柵極驅(qū)動(dòng)裝置以及具有柵極驅(qū)動(dòng)裝置的逆變器的制造方法
【專利說明】柵極驅(qū)動(dòng)裝置以及具有柵極驅(qū)動(dòng)裝置的逆變器
[0001]本申請要求于2014年6月18日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的第10-2014-0074180號韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，該韓國申請的公開通過引用包含于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本公開涉及一種以高電壓驅(qū)動(dòng)的柵極驅(qū)動(dòng)裝置以及具有所述柵極驅(qū)動(dòng)裝置的逆變器。
【背景技術(shù)】
[0003]逆變器(一種接收直流(DC)電力而輸出交流(AC)電力的電路)可控制輸出AC電力的電壓的大小、頻率等，并可用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)等。
[0004]在家庭和工業(yè)中廣泛使用這樣的逆變器，由于商業(yè)上可用的電力的特性，高電壓AC電力可能被輸入到逆變器。
[0005]為了驅(qū)動(dòng)這樣的逆變器，可采用柵極驅(qū)動(dòng)裝置，其中，柵極驅(qū)動(dòng)裝置將逆變器中用于提供AC電力的多個(gè)橋臂中的每個(gè)橋臂的高側(cè)開關(guān)和低側(cè)開關(guān)閉合或斷開。
[0006]在這種情況下，由于高電壓被施加到高側(cè)開關(guān)，因此柵極驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)具有能夠耐受施加到高側(cè)開關(guān)的高電壓電平的耐壓特性。
[0007]在工業(yè)逆變器的情況下，具有1200V或更高的電平的電壓可被施加到高側(cè)開關(guān)，控制高側(cè)開關(guān)的驅(qū)動(dòng)的柵極驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)具有能夠耐受1200V或更高的電壓電平的耐壓特性。然而，具有這樣的耐壓特性的柵極驅(qū)動(dòng)裝置具有相對高的制造成本。
[0008]參照以下現(xiàn)有技術(shù)文檔將理解與包括柵極驅(qū)動(dòng)裝置的逆變器電路相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)。
[0009][現(xiàn)有技術(shù)文檔]
[0010]第10-2005-0052339號韓國專利特許公開

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本公開的一方面可提供一種能夠以高電壓穩(wěn)定地操作并且具有低制造成本的柵極驅(qū)動(dòng)裝置以及具有所述柵極驅(qū)動(dòng)裝置的逆變器。本公開的一方面還可提供一種能夠防止在過渡狀態(tài)下施加具有等于或大于耐壓電平的電平的電壓的柵極驅(qū)動(dòng)裝置以及具有所述柵極驅(qū)動(dòng)裝置的逆變器。
[0012]根據(jù)本公開的一方面，一種柵極驅(qū)動(dòng)裝置可包括:多通道柵極驅(qū)動(dòng)器，響應(yīng)于控制逆變器的操作的指示信號來輸出高側(cè)控制信號和控制逆變器的低側(cè)開關(guān)的低側(cè)開關(guān)信號；多個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器，響應(yīng)于高側(cè)控制信號來輸出控制逆變器的高側(cè)開關(guān)的高側(cè)開關(guān)信號；平衡單元，保持多通道柵極驅(qū)動(dòng)器和所述多個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器之間的電壓平衡。
[0013]平衡單元可包括:多個(gè)電阻器和多個(gè)電容器，分別連接到多通道柵極驅(qū)動(dòng)器和所述多個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器。
[0014]柵極驅(qū)動(dòng)裝置還可包括單一驅(qū)動(dòng)電力單元，將驅(qū)動(dòng)電力提供給柵極驅(qū)動(dòng)單元和多個(gè)二極管。
[0015]根據(jù)本公開的另一方面，一種逆變器可包括:逆變器單元，包括分別包括高側(cè)開關(guān)和低側(cè)開關(guān)并通過對輸入電力進(jìn)行轉(zhuǎn)換來輸出交流電力的多個(gè)逆變器橋臂，其中，高側(cè)開關(guān)與低側(cè)開關(guān)相互串聯(lián)連接在提供輸入電力的輸入電力端子和地之間；多通道柵極驅(qū)動(dòng)器，響應(yīng)于控制逆變器的操作的指示信號，來輸出高側(cè)控制信號和控制低側(cè)開關(guān)的低側(cè)開關(guān)信號；多個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器，響應(yīng)于高側(cè)控制信號，來輸出控制高側(cè)開關(guān)的高側(cè)開關(guān)信號；平衡單元，保持多通道柵極驅(qū)動(dòng)器和所述多個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器之間的電壓平衡。
【附圖說明】
[0016]從以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，將更清楚地理解本公開的以上和其它方面、特征和其它優(yōu)點(diǎn)，在附圖中:
[0017]圖1是示出根據(jù)本公開中的示例性實(shí)施例的包括柵極驅(qū)動(dòng)裝置的逆變器的框圖；
[0018]圖2是詳細(xì)示出根據(jù)本公開中的示例性實(shí)施例的柵極驅(qū)動(dòng)裝置的電路圖；
[0019]圖3是示出圖2的平衡單元的示例的示圖；
[0020]圖4A是示出圖2的供電單元的示例的示圖；
[0021]圖4B是示出圖2的供電單元的另一示例的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]現(xiàn)在將參照附圖詳細(xì)描述本公開的示例性實(shí)施例。
[0023]然而，可以以很多不同的形式實(shí)施本公開，并且本公開不應(yīng)被解釋為受限于在此闡述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例，使得本公開將是充分且完整的，并將本公開的范圍完全地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0024]在附圖中，為了清楚，可夸大元件的形狀和尺寸，并且相同的標(biāo)號將始終用于指定相同或相似的元件。
[0025]圖1是示出根據(jù)本公開中的示例性實(shí)施例的包括柵極驅(qū)動(dòng)裝置的逆變器的框圖。
[0026]參照圖1，逆變器可包括柵極驅(qū)動(dòng)裝置，柵極驅(qū)動(dòng)裝置包括具有多個(gè)逆變器橋臂110、120和130的逆變器單元100、柵極驅(qū)動(dòng)單元200和平衡單元300。
[0027]首先，逆變器單元100可包括對輸入電力進(jìn)行轉(zhuǎn)換以輸出交流(AC)電力的多個(gè)逆變器橋臂110、120和130，在逆變器單元100輸出三相AC電力的情況下，每相需要一個(gè)逆變器橋臂。因此，逆變器單元100可包括與U相、V相和W相對應(yīng)的第一逆變器橋臂110、第二逆變器橋臂120和第三逆變器橋臂130。
[0028]第一逆變器橋臂110可包括第一高側(cè)開關(guān)HM1和第一低側(cè)開關(guān)LM1，第二逆變器橋臂120可包括第二高側(cè)開關(guān)HM2和第二低側(cè)開關(guān)LM2，第三逆變器橋臂130可包括第三高側(cè)開關(guān)HM3和第三低側(cè)開關(guān)LM3。
[0029]第一高側(cè)開關(guān)HM1與第一低側(cè)開關(guān)LM1、第二高側(cè)開關(guān)HM2與第二低側(cè)開關(guān)LM2以及第三高側(cè)開關(guān)HM3與第三低側(cè)開關(guān)LM3可分別相互串聯(lián)連接在提供輸入電力VH的輸入電力端子和地之間?？身憫?yīng)于由柵極驅(qū)動(dòng)單元200傳輸?shù)拈_關(guān)信號HSu3、HSv3、HSw3、LSu2、LSv2和LSw2來控制第一高側(cè)開關(guān)HM1、第二高側(cè)開關(guān)HM2和第三高側(cè)開關(guān)HM3以及第一低側(cè)開關(guān)LM1、第二低側(cè)開關(guān)LM2和第三低側(cè)開關(guān)LM3接通或斷開。
[0030]柵極驅(qū)動(dòng)單元200可響應(yīng)于指示對逆變器單元100進(jìn)行開關(guān)控制的指示信號HSu 1、HSv 1、HSw 1、LSu 1、LSv 1 和 LSw 1 來輸出開關(guān)信號 HSu3、HSv3、HSw3、LSu2、LSv2 和 LSw2。
[0031]同時(shí)，具有與輸入電力VH對應(yīng)的電壓電平的電壓可根據(jù)第一高側(cè)開關(guān)HM1、第二高側(cè)開關(guān)HM2和第三高側(cè)開關(guān)HM3的接通或斷開而被施加到輸入VSu、VSv和VSw的柵極驅(qū)動(dòng)單元200的端子。
[0032]平衡單元300可允許施加到輸入VSu、VSv和VSw的柵極驅(qū)動(dòng)單元200的端子的電壓被分配為VS1、VS2和VS3并將VS1、VS2、VS3施加到柵極驅(qū)動(dòng)單元200，并可保持電壓的平衡。
[0033]同時(shí)，根據(jù)本公開中的示例性實(shí)施例的柵極驅(qū)動(dòng)裝置可包括單一驅(qū)動(dòng)電力單元400，單一驅(qū)動(dòng)電力單元400將驅(qū)動(dòng)電力提供給柵極驅(qū)動(dòng)單元200。
[0034]此外，柵極驅(qū)動(dòng)裝置還可包括供電單元500，供電單元500用于將從單一驅(qū)動(dòng)電力單元400提供的單一電力VCC施加到柵極驅(qū)動(dòng)單元200。
[0035]圖2是詳細(xì)示出根據(jù)本公開中的示例性實(shí)施例的柵極驅(qū)動(dòng)裝置的電路圖。
[0036]參照圖2，根據(jù)本公開中的示例性實(shí)施例的柵極驅(qū)動(dòng)裝置可包括柵極驅(qū)動(dòng)單元200和平衡單元300。柵極驅(qū)動(dòng)單元200可包括多通道柵極驅(qū)動(dòng)器210、第一柵極驅(qū)動(dòng)器220、第二柵極驅(qū)動(dòng)器230和第三柵極驅(qū)動(dòng)器240，平衡單元300可包括第一平衡器310、第二平衡器320和第三平衡器330。
[0037]柵