開關元件驅動集成電路以及裝備其的開關元件驅動裝置制造方法
【專利摘要】提供了一種開關元件驅動集成電路及裝備其的開關元件驅動裝置。該開關元件驅動集成電路具有一個或更多個光電耦合器、驅動電路、檢測器電路以及設置電路。光電耦合器接收從微型計算機所傳送的設置數據，并且將所接收到的設置數據傳送到設置電路，其中，在該光電耦合器中作為高壓側的輸入側與作為低壓側的輸出側電隔離。設置電路將設置數據傳送到驅動電路和檢測電路。驅動電路和檢測電路基于所接收到的設置數據進行操作。設置數據可以通過光電耦合器和設置電路被提供到驅動電路和檢測電路。此結構使得可以抑制在開關元件驅動集成電路的高壓側處的端子數量的增加，并且減少開關元件驅動集成電路的整體尺寸。
【專利說明】開關元件驅動集成電路以及裝備其的開關元件驅動裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有諸如光電稱合器(photocoupler)的隔離(insulation)電路的開關元件驅動集成電路(1C)、以及裝備有該開關元件驅動IC的開關元件驅動裝置。
【背景技術】
[0002]存在裝備有一個或更多個諸如光電耦合器的隔離電路的各種類型開關元件驅動 1C。例如，存在一篇現有技術文獻“ACPL-330J，1.5Amp Output Current IGBT GateDriver Optocoupler with Integrated (VCE) Desaturation Detection,UVL0,faultFeedback,Active Miller Clamp and Auto-Fault Reset,Data Sheet,AVAGOTECHNOLOGIES”，該現有技術文獻公開了一種絕緣柵雙極性晶體管(IGBT)柵極驅動1C。
[0003]IGBT柵極驅動IC接收驅動信號并且基于所接收到的驅動信號驅動IGBT。此外，IGBT柵極驅動IC檢測IGBT中的過電流和短路的發(fā)生。當檢測到過電流和/或短路的發(fā)生時，生成錯誤信號并且將錯誤信號輸出到外部裝置。IGBT柵極驅動IC由第一光電耦合器(或第一光耦合器)、驅動電路、檢測電路以及第二光電耦合器(第二光耦合器)組成。
[0004]第一光電耦合器接收從在低壓側中的裝置所傳送的驅動信號，并且響應于所接收到的驅動信號將信號傳送到高壓側，其中在第一光電耦合器中低壓側與高壓側電隔離。驅動電路電連接到第一光電耦合器，并且接收從第一光電耦合器所傳送的信號。驅動電路基于所接收到的驅動信號驅動IGBT。檢測電路檢測過電流和短路的發(fā)生。檢測電路輸出檢測結果。因為第二光電耦合器電連接到檢測電路，所以第二光電耦合器接收從檢測電路所傳送的檢測結果，并且響應于所接收到的檢測結果生成并且傳送失效信號，其中在第二光電耦合器中低壓側與高壓側電隔離。
[0005]關于驅動作為要被控制和要被檢測的目標的IGBT，對于驅動電路和檢測電路中的每個需要具有當接通和關斷IGBT時所確定的柵極電壓閾值和異常檢測閾值等。為了使用各種類型的IGBT裝置，外部裝置對于每個IGBT裝置確定這樣的柵極電壓閾值和異常檢測閾值，并且IGBT柵極驅動IC使用這些閾值。但是，當與在IGBT柵極驅動IC的低壓側處的端子數量相比時，這需要增加在IGBT柵極驅動IC的高壓側處的端子數量。當使用具有高的功能性的驅動電路和檢測電路時，對于IGBT柵極驅動IC需要增加在高壓側處的端子數量。
[0006]為了充分地維持IGBT柵極驅動IC中的電隔離，需要以預定的間隔在IGBT柵極驅動IC的低壓側處和高壓側處布置端子。如果當與在低壓側處的端子數量相比時增加了在高壓側處的端子數量，則IGBT柵極驅動IC的整體尺寸因此增加。

【發(fā)明內容】

[0007]因此期望提供一種如下的開關元件驅動IC和裝備有該開關元件驅動IC的開關元件驅動裝置，該開關元件驅動IC具有減小的尺寸并且能夠抑制端子數量的增加而同時維持其功能性。[0008]示例性實施例提供了一種開關元件驅動集成電路，該開關元件驅動集成電路具有第一隔離電路、驅動電路、檢測電路、第二隔離電路、第三隔離電路以及設置電路。第一隔離電路接收從控制裝置(諸如微型計算機)所傳送的驅動信號并且傳送所接收到的驅動信號，其中在第一隔離電路中輸入側與輸出側隔離。驅動電路連接到第一隔離電路并且配置成接收從第一隔離電路所傳送的驅動信號。驅動電路基于所接收到的驅動信號驅動開關元件。檢測電路檢測開關元件的操作狀態(tài)并且基于檢測結果生成檢測信號。第二隔離電路連接到檢測電路，接收從檢測電路所傳送的檢測信號，以及輸出檢測信號，其中在第二隔離電路中輸入側與輸出側電隔離。第三隔離電路將設置數據傳送到驅動電路和檢測電路，其中在第三隔離電路中輸入側與輸出側電隔離。設置電路連接到第三隔離電路、驅動電路以及檢測電路。設置電路接收從第三隔離電路所傳送的設置數據，并且將所接收到的設置數據提供至IJ驅動電路和檢測電路。驅動電路和檢測電路基于所接收到的設置數據進行操作。
[0009]另一示例性實施例提供了一種如下開關元件驅動裝置:其裝備有用作控制裝置的微型計算機、以及具有之前所描述的結構的開關元件驅動1C。
[0010]開關元件驅動IC的結構使得可以將設置數據通過第三隔離電路和設置電路提供到驅動電路和檢測電路。此結構使得可以減少接收從各種外部裝置所傳送的、與各種類型的IGBT相對應的設置數據的專用端子的數量，并且可以減少開關元件驅動IC的整體尺寸。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]將參照附圖以示例的方式描述本發(fā)明的優(yōu)選的、非限制性的實施例，在附圖中:
[0012]圖1是示出裝備有根據本發(fā)明的第一示例性實施例的開關元件驅動IC的開關元件驅動裝置的電路結構的圖；
[0013]圖2是示出裝備有根據本發(fā)明的第二示例性實施例的開關元件驅動IC的開關元件驅動裝置的電路結構的圖；
[0014]圖3是示出裝備有根據本發(fā)明的第三示例性實施例的開關元件驅動IC的開關元件驅動裝置的電路結構的圖。
【具體實施方式】
[0015]在下文中，將參照附圖描述本發(fā)明的各種實施例。在下面的各種實施例的描述中，貫穿幾幅附圖中，相似的參考符號或標記指代相似或等效的組件部分。
[0016]下面的描述將公開被施加到開關元件驅動裝置的各種示例性實施例的開關元件驅動集成電路(開關元件驅動IC)的概念。
[0017]第一示例性實施例
[0018]將對裝備有根據第一示例性實施例的開關元件驅動IC14的開關元件驅動裝置I的電路結構給出描述。
[0019]圖1是示出裝備有根據第一示例性實施例的開關元件驅動IC14的開關元件驅動裝置I的電路結構的圖。
[0020]開關元件驅動裝置I以低電壓進行操作并且驅動開關元件TRl。高電壓被供給到開關元件TR1。通過控制開關元件TRl的柵極(G)的電壓驅動開關元件TRl。具體地，開關元件TRl由絕緣柵雙極性二極管(IGBT)組成。開關元件TRl具有電流敏感端子S，電流流動通過該端子S，該電流小于集電極電流并且與集電極電流成正比。圖1中所示的開關元件驅動裝置I由電流感測電阻10、溫度敏感二極管11、12和13、開關元件驅動IC14、以及微型計算機15組成。因為微型計算機15布置在開關元件驅動IC14的外部，所以微型計算機15是權利要求中所使用的控制裝置。
[0021]電流感測電阻10將流入開關元件TRl的電流轉換為電壓。具體地，電流感測電阻10將流動通過開關元件TRl的電流敏感端子S的電流轉換為電壓。
[0022]電流感測電阻10的一個端子連接到開關元件TRl的電流敏感端子S，并且電流感測電阻10的另一端子連接到開關元件TRl的發(fā)射極端子E。電流感測電阻10的兩端連接到開關元件驅動IC14。
[0023]溫度敏感二極管11、12和13中的每個將所檢測到的關于開關元件TRl的溫度數據轉換為電壓。具體地，當接收到恒定電流時，溫度敏感二極管11、12和13中的每個輸出與開關元件TRl的溫度相對應的電壓。開關元件TRl與溫度敏感二極管11、12和13集成，其中溫度敏感二極管11、12和13串聯連接。溫度敏感二極管11的陽極連接到開關元件驅動IC14，溫度敏感二極管11的陰極連接到開關元件TRl的發(fā)射極。
[0024]開關元件驅動IC14基于從微型計算機15所傳送的數據進行操作。當接收到從微型計算機15所提供的數據時，開關元件驅動IC14基于所接收到的數據驅動開關元件TR1。此外，開關元件驅動IC14檢測開關元件TRl的操作狀態(tài)，并且輸出檢測信號。開關元件驅動IC14裝備有光電耦合器140、141和142、驅動電路143、檢測電路144以及設置電路145。
[0025]光電耦合器140 (第一隔離電路)接收從在低壓側中的微型計算機15所傳送的驅動信號，生成輸出信號以及將所生成的輸出信號輸出到在高壓側中的驅動電路143，其中在光電稱合器140中，輸出信號與所接收到的驅動信號電隔離。
[0026]在光電耦合器140的輸入側中的光電二極管的陽極通過開關元件驅動IC14的端子連接到微型計算機15。在光電耦合器140中的光電二極管的陰極通過開關元件驅動IC14的端子連接到在低壓側中的地LG。
[0027]在開關元件驅動IC14中，在光電耦合器140的輸出側中的光電晶體管的集電極連接到驅動電路143。光電晶體管的發(fā)射極通過開關元件驅動IC14的端子連接到在高壓側中的地HG。在圖1所示的光電耦合器140中，在低壓側中的地LG與在高壓側中的地HG電隔離。
[0028]光電耦合器141 (第二隔離電路)接收由在輸入側(高壓側)中的檢測電路144所生成的并且從在輸入側(高壓側)中的檢測電路144所傳送的異常信號。光電耦合器141將所接收到的異常信號輸出到在輸出側(低壓側)中的微型計算機15。此外，光電耦合器141接收從在高壓側中的驅動電路143和檢測電路144所傳送的設置數據，并且將所接收到的設置數據傳送到在低壓側中的微型計算機15，其中輸入側(高壓側)與輸入側(低壓側)電隔離。
[0029]在開關元件驅動IC14中，在光電耦合器141的輸入側中的光電二極管的陽極連接到驅動電路143和檢測電路144。在光電耦合器141中的光電二極管的陰極通過開關元件驅動IC14的端子連接到在高壓側中的地HG。
[0030]在光電耦合器141的輸出側(低壓側)中的光電晶體管的集電極通過開關元件驅動IC14的端子連接到微型計算機15。光電晶體管的發(fā)射極通過開關元件驅動IC14的端子連接到在低壓側中的地LG。
[0031]在開關元件驅動IC14中，光電耦合器142 (第三隔離電路)接收要由驅動電路143和檢測電路144所使用的、從在低壓側中的微型計算機15所傳送的設置數據，并且將所接收到的設置數據輸出到在高壓側中的設置電路145。在光電耦合器142中，設置數據的輸入偵儀低壓側)與輸出側(高壓側)電隔離。
[0032]在光電耦合器142的輸入側中的光電二極管的陽極通過開關元件驅動IC14的端子連接到微型計算機15。在光電耦合器142中的光電二極管的陰極通過開關元件驅動IC14的端子連接到在低壓側中的地LG。
[0033]在開關元件驅動IC14中，在光電耦合器142的輸出側中的光電晶體管的集電極連接到驅動電路143。光電晶體管的發(fā)射極通過開關元件驅動IC14的端子連接到在高壓側中的地HG。
[0034]驅動電路143接收從設置電路145所傳送的設置數據，并且基于所接收到的設置數據進行操作。此外，驅動電路143通過光電耦合器140接收從微型計算機15所傳送的驅動信號，并且基于所接收到的驅動信號驅動開關元件TR1。具體地，驅動電路143基于當開關元件TRl接通/關斷時的柵極閾值電壓控制開關元件TRl的柵極G的電壓，其中柵極閾值電壓由所接收的、從設置電路145所傳送的設置數據所指示。驅動電路143基于所接收到的驅動信號驅動開關元件TRl。
[0035]驅動電路143具有預先所設置的初始設置數據。因此，當未接受到從設置電路145所傳送的設置數據時，驅動電路143基于初始設置數據進行操作。在設置電路145提供了設置數據之后，驅動電路143接收設置數據，并且每隔恒定的時間段將設置數據輸出到光電耦合器141。在開關元件驅動IC14中，驅動電路143連接到設置電路145。此外，如圖1所示，驅動電路143連接到在光電耦合器140的輸出側中的光電晶體管的集電極和在光電耦合器141的輸入側中的光電二極管的陽極。驅動電路143通過開關元件驅動IC14的端子連接到開關元件的柵極。
[0036]檢測電路144基于從設置電路145所傳送的設置數據進行操作。檢測電路144檢測開關元件TRl的操作情況，并且將檢測結果輸出到光電耦合器141。具體地，檢測電路144基于設置數據(諸如異常電流判斷閾值和電流感測電阻10的電壓)檢測異常(諸如過電流和短路)的發(fā)生。檢測電路144將檢測結果輸出到光電耦合器141。即，當檢測到異常發(fā)生時，檢測電路144生成作為檢測結果的異常信號，并且將異常信號輸出到光電耦合器141。
[0037]此外，檢測電路144基于作為設置數據的異常溫度閾值和溫度敏感二極管11、12和13中的每個的電壓，檢測開關元件TRl的溫度異常的發(fā)生。當檢測到溫度異常的發(fā)生時，檢測電路144生成作為檢測結果的異常信號，并且將異常信號輸出到光電耦合器141。
[0038]檢測電路144具有預先所設置的初始設置數據。因此，當未接收到從設置電路145所傳送的設置數據時，檢測電路144基于初始設置數據進行操作。
[0039]在設置電路145提供了設置數據之后，檢測電路144接收設置數據，并且每隔恒定的時間段將設置數據輸出到光電耦合器141。在開關元件驅動IC14中，檢測電路144連接到設置電路145和在光電耦合器141的輸入側中的光電二極管的陽極。檢測電路144通過開關元件驅動IC14的端子連接到電流感測電阻10的兩端端子和溫度敏感二極管11的陽極。[0040]設置電路145通過光電耦合器142接收從微型計算機15所傳送的設置數據，并且將所接收到的設置數據傳送到驅動電路143和檢測電路144。具體地，設置電路145將開關元件TRl的柵極電壓閾值供給到驅動電路143，并且將異常電流判斷閾值和異常溫度閾值供給到檢測電路144。
[0041]在開關元件驅動IC14中，設置電路145連接到在光電耦合器142的輸出側中的光電晶體管的集電極、驅動電路143以及檢測電路144。
[0042]微型計算機15將設置數據輸出到光電耦合器142以便確定驅動電路143和檢測電路144的操作，并且將驅動信號輸出到光電耦合器140以便驅動開關元件TR1。此外，當接收到通過光電耦合器141所傳送的、用于驅動電路143和檢測電路144的設置數據和異常信號時，微型計算機15基于驅動電路143和檢測電路144的設置數據和異常信號執(zhí)行處理。
[0043]微型計算機15輸出設置數據(諸如柵極電壓閾值)以便接通/關斷開關元件TR1，并且輸出異常電流判斷閾值和異常溫度判斷閾值以便確定檢測電路144的操作。
[0044]此外，微型計算機15檢測通過光電耦合器141所傳送的、用于驅動電路143和檢測電路144的設置數據是否與要設置的設置數據相同。當檢測結果指示否時(即，設置數據與要確定的設置數據不相同時)，微型計算機15再次輸出設置數據。微型計算機15再次將設置數據輸出到設置電路145。微型計算機15連接到在光電耦合器140和142中的每個的輸入側中的光電二極管的陽極、和在光電稱合器141的輸出側中的光電晶體管的集電極。
[0045]將參照圖1對開關元件的操作給出描述。
[0046]圖1中所示的微型計算機15將設置數據輸出到光電耦合器142，其中設置數據確定驅動電路143和檢測電路144中的每個的操作。具體地，設置數據包含用于確定驅動電路143的接通和關斷操作的柵極電壓閾值、以及用于確定檢測電路144的操作的異常溫度判斷閾值和異常溫度判斷閾值。光電耦合器142將從微型計算機15所提供的設置數據傳送到設置電路145，其中在光電耦合器142中作為低壓側的輸入側與作為高壓側的輸出側電隔離。具體地，光電耦合器142將作為設置數據的柵極閾值輸出到驅動電路143，并且將作為設置數據的異常電流判斷閾值和異常溫度判斷閾值輸出到檢測電路144。
[0047]當接收到設置數據時，驅動電路143和檢測電路144中的每個開始操作。另一方面，當出于某一原因在驅動電路143和檢測電路144中發(fā)生了不正確的操作時，驅動電路143和檢測電路144中的每個基于初始設置數據開始操作。
[0048]在接收到設置數據之后，驅動電路143和檢測電路144每隔恒定的時間段將設置數據輸出到光電耦合器141。當接收到從驅動電路143和檢測電路144所傳送的設置數據時，光電耦合器141將所接收到的設置數據輸出到微型計算機，其中在光電耦合器141中作為高壓側的輸入側與作為低壓側的輸出側電隔離。當通過光電耦合器142接收到從驅動電路143和檢測電路144所傳送的設置數據時，微型計算機15基于所接收到的設置數據進行操作。具體地，微型計算機15檢測所接收到的設置數據是否等于要供給到驅動電路143和檢測電路144的設置數據。如果檢測結果指示否定，則微型計算機15再次將設置數據輸出到光電稱合器142。
[0049]在此之后，微型計算機15將驅動信號輸出到光電耦合器140以便驅動開關元件TRl。當接收到驅動信號時，光電耦合器140將驅動信號傳送到驅動電路143，其中在光電耦合器140中作為低壓側的輸入側與作為高壓側的輸出側電隔離。
[0050]驅動電路143基于從設置電路145所傳送的設置數據進行操作，并且基于所接收到的驅動信號驅動開關元件TR1。具體地，驅動電路143基于作為設置數據的、當開關元件TRl接通和關斷時所要使用的柵極電壓閾值，調整開關元件TRl的柵極G的柵極電壓。
[0051]當驅動電路143驅動開關元件TRl時，電流流入開關元件TRl并且開關元件TRl的溫度增加。檢測電路144基于從設置電路145所傳送的設置數據進行操作，并且檢測開關元件TRl的操作狀態(tài)。檢測電路將檢測結果輸出到光電耦合器141。具體地，檢測電路144基于異常電流判斷閾值和通過電流感測電阻10所檢測到的電壓，檢測過電流和短路的發(fā)生。檢測電路144將作為檢測結果的異常信號輸出到光電耦合器141。
[0052]此外，檢測電路144檢測開關元件TRl的溫度異常的發(fā)生，并且生成作為檢測結果的異常信號，以及將所生成的異常信號輸出到光電耦合器141。光電耦合器141將所接收到的作為檢測結果的異常信號傳送到微型計算機15，其中在光電耦合器141中作為高壓側的輸入側與作為低壓側的輸出側電隔離。
[0053]當接收到異常信號時，微型計算機15基于所接收到的異常信號進行操作。具體地，微型計算機15禁止在檢測到在開關元件TRl中發(fā)生過電流和短路時將驅動信號傳送到驅動電路143。
[0054]接下來，將對根據第一示例性實施例的開關元件驅動IC的效果給出描述。
[0055]根據第一不例性實施例的開關兀件驅動IC由光電I禹合器140、光電f禹合器141、光電耦合器142、驅動電路143、檢測電路144以及設置電路145組成，其中設置電路145連接到光電耦合器142、驅動電路143以及檢測電路144，并且設置電路145將通過光電耦合器142從微型計算機15所傳送的設置數據提供到驅動電路143和檢測電路144。驅動電路143和檢測電路144基于所接收到的、從設置電路145所提供的設置數據進行操作。因此，對于微型計算機15可以將設置數據通過光電耦合器142和設置電路145提供到驅動電路143和檢測電路144。這使得可以消除在開關元件驅動裝置I的外部處所設置的、用于將設置數據提供到開關元件驅動IC的任何外部裝置，并且可以進一步減少開關元件驅動IC的端子的數量，以及可以減少開關元件驅動IC的整體尺寸。
[0056]在根據第一示例性實施例的開關元件驅動IC的結構中，驅動電路143連接到光電耦合器141，并且在接收到從設置電路145所傳送的設置數據之后，驅動電路143和檢測電路144將所接收到的設置數據輸出到光電耦合器141。此結構使得對于微型計算機15可以檢測提供到設置電路145的設置數據是否等于由驅動電路143和檢測電路144所接收到的設置數據。因此可以避免通過使用與如下設置數據不同的其他設置數據所導致的不正確的操作:該設置數據從微型計算機15通過設置電路145提供到驅動電路143和檢測電路144。這使得可以增加開關元件驅動IC的可靠性。
[0057]在根據第一示例性實施例的開關元件驅動IC的結構中，驅動電路143和檢測電路144中的每個每隔恒定的時間段將所接收到的設置數據輸出。這使得對于微型計算機15可以以固定的間隔檢測提供到設置電路145的設置數據是否等于由驅動電路143和檢測電路144所接收到的設置數據。由此可以確定地避免通過使用與如下設置數據不同的其他的設置數據所導致的不正確的操作的發(fā)生:該設置數據從微型計算機15通過設置電路145提供到驅動電路143和檢測電路144。這使得可以增加開關元件驅動IC的可靠性。[0058]在根據第一示例性實施例的開關元件驅動IC的結構中，驅動電路143和檢測電路144具有從微型計算機15所提供的設置數據。如果微型計算機15或設置電路145未將設置數據提供到驅動電路143和檢測電路144，則驅動電路143和檢測電路144中的每個基于預先所存儲的初始設置數據進行操作。即使驅動電路143和檢測電路144中的每個或兩者未接收到任何設置數據，也可以防止基于不正確的設置數據的不正確的操作的發(fā)生。
[0059]第二示例性實施例
[0060]將參照圖2對裝備有根據第二示例性實施例的開關元件驅動IC24的開關元件驅動裝置2給出描述。
[0061]圖2是示出裝備有根據第二示例性實施例的開關元件驅動IC24的開關元件驅動裝置2的電路結構的圖。
[0062]在根據之前所描述的第一示例性實施例的開關元件驅動裝置I的開關元件驅動IC14的結構中，驅動電路143和檢測電路144中的每個每隔恒定的時間段將所接收到的設置數據輸出。另一方面，在根據第二示例性實施例的開關元件驅動IC的結構中，僅當接收到來自微型計算機25的設置數據輸出請求時，驅動電路143和檢測電路144中的每個輸出所接收到的設置數據。根據第二示例性實施例的開關元件驅動IC的其他組件和操作與根據第一示例性實施例的開關元件驅動IC的其他組件和操作相同。
[0063]將參照圖2對裝備有根據第二示例性實施例的開關元件驅動IC24的開關元件裝置2的結構給出描述。
[0064]如圖2所示，開關元件驅動裝置2由電流感測電阻20、溫度敏感二極管21、22和
23、開關元件驅動IC24以及微型計算機25構成。電流感測電阻20以及溫度敏感二極管2U22和23分別地具有與圖1中所示開關元件驅動IC14中所使用的電流感測電阻10、溫度敏感二極管11、12和13相同的結構。
[0065]開關元件驅動IC24由光電耦合器240、241和242、驅動電路243、檢測電路244以及設置電路245構成。
[0066]在開關兀件驅動IC24中的光電稱合器240 (第一隔離電路)和光電稱合器241 (第二隔離電路)分別地具有與被用在根據第一示例性實施例的開關元件驅動IC14中的光電耦合器140和141相同的結構。
[0067]圖2中所示的光電耦合器242 (第三隔離電路)與圖1中所示的光電耦合器142在功能上不同。即，光電耦合器242接收從微型計算機25所發(fā)出的、請求輸出設置數據的設置數據輸出請求，并且將所接收到的設置數據輸出請求傳送到設置電路245，其中在光電耦合器242中作為輸入側的低壓側與作為輸出側的高壓側電隔離。光電耦合器242的其他結構和操作與光電稱合器142相同。
[0068]圖2中所示的驅動電路243與圖1中所示的驅動電路143在結構和功能上不同。驅動電路243僅當通過光電耦合器242和設置電路245接收到從微型計算機25所傳送的設置數據輸出請求時，輸出所接收到的、從設置電路245傳送的設置數據。圖2中所示的驅動電路243的其他組件和操作與圖1中所示的驅動電路143的其他組件和操作相同。
[0069]圖2中所示的檢測電路244與圖1中所示的檢測電路144在結構和功能上不同。檢測電路244僅當通過光電耦合器242和設置電路245接收到從微型計算機25所傳送的設置數據輸出請求時，輸出所接收到的、從設置電路245傳送的設置數據。圖2中所示的檢測電路244的其他組件和操作與圖1中所示的檢測電路144的其他組件和操作相同。
[0070]在根據圖2所示的第二示例性實施例的開關元件驅動IC24中的設置電路245與在根據圖1所示的第一示例性實施例的開關元件驅動IC14中的設置電路145在結構和功能上不同。在開關元件驅動IC24中的設置電路245通過光電耦合器242接收從微型計算機25所傳送的設置數據輸出請求，并且將所接收到的設置數據輸出請求輸出到驅動電路243和檢測電路244。圖2中所示的設置電路245的其他組件和操作與圖1中所示的設置電路145的其他組件和操作相同。
[0071]圖2中所示的微型計算機25與圖1中所示的微型計算機15在功能上不同。微型計算機25將設置數據輸出請求輸出到光電耦合器242，其中設置數據輸出請求指示驅動電路243和檢測電路244輸出所接收到的設置數據。微型計算機25的其他功能與圖1中所示的微型計算機15的其他功能相同。
[0072]現在，將對從根據圖2中所示的第二示例性實施例的開關元件驅動裝置2中的驅動電路243和檢測電路244輸出設置數據的操作給出描述。
[0073]如圖2所示，當需要時，微型計算機25將設置數據輸出請求輸出到光電耦合器242，以使得驅動電路243和檢測電路244將設置數據通過光電耦合器241輸出到微型計算機25。當接收到從微型計算機25所傳送的設置數據輸出請求時，光電耦合器242將所接收到的設置數據輸出請求傳送到設置電路245，其中在光電耦合器242中作為低壓側的輸入側與作為高壓側的輸出側電隔離。當接收到從光電耦合器242所傳送的設置數據輸出請求時，設置電路245將所接收到的設置數據輸出請求輸出到驅動電路243和檢測電路244。當接收到設置數據輸出請求時，驅動電路243和檢測電路244中的每個將設置數據輸出到光電耦合器241。當接收到從驅動電路243和檢測電路244所傳送的設置數據時，光電耦合器241將所接收到的設置數據順序地傳送到微型計算機25，其中在光電耦合器241中作為高壓側的輸入側與作為低壓側的輸出側電隔離。當接收到通過光電耦合器241從驅動電路243和檢測電路244所傳送的設置數據時，微型計算機25基于所接收到的、通過光電耦合器141所傳送的設置數據執(zhí)行必要的操作，其類似于根據在圖1中所示的第一示例性實施例的開關元件驅動裝置I中的微型計算機15的操作。
[0074]將對裝備有根據第二示例性實施例的開關元件驅動IC24的開關元件驅動裝置2的效果給出描述。
[0075]因為根據第二示例性實施例的開關元件驅動裝置2中的組件與根據第一示例性實施例的開關元件驅動裝置I中的組件相同，所以其具有相同的效果。
[0076]此外，根據裝備有根據第二示例性實施例的開關元件驅動IC24的開關元件驅動裝置2，當接收到來自微型計算機25的設置數據輸出請求時，驅動電路243和檢測電路244中的每個將設置數據傳送到微型計算機25。這使得對于微型計算機25可以在必要的時候識別由驅動電路243和檢測電路244所接收到的設置數據是否等于在微型計算機25的控制之下從設置電路245所傳送的設置數據。當不正確的操作發(fā)生時，微型計算機25迅速地檢測驅動電路243和檢測電路244中的設置數據，并且執(zhí)行必要的對策。
[0077]此外，根據裝備有根據第二示例性實施例的開關元件驅動IC24的開關元件驅動裝置2，來自微型計算機25的設置數據輸出請求通過光電耦合器242和設置電路245被輸出到驅動電路243和檢測電路244。此結構使得可以迅速地將設置數據輸出請求傳送到驅動電路243和檢測電路244、而不增加在開關元件驅動IC24的低壓側中的端子數量。
[0078]第三示例性實施例
[0079]將參照圖3對裝備有根據第三示例性實施例的開關元件驅動IC34的開關元件驅動裝置3給出描述。
[0080]圖3是示出裝備有根據第三示例性實施的開關元件驅動IC34的開關元件驅動裝置3的電路結構的圖。
[0081]在根據圖3所示的第三示例性實施例的開關元件驅動裝置3中的開關元件驅動IC34的結構中，光電耦合器340 (140，142)具有圖1中所示的光電耦合器140的功能和光電耦合器142的功能兩者。圖3中所示的開關元件驅動IC34的其他組件與圖1中所示的開關元件驅動IC14的其他組件相同。
[0082]將參照圖3對根據第三示例性實施例的開關元件驅動裝置3的結構給出描述。
[0083]如圖3所示，開關元件驅動裝置3由電流感測電阻30、溫度敏感二極管31、32和
33、開關元件驅動IC34以及微型計算機35構成。圖3中所示的電流感測電阻30和溫度敏感二極管31、32和33分別地具有與圖1中所示的開關元件驅動IC14中所使用的電路感測電阻10、溫度敏感二極管11、12和13相同的結構。
[0084]開關元件驅動IC34由光電耦合器340 (140，142)和光電耦合器341、驅動電路343、檢測電路344以及設置電路345構成。
[0085]圖3中所示的光電耦合器340 (第一隔離電路)和光電耦合器341 (第二隔離電路)分別地具有與光電耦合器140和光電耦合器141相同的結構和操作。
[0086]在根據第三示例性實施例的開關元件驅動IC34的結構中，光電耦合器340具有與光電耦合器142 (第三隔離電路)相同的功能和與光電耦合器140 (第一隔離電路)相同的功能。即，光電耦合器340接收從在低壓側中的微型計算機35所傳送的設置數據，并且將所接收到的設置數據傳送到設置電路345，其中作為輸入側的低壓側與作為輸出側的高壓側電隔離。在開關元件驅動IC34的結構中，在光電耦合器340的輸出側中的光電晶體管的集電極連接到驅動電路343和設置電路345。
[0087]驅動電路343、檢測電路344以及設置電路345分別地具有與驅動電路143、檢測電路144以及設置電路145相同的結構。
[0088]在微型計算機35未將驅動信號傳送到光電稱合器340 (140,142)的時間段中，微型計算機35將設置數據輸出到光電耦合器340 (140，142)。圖3中所示的微型計算機35的其他功能與在圖1中所示的第一示例性實施例中所使用的微型計算機15的功能相同。
[0089]接下來，現在將對設置在根據第三示例性實施例的開關元件驅動裝置3中的設置數據的操作給出描述，同時說明其與第一示例性實施例的不同。
[0090]圖3中所示的微型計算機35在微型計算機35未將驅動信號輸出到光電耦合器340 (140,142)的時間段期間輸出設置數據。當接收到從微型計算機35所傳送的設置數據時，光電耦合器340 (140，142)將所接收到的設置數據傳送到設置電路345。與第一示例性實施例類似，設置電路345設置通過光電耦合器340 (140，142)被傳送到驅動電路343和檢測電路344中的設置數據。
[0091]接下來，現在將對裝備有根據第三示例性實施例的開關元件驅動IC34的開關元件驅動裝置3的效果給出描述。[0092]與根據圖1中所示的第一示例性實施例的開關元件驅動裝置14中的組件相同的、根據圖3中所示的第三示例性實施例的開關元件驅動裝置34中的組件具有相同的效果。
[0093]此外，因為光電耦合器340 (140，142)具有與光電耦合器142 (第三隔離電路)相同的功能和與光電耦合器140 (第一隔離電路)相同的功能，當與根據第一示例性實施例的開關元件驅動IC14的結構相比時，開關元件驅動IC34的結構具有較少的端子數量和減小的尺寸。這使得可以減少開關元件驅動裝置3的整體尺寸。
[0094]根據第三示例性實施例，在微型計算機35將驅動信號傳送到開關元件驅動IC34的時間段期間，設置電路345將設置數據提供到驅動電路343和檢測電路344。這使得可以將來自微型計算機35的設置數據和驅動信號通過光電耦合器340 (140，142)可靠地傳送到驅動電路343和檢測電路344，因為光電耦合器340 (140，142)具有與光電耦合器142(第三隔離電路)相同的功能和與光電耦合器140 (第一隔離電路)相同的功能。
[0095]如之前詳細地描述地，根據第一、第二以及第三示例性實施例，設置數據具有當開關元件TRl接通和關斷時的柵極電壓閾值、異常電流判斷閾值、以及異常溫度判斷閾值。但是，本發(fā)明的概念不由此所限制。即，設置數據足以包含各種數據，除非設置數據確定驅動電路和檢測電路的操作。
[0096]另外，根據第一、第二以及第三示例性實施例，裝備有開關元件驅動IC的開關元件驅動裝置使用指示開關元件TRl的操作狀態(tài)(即，諸如過電流、短路以及異常溫度的異常的發(fā)生)的數據。但是，本發(fā)明的概念不由此所限制。開關元件驅動裝置可以使用除了指示異常的發(fā)生的數據之外的各種類型的數據，諸如開關元件TRl的溫度、電流。
[0097]雖然詳細地描述了本發(fā)明的特定實施例，但是本領域內技術人員將理解的是，鑒于本公開的總體的教導，對于這些細節(jié)可以開發(fā)各種修改和替換。因此，所公開的具體的布置只意味著示例性的而不是限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍將在下面的權利要求和其所有等同方案的整體范圍中給出。
【權利要求】
1.一種開關元件驅動集成電路，包括: 第一隔離電路，配置成接收從控制裝置所傳送的驅動信號并且傳送所接收到的驅動信號，其中，在所述第一隔離電路中輸入側與輸出側隔離； 驅動電路，連接到所述第一隔離電路，以及配置成接收從所述第一隔離電路所傳送的所述驅動信號并且基于所接收到的驅動信號驅動開關元件； 檢測電路，配置成檢測所述開關元件的操作狀態(tài)，并且配置成基于檢測結果生成檢測信號，以及配置成輸出所述檢測信號； 第二隔離電路，連接到所述檢測電路，以及配置成接收從所述檢測電路所傳送的所述檢測結果并且將所述檢測信號輸出到所述控制裝置，其中，在所述第二隔離電路中輸入側與輸出電隔離； 第三隔離電路，配置成接收從所述控制裝置所傳送的設置數據并且將所述設置數據傳送到所述驅動電路和所述檢測電路，其中，在所述第三隔離電路中輸入側與輸出側電隔離；以及 設置電路，連接到所述第三隔離電路、所述驅動電路以及所述檢測電路，以及配置成接收從所述第三隔離電路所傳送的所述設置數據并且將所接收到的設置數據提供到所述驅動電路和所述檢測電路，其中，所述驅動電路和所述檢測電路基于所接收到的設置數據進行操作。
2.根據權利要求1所述的開關元件驅動集成電路，其中，所述驅動電路連接到所述第二隔離電路，并且在所述驅動電路和所述檢測電路接收到從所述設置電路所傳送的所述設置數據之后，所述驅動電路和所述檢測電路將所接收到的設置數據通過所述第二隔離電路傳送到所述控制裝置。
3.根據權利要求2所述的開關元件驅動集成電路，其中，所述驅動電路和所述檢測電路每隔恒定時間段將所接收到的設置數據通過所述第二隔離電路傳送到所述控制裝置。
4.根據權利要求2所述的開關元件驅動集成電路，其中，當所述第三隔離電路接收到從所述控制裝置所傳送的設置數據輸出請求時，所述驅動電路和所述檢測電路將所接收到的設置數據輸出到所述控制裝置。
5.根據權利要求4所述的開關元件驅動集成電路，其中，所述設置電路通過第三隔離電路接收所述設置數據輸出請求，并且將所接收到的設置數據輸出請求傳送到所述驅動電路和所述檢測電路。
6.根據權利要求1所述的開關元件驅動集成電路，其中，所述驅動電路和所述檢測電路中的每個電路具有被預先設置在其中的初始設置數據，并且如果所述設置電路不將設置數據提供到所述驅動電路和所述檢測電路，則所述驅動電路和所述檢測電路中的每個電路基于所述初始設置數據進行操作。
7.根據權利要求1所述的開關元件驅動集成電路，其中，所述第一隔離電路還具有所述第三隔離電路的功能。
8.根據權利要求7所述的開關元件驅動集成電路，其中，在所述第一隔離電路未接收到驅動信號的時間段期間，所述第一隔離電路接收所述設置數據。
9.根據權利要求1所述的開關元件驅動集成電路，其中，所述第一隔離電路、所述第二隔離電路以及所述第三隔離電路中的每個電路包括光電耦合器，并且所述控制裝置包括微型計算機。
10.一種用于驅動開關元件的開關元件驅動裝置，所述開關元件驅動裝置包括: 微型計算機； 連接到所述微型計算機的開關元件驅動集成電路； 連接到所述開關元件驅動集成電路的電流感測電阻；以及 串聯連接到所述開關元件驅動集成電路的溫度敏感二極管， 其中，所述開關元件驅動集成電路包括: 第一光電耦合器，連接到所述微型計算機，以及配置成接收從所述微型計算機所傳送的驅動信號并且傳送所接收到的驅動信號，其中，在所述第一光電耦合器中輸入側與輸出側隔離； 驅動電路，連接到所述第一光電耦合器和所述開關元件，以及配置成接收從所述第一光電耦合器所傳送的所述驅動信號并且基于所接收到的驅動信號驅動所述開關元件； 檢測電路，配置成通過所述電流感測電阻和所述溫度敏感二極管檢測所述開關元件的操作狀態(tài)； 第二光電耦合器，連接到所述微型計算機和所述檢測電路，以及配置成將所述檢測電路的檢測結果輸出到所述微型計算機，其中，在所述第二光電耦合器中輸入側與輸出側電隔離； 第三光電耦合器，連接到所述微型計算機，以及配置成接收從所述微型計算機所傳送的設置數據，其中，在所述第三光電耦合器中輸入側與輸出側電隔離；以及 設置電路，連接到所述第三光`電耦合器、所述驅動電路以及所述檢測電路，以及配置成接收從所述第三光電耦合器所傳送的所述設置數據并且將所接收到的設置數據提供到所述驅動電路和所述檢測電路，其中，所述驅動電路和所述檢測電路基于所接收到的設置數據進行操作。
【文檔編號】H02M1/08GK103683865SQ201310430408
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權日:2012年9月18日
【發(fā)明者】田口正敏, 前原恒男 申請人:株式會社電裝