本發(fā)明涉及一種電子控制裝置的構(gòu)成及其控制，特別涉及搭載在電子控制裝置上的功率半導(dǎo)體元件的柵極驅(qū)動(dòng)電路及柵極驅(qū)動(dòng)方法。

背景技術(shù)：

1、隨著電子控制技術(shù)的發(fā)展，在以發(fā)動(dòng)機(jī)為首的各種功能、裝置中，實(shí)現(xiàn)了基于電子控制的汽車的性能提高。現(xiàn)在的汽車在很多情況下搭載有一百個(gè)以上的電子控制裝置(electronic?control?unit：ecu)，成為負(fù)責(zé)各種先進(jìn)技術(shù)的控制的重要部件。這些ecu在小型輕量化的同時(shí)還要求低成本化、高效率化。

2、在包括高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(advanced?driver-assistance?systems：adas)中使用的ecu、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元、逆變器的廣義的ecu中，一般搭載有對(duì)傳感器、開(kāi)關(guān)的輸入進(jìn)行處理的輸入處理電路、ad轉(zhuǎn)換電路、微機(jī)、電源電路、輸出處理電路以及功率半導(dǎo)體元件等。

3、例如，在逆變器中，通過(guò)對(duì)igbt(insulated?gate?bipolar?transistor)、sic-功率-mosfet(metal-oxide-semiconductor?field-effect?transistor)等功率半導(dǎo)體元件進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制，將直流電流轉(zhuǎn)換為交流電流。為了提高逆變器的轉(zhuǎn)換效率，降低功率半導(dǎo)體元件的開(kāi)關(guān)損耗是有效的，但在功率半導(dǎo)體元件的開(kāi)關(guān)損耗和開(kāi)關(guān)時(shí)的浪涌電壓中存在折衷的關(guān)系，所以研究了開(kāi)關(guān)損耗少的高效率的功率半導(dǎo)體元件的柵極驅(qū)動(dòng)電路和柵極驅(qū)動(dòng)方法。

4、作為本技術(shù)領(lǐng)域的背景技術(shù)，有例如專利文獻(xiàn)1那樣的技術(shù)。在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了“一種驅(qū)動(dòng)電路，在主放電期間，使開(kāi)關(guān)元件的柵極的指令放電電流設(shè)定為單調(diào)增加，通過(guò)將柵極放電電流控制為所設(shè)定的指令放電電流，而將開(kāi)關(guān)元件切換為截止?fàn)顟B(tài)，在主充電期間，使開(kāi)關(guān)元件的柵極的指令充電電流設(shè)定為單調(diào)減少，通過(guò)將柵極充電電流控制為所設(shè)定的指令充電電流，而將開(kāi)關(guān)元件切換為導(dǎo)通狀態(tài)”。(專利文獻(xiàn)1的摘要等)

5、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

6、專利文獻(xiàn)

7、專利文獻(xiàn)1：日本專利特開(kāi)第2016-174455號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明要解決的問(wèn)題

2、上述專利文獻(xiàn)1所記載的驅(qū)動(dòng)電路的技術(shù)方案為：在主放電期間使放電電流單調(diào)增加，在主充電期間使充電電流單調(diào)減少而進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。該柵極驅(qū)動(dòng)方式是前饋形式，以預(yù)先記錄在存儲(chǔ)器中的單調(diào)增加或單調(diào)減少的恒定的柵極電流值以及增加或減少的開(kāi)始、停止的恒定的時(shí)間進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

3、但是，在恒定的已確定驅(qū)動(dòng)的前饋形式中，針對(duì)被驅(qū)動(dòng)的功率半導(dǎo)體元件的溫度依賴性、閾值電壓等的特性偏差不能成為最佳的驅(qū)動(dòng)，因此存在功率半導(dǎo)體元件的開(kāi)關(guān)特性的改善的余地。

4、因此，本發(fā)明的目的在于提供一種在搭載功率半導(dǎo)體元件的電子控制裝置中，能夠抑制功率半導(dǎo)體元件的開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)的浪涌電壓，并且能夠進(jìn)行高速的開(kāi)關(guān)動(dòng)作的高可靠且低損耗的電子控制裝置以及功率半導(dǎo)體元件的柵極驅(qū)動(dòng)方法。

5、解決問(wèn)題的技術(shù)手段

6、為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案具備：微機(jī)；功率半導(dǎo)體元件；以及柵極驅(qū)動(dòng)電路，其根據(jù)來(lái)自所述微機(jī)的指令生成所述功率半導(dǎo)體元件的柵極驅(qū)動(dòng)電流，所述柵極驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)檢測(cè)所述功率半導(dǎo)體元件的輸出電壓的變化來(lái)檢測(cè)開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通和截止的動(dòng)作開(kāi)始，在所述導(dǎo)通時(shí)的開(kāi)關(guān)中，在達(dá)到峰值電壓之前使柵極驅(qū)動(dòng)電流增加，在所述截止時(shí)的開(kāi)關(guān)中，在達(dá)到峰值電壓之前降低柵極驅(qū)動(dòng)電流。

7、另外，本發(fā)明是一種功率半導(dǎo)體元件的柵極驅(qū)動(dòng)方法，其技術(shù)方案包括：(a)通過(guò)檢測(cè)功率半導(dǎo)體元件的漏極端子-源極端子之間的電壓的變化來(lái)檢測(cè)開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通或截止的動(dòng)作開(kāi)始的步驟；(b)在所述功率半導(dǎo)體元件導(dǎo)通時(shí)的開(kāi)關(guān)中，在達(dá)到峰值電壓之前增加?xùn)艠O驅(qū)動(dòng)電流的步驟；以及(c)在所述功率半導(dǎo)體元件截止時(shí)的開(kāi)關(guān)中，在達(dá)到峰值電壓之前降低柵極驅(qū)動(dòng)電流的步驟。

8、發(fā)明的效果

9、根據(jù)本發(fā)明，在搭載功率半導(dǎo)體元件的電子控制裝置中，能夠抑制功率半導(dǎo)體元件的開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)的浪涌電壓，并且能夠?qū)崿F(xiàn)能夠進(jìn)行高速的開(kāi)關(guān)動(dòng)作的高可靠且低損耗的電子控制裝置以及功率半導(dǎo)體元件的柵極驅(qū)動(dòng)方法。

10、上述以外的課題、構(gòu)成及效果通過(guò)以下的實(shí)施方式的說(shuō)明來(lái)明確。

技術(shù)特征：

1.一種電子控制裝置，其特征在于，具備：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子控制裝置，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子控制裝置，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子控制裝置，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子控制裝置，其特征在于，

6.一種功率半導(dǎo)體元件的柵極驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的功率半導(dǎo)體元件的柵極驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的功率半導(dǎo)體元件的柵極驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的功率半導(dǎo)體元件的柵極驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的功率半導(dǎo)體元件的柵極驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
在搭載功率半導(dǎo)體元件的電子控制裝置中，能夠抑制功率半導(dǎo)體元件的開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)的浪涌電壓，并且夠進(jìn)行高速的開(kāi)關(guān)動(dòng)作的高可靠且低損耗的電子控制裝置。其特征在于，具備：微機(jī)；功率半導(dǎo)體元件；以及柵極驅(qū)動(dòng)電路，其根據(jù)來(lái)自所述微機(jī)的指令生成所述功率半導(dǎo)體元件的柵極驅(qū)動(dòng)電流，所述柵極驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)檢測(cè)所述功率半導(dǎo)體元件的輸出電壓的變化來(lái)檢測(cè)開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通和截止的動(dòng)作開(kāi)始，在所述導(dǎo)通時(shí)的開(kāi)關(guān)中，在達(dá)到峰值電壓之前使柵極驅(qū)動(dòng)電流增加，在所述截止時(shí)的開(kāi)關(guān)中，在達(dá)到峰值電壓之前降低柵極驅(qū)動(dòng)電流。

技術(shù)研發(fā)人員：土肥昌宏,幾山武,飯沼拓也
受保護(hù)的技術(shù)使用者：日立安斯泰莫株式會(huì)社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10