和第一邏輯器件2確定的各值彼此相同時(shí)，控制器1可以在操作S11中確定第二邏輯器件3和第一邏輯器件2是正常的。

另一方面，當(dāng)分別由關(guān)于開關(guān)器件5的接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)的監(jiān)視信號(hào)表示并由第二邏輯器件3和第一邏輯器件2確定的各值彼此不同時(shí)，控制器1可以在操作S12中精確地確定在第二邏輯器件3和第一邏輯器件2中的一個(gè)中發(fā)生異常(故障)。

此外，通過考慮原先從控制器1輸出的接通控制指令信號(hào)或斷開控制指令信號(hào)以及分別由關(guān)于開關(guān)器件5的接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)的監(jiān)視信號(hào)表示并由第二邏輯器件3和第一邏輯器件2確定的各值是否彼此相同，控制器1可以在操作S13和S14中精確地確定第二邏輯器件3和第一邏輯器件2中發(fā)生異常(故障)的邏輯器件。

也就是說，例如在控制器1具有接通控制指令信號(hào)的狀態(tài)中，第二邏輯器件3將表示開關(guān)器件5的接通狀態(tài)的監(jiān)視信號(hào)提供給控制器1。并且如果第一邏輯器件2已經(jīng)向控制器1提供了表示開關(guān)器件5的接通狀態(tài)的監(jiān)視信號(hào)，則控制器1可以確定第一邏輯器件2的異常(故障)發(fā)生。

如上所述，根據(jù)本公開內(nèi)容的電功率控制的開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路可以通過配置多個(gè)邏輯器件和/或驅(qū)動(dòng)器電路來提供與相關(guān)技術(shù)相比能夠改善開關(guān)器件的接通/斷開控制和監(jiān)視操作的可靠性的效果。

此外，可以提供甚至當(dāng)在驅(qū)動(dòng)器電路中的任何一個(gè)中發(fā)生故障時(shí)用于防止對(duì)開關(guān)器件的接通/斷開控制和監(jiān)視操作的中止的發(fā)生的效果，因?yàn)轵?qū)動(dòng)器電路單元被配置有多個(gè)驅(qū)動(dòng)器電路。

另外，當(dāng)分別從第一邏輯器件和第二邏輯器件接收到的關(guān)于開關(guān)器件的接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)的監(jiān)視信號(hào)彼此不同時(shí)，控制器借助于包含在控制器中的邏輯電路或處理程序來確定第一邏輯器件和第二邏輯器件中的一個(gè)是異常的。因此，可以提供用于監(jiān)視邏輯器件是否處于正常狀態(tài)的效果。