專利名稱：半導(dǎo)體驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在控制諸如IGBT (絕緣柵雙極晶體管)之類的半導(dǎo)體裝置的開啟和關(guān)閉的驅(qū)動電路中，當(dāng)有半導(dǎo)體裝置發(fā)生短路故障并且阻抗下降時(shí)起保護(hù)作用的驅(qū)動電路的保護(hù)。
背景技術(shù)：
圖1顯示了一個(gè)運(yùn)用已知技術(shù)的驅(qū)動電路的配置。在圖中，EP為正向偏置電源， EN為反向偏置電源，Trl為正向偏置開關(guān)元件，Tr2為反向偏置開關(guān)元件，Rl為正向偏置柵極電阻，R2為反向偏置柵極電阻。末級驅(qū)動電路DCC是用來根據(jù)控制信號來驅(qū)動MOSFETs Trl和Tr2的電路。這里，IGBT(IGBTl)被用作一種半導(dǎo)體裝置。MOSFET是金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的縮寫。利用此配置，當(dāng)在半導(dǎo)體裝置上發(fā)生短路故障時(shí)，有很大可能在IGBTl的所有端子G1，C1，E1之間均發(fā)生短路。出于此原因，在圖1的情況下，當(dāng)柵極端子Gl和發(fā)射極端子 El間出現(xiàn)短路條件時(shí)，連接在這些端子間的驅(qū)動電路的輸出短路，當(dāng)MOSFET Trl導(dǎo)通時(shí)， 由正向偏置電源EP和正向偏置柵極電阻Rl決定的大電流將繼續(xù)流動；當(dāng)MOSFET Tr2導(dǎo)通時(shí)，由反向偏置電源EN和反向偏置電阻R2決定的大電流將繼續(xù)流動。圖1所示的這種電路，考慮到半導(dǎo)體裝置的故障，有必要設(shè)計(jì)一種能容忍這種電流的方式，電流流經(jīng)的偏置電源EP和EN以及柵極電阻Rl和R2的能力增大，這會導(dǎo)致驅(qū)動電路的尺寸與成本的增加。 此外，當(dāng)驅(qū)動電路電源共用時(shí)，也會發(fā)生此問題，即一個(gè)驅(qū)動電路中的過載電流使另一個(gè)驅(qū)動電路失效。作為迄今為止能夠改善這種問題的技術(shù)，在圖2所示的、專利文件中1中顯示的方法是已知的。EP代表正向偏置電源，EN為反向偏置電源，Trl為正向偏置開關(guān)元件，Tr2為反向偏置開關(guān)元件，Rl為正向偏置柵極電阻，R2為反向偏置柵極電阻。此外，F(xiàn)l, F2和F3 代表保險(xiǎn)絲，Sffl代表正向偏置電源短路開關(guān)，SW2代表反向偏置電源EN短路開關(guān)。將給出當(dāng)半導(dǎo)體裝置IGBT發(fā)生短路故障時(shí)該電路中的動作的描述。當(dāng)IGBT 1短路并且有大量電流經(jīng)過集電極時(shí)，保險(xiǎn)絲Fl將熔化。提供了檢測保險(xiǎn)絲Fl中熔化的方法， 當(dāng)檢測到熔化時(shí)，開關(guān)SWl和SW2導(dǎo)通。當(dāng)這些開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，偏置電源EP和EN通過保險(xiǎn)絲 F2和F3短路，同時(shí)保險(xiǎn)絲F2和F3將熔化。由于這些類型的行動，偏置半導(dǎo)體開關(guān)Trl和 Tr2在很短的時(shí)間內(nèi)從偏置電源處被切斷，意味著出現(xiàn)在圖1中的驅(qū)動電路的大電流將不會出現(xiàn)。專利文件1 JP-UM-1-6-88191

發(fā)明內(nèi)容
如之前所述，結(jié)合現(xiàn)有的技術(shù)，保險(xiǎn)絲存在于驅(qū)動電路中，并且當(dāng)半導(dǎo)體裝置發(fā)生故障時(shí)通過主動熔化保險(xiǎn)絲來保護(hù)驅(qū)動電路的安全。然而，用這種方法，主電流流過的電路中仍然需要保險(xiǎn)絲，來檢測半導(dǎo)體裝置的故障，這意味著在個(gè)大容量裝置中，電路的尺寸需要增加。同時(shí)，由于在每次激活保護(hù)過后都要更換保險(xiǎn)絲，在擁有大量驅(qū)動電路的裝置中， 通常需要很長一段時(shí)間來恢復(fù)故障。因此，本發(fā)明的一個(gè)問題就是不用保險(xiǎn)絲來檢測半導(dǎo)體裝置的短路故障，并且保護(hù)驅(qū)動電路。為了解決上述問題，在本發(fā)明中配置如下第一熱敏電阻被熱接合且安裝于開啟狀態(tài)的柵極電阻，第二熱敏電阻熱接合且安裝于關(guān)閉狀態(tài)的柵極電阻，且電流恒定地流過該熱敏電阻，同時(shí)，提供了如下方法當(dāng)任何柵極電阻的溫度升高時(shí)，通過相應(yīng)熱敏電阻的阻值變化及電流變化，關(guān)斷第一或第二開關(guān)元件。此外，在另一個(gè)發(fā)明中，熱敏電阻分別與第一和第二開關(guān)元件進(jìn)行串聯(lián)，同時(shí)，當(dāng)熱敏電阻的溫度由于IGBT的柵極與發(fā)射極之間發(fā)生短路導(dǎo)致過載電流而升高時(shí)，關(guān)斷第
一或第二開關(guān)元件。由上所述，半導(dǎo)體裝置保險(xiǎn)絲和用來切斷驅(qū)動電路電源的保險(xiǎn)絲在這里是不需要的，并且有可能減小裝置的大小，并減少故障恢復(fù)時(shí)的零件更換時(shí)間。此外，由于關(guān)閉第一或第二開關(guān)元件的操作被光電耦合器檢測到，并且信號從驅(qū)動裝置輸出，在控制電路中可以用這種信號來操作和展示裝置的切斷或故障的發(fā)生，并提升用戶友好性。


圖1是一個(gè)已知的實(shí)施例的驅(qū)動電路圖。圖2是一個(gè)已知的帶保護(hù)功能實(shí)施例的驅(qū)動電路圖。圖3是顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的電路圖。圖4是圖1動作的圖示。圖5是顯示本發(fā)明第二實(shí)施例的電路圖。圖6是顯示本發(fā)明第三實(shí)施例的電路圖。圖7是顯示本發(fā)明第四實(shí)施例的電路圖。圖8是顯示本發(fā)明第五實(shí)施例的電路圖。圖9是顯示本發(fā)明第六實(shí)施例的電路圖。圖10是顯示本發(fā)明第七實(shí)施例的電路圖。圖11是顯示本發(fā)明第八實(shí)施例的電路圖。圖12是顯示本發(fā)明第九實(shí)施例的電路圖。圖13是顯示本發(fā)明第十實(shí)施例的電路圖。實(shí)施本發(fā)明的最佳模式此后，參考附圖給出本發(fā)明的實(shí)施方式的描述。[實(shí)施例1]圖3示出了本發(fā)明的第一實(shí)施例。與已知的電路圖示1不同在于，熱敏電阻(在本例中，PTC熱敏電阻的阻值隨著溫度的升高而增加)thl和th2的阻值變化依賴于溫度，被安裝在柵極電阻Rl和R2上，P溝道型MOSFET Tr3的漏極和源極被連接在P溝道型MOSFET Trl的柵極和源極之間，為正向偏置開關(guān)元件。N溝道型MOSFET Tr4的漏極和源極被連接在N溝道型MOSFET Tr2的柵極和源極之間，為反向偏置開關(guān)元件，由熱敏電阻thl和電阻 R3組成的串聯(lián)電路與由熱敏電阻th2和電阻R4組成的串聯(lián)電路被連接在正向偏置電源EP
6的正極和反向偏置電源的負(fù)極之間，P溝道型MOSFET Tr3的柵極連接到熱敏電阻thl和電阻R3的串聯(lián)點(diǎn)，N溝道型MOSFET Tr4的柵極連接到熱敏電阻th2和電阻R4的串聯(lián)點(diǎn)。利用此種配置，在IGBT 1的柵極和發(fā)射極之間發(fā)生短路故障的情況下，當(dāng)處于開啟狀態(tài)的柵極電阻Rl的溫度升高并發(fā)出開啟信號時(shí)，熱敏電阻thl的電阻值增大，當(dāng)熱敏電阻thl兩端的電壓超過MOSFET Tr3的柵極和源極間電壓閾值時(shí)，MOSFET Tr3被開啟，并且MOSFET Trl被關(guān)閉。同樣，在IGBTl的柵極和發(fā)射極間發(fā)生短路故障的情況下，當(dāng)處于關(guān)閉狀態(tài)的電阻R2的溫度升高并發(fā)出關(guān)閉信號時(shí)，熱敏電阻th2的電阻值增大，當(dāng)熱敏電阻th2兩端的電壓超過MOSFET Tr4的柵極和源極間電壓閾值時(shí)，M0SFETTr4被開啟，并且 MOSFET 1^2 被關(guān)閉。圖4顯示的是當(dāng)IGBT的柵極和源極間發(fā)生短路故障時(shí)各部分的動作。這些動作顯示發(fā)生故障時(shí)IGBT正處于開啟的狀態(tài)。當(dāng)IGBT 1處于正常狀態(tài)時(shí)，柵電流Ig只在這樣很短的時(shí)間內(nèi)具有波形流，即如圖所示，當(dāng)開關(guān)和正向偏置柵極電阻Rl的溫度被維持或低于某一數(shù)值，柵極電壓上升沿或者下降沿時(shí)。當(dāng)IGBT 1發(fā)生故障并且柵極(Gl)與發(fā)射極 (El)間發(fā)生短路時(shí)，由正向偏置電源電壓El和處于開啟狀態(tài)的柵極電阻Rl決定的電流將繼續(xù)流經(jīng)處于開啟狀態(tài)的R1，意味著Rl的溫度將升高。同時(shí)，熱敏電阻thl的阻值增加，且施加在MOSFET Tr3中輸入部分的電壓VGS3增加。當(dāng)這達(dá)到MOSFET Tr3的柵極閾值電壓時(shí)，MOSFET Tr3被開啟，開啟狀態(tài)的開關(guān)元件1Trl 的輸入信號此時(shí)變?yōu)?，并且Tr 1被關(guān)閉。正是由于這種行為，驅(qū)動電路中的電流流動被中斷。當(dāng)IGBTl處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)IGBT發(fā)生故障，S卩，當(dāng)關(guān)閉狀態(tài)的開關(guān)元件Tr2被開啟時(shí)，由于同樣的動作，當(dāng)關(guān)閉狀態(tài)的柵極電阻R2溫度升高時(shí)，熱敏電阻th2的阻值也隨著增加，MOSFET Tr4被開啟，同時(shí)關(guān)閉狀態(tài)的開關(guān)元件Tr2被關(guān)閉。因?yàn)榭梢杂眠@種不熔化保險(xiǎn)絲的方法來保護(hù)驅(qū)動電路，所以也可以無需更換零件來恢復(fù)電路。[實(shí)施例2]圖5顯示了本發(fā)明的第二實(shí)施例。與第一實(shí)施例不同之處在于，由熱敏電阻thl和電阻R3組成的串聯(lián)電路被連接在正向偏置電源EP的正極和負(fù)極之間，由熱敏電阻th2和電阻R4組成的串聯(lián)電路被連接在反向偏置電源EN的正極和負(fù)極之間。采用此電路配置， 可以保持電阻和驅(qū)動電源(EP和EN)功耗較低。[實(shí)施例3]圖6顯示了本發(fā)明的第三實(shí)施例。與第一實(shí)施例不同在于，P溝道型MOSFET Tr3 被換成PNP晶體管Q3，N溝道型MOSFET Tr4被換成了 NPN晶體管Q4。與實(shí)施例1的動作相同，但還有一個(gè)好處，即通過使用電流驅(qū)動型晶體管噪聲容限得到增加。在這里，為了進(jìn)一步增大噪聲容限，也可以在基極串聯(lián)穩(wěn)壓二極管或者其它類似物。[實(shí)施例4]圖7顯示了本發(fā)明的第四實(shí)施例。與第三實(shí)施例不同之處在于，由熱敏電阻thl和電阻R3組成的串聯(lián)電路被連接在正向偏置電源EP的正極和負(fù)極之間，熱敏電阻th2和電阻R4組成的串聯(lián)電路被連接在反向偏置電源EN的正極和負(fù)極之間。采用這種電路配置， 可以保持電阻和驅(qū)動電源(EP和EN)功耗較低。[實(shí)施例5]
圖8顯示了本發(fā)明的第五實(shí)施例。與實(shí)施例1不同之處在于，二極管Dl被連接在 P溝道型MOSFET Tr3的漏極與P溝道型MOSFET Trl的柵極之間，Dl是正向偏置開關(guān)元件。 光耦合器PCl的主邊和電阻R6組成的串聯(lián)電路被連接在MOSFET Tr3漏極和二極管Dl的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)與反向偏置電源EN的負(fù)極間。二極管D2被連接在N溝道型MOSFET Tr4的漏極與N溝道型MOSFET Tr2的柵極間，它是反向偏置開關(guān)元件，光耦合器PC2的主邊和電阻R5 組成的串聯(lián)電路被連接在MOSFET Tr4漏極和二極管D2的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)與正向偏置電源EP的正極間。其中，光耦合器PCl和PC2的次邊是作為故障信號A和B的外部輸出。通過將這些信號合并在控制電路或操作展示電路中，實(shí)現(xiàn)裝置保護(hù)，停止，故障展示等等，并且提升可操作性與用戶友好性。[實(shí)施例6]圖9展示了本發(fā)明的第六實(shí)施例。與第五實(shí)施例不同之處在于，光耦合器PCl的主邊與電阻R6組成的串聯(lián)電路和光耦合器PC2的主邊與電阻R5組成的串聯(lián)電路被連接在 MOSFET Tr3漏極和二極管Dl的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)與正向偏置電源EP的負(fù)極間。光耦合器PC2的主邊與電阻R5組成的串聯(lián)電路被連接在M0SFET Tr4漏極和二極管D2的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)與反向偏置電源EN的正極間。采用這種電路配置，可以保持電阻和驅(qū)動電源(EP和EN)功耗較低。[實(shí)施例7]圖10顯示的是本發(fā)明的第七實(shí)施例。與第一實(shí)施例的不同之處在于，第一熱敏電阻thl與P溝道型MOSFET Trl串聯(lián)，第二熱敏電阻th2與N溝道型MOSFET Tr2串聯(lián)，P溝道型MOSFET Tr3的柵極和電阻R3連接在P溝道型MOSFET Trl和第一熱敏電阻thl的串聯(lián)連接點(diǎn)上，N溝道型MOSFET Tr4的柵極與電阻R4連接在N溝道型MOSFET Tr2和第二熱敏電阻th2的串聯(lián)連接點(diǎn)上。其中，當(dāng)?shù)谝换虻诙崦綦娮鑤hl和th2任一個(gè)的溫度達(dá)到或超過預(yù)先設(shè)定的數(shù)值時(shí)，MOSFET Trl或MOSFET Tr2即被關(guān)閉。于此，電阻R3的一端與反向偏置電源EN的負(fù)極相連，電阻R4的一端與正向偏置電源EP的正極相連。當(dāng)IGBT 1的柵極與發(fā)射極之間發(fā)生短路故障時(shí)，當(dāng)發(fā)出開啟信號時(shí)MOSFET Trl 被開啟。由于過量電流流過熱敏電阻thl，熱敏電阻thl的溫度將升高，同時(shí)阻值也將升高， 結(jié)果就是MOSFET Tr3被開啟，MOSFET Trl被關(guān)閉，驅(qū)動電路得到了保護(hù)。同樣，當(dāng)發(fā)出關(guān)閉信號時(shí)MOSFET Tr2被開啟，由于過量電流流過熱敏電阻th2，熱敏電阻th2的溫度將升高，同時(shí)阻值也將升高，結(jié)果就是MOSFET Tr4被開啟，MOSFET Tr2被關(guān)閉，驅(qū)動電路得到了保護(hù)。[實(shí)施例8]圖11顯示了本發(fā)明的第八實(shí)施例。與第七實(shí)施例不同之處在于，電阻R3和R4的一端與正向偏置電源的負(fù)極(反向偏置電源的正極)相連。采用此配置，有可能減少驅(qū)動電路的電源(EP和EN)容量，同時(shí)降低電阻R3和R4的功耗。[實(shí)施例9]圖12顯示了本發(fā)明的第九實(shí)施例。與第七實(shí)施例不同之處在于，二極管Dl被連接在P溝道型MOSFET Tr3的漏極與P溝道型MOSFET Trl的柵極之間，它是正向前置開關(guān)元件。光耦合器PCl的主邊和電阻R6組成的串聯(lián)電路被連接在MOSFET Tr3漏極和二極管 Dl的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)與反向偏置電源EN的負(fù)極間。二極管D2被連接在N溝道型MOSFET Tr4的漏極與N溝道型M0SFETTr2的柵極間，它是反向偏置開關(guān)元件，光耦合器PC2的主邊和電阻R5組成的串聯(lián)電路被連接在MOSFET Tr4漏極和二極管D2的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)與正向偏置電源EP 的正極間。其中，光耦合器PCl和PC2的次邊是作為故障信號A和B的外部輸出。通過將這些信號合并在控制電路或操作展示電路中，實(shí)現(xiàn)裝置保護(hù)，停止，故障展示等等，并且提升可操作性與用戶友好性。[實(shí)施例10]圖13顯示了本發(fā)明的第十實(shí)施例。與第九實(shí)施例不同之處在于，電阻R3和R4的一端與正向偏置電源的負(fù)極(反向偏置電源的正極)相連。采用此配置，有可能減少驅(qū)動電路的電源(EP和EN)容量，同時(shí)降低電阻R3和R4的功耗。第五實(shí)施例到第十實(shí)施例中，所用方式與第三和第四相同，有可能將P溝道型 MOSFET Tr3換成PNP晶體管Q3，N溝道型MOSFET Tr4換成NPN晶體管Q4。以上所描述的要點(diǎn)概括起來即為本發(fā)明的主要觀點(diǎn)。即本發(fā)明的主要觀點(diǎn)是當(dāng)主開關(guān)元件如IGBT的柵極與發(fā)射極之間發(fā)生短路故障時(shí)，處于開啟或關(guān)閉狀態(tài)柵極電阻的溫度被熱敏電阻檢測到，驅(qū)動電路通過關(guān)閉處于開啟狀態(tài)的柵極驅(qū)動開關(guān)元件或處于關(guān)閉狀態(tài)的柵極驅(qū)動開關(guān)元件而得到保護(hù)。而且，不是通過檢測開啟或關(guān)閉狀態(tài)柵極電阻的溫度，而是熱敏電阻與開啟或關(guān)閉的柵極驅(qū)動開關(guān)元件進(jìn)行串聯(lián)，對應(yīng)于熱敏電阻溫度變化的阻值變化被檢測到，因此驅(qū)動電路通過關(guān)閉處于開啟或關(guān)閉狀態(tài)的柵極驅(qū)動開關(guān)元件而得到了保護(hù)。工業(yè)上的適用性本發(fā)明可用于不間斷電源系統(tǒng)，電動機(jī)驅(qū)動變流器，直流電源供電單元，感應(yīng)加熱裝置等等，同樣可以應(yīng)用到如IGBT(絕緣柵雙極晶體管)或MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)這樣的開關(guān)元件上。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體驅(qū)動裝置，其特征在于，包括接通驅(qū)動電路，包括正向偏置電源、第一開關(guān)元件以及用于接通半導(dǎo)體元件的接通柵極電阻；以及關(guān)斷驅(qū)動電路，包括反向偏置電源、第二開關(guān)元件以及用于關(guān)斷所述半導(dǎo)體元件的關(guān)斷柵極電阻，其中，所述正向偏置電源和反向偏置電源被串聯(lián)連接，由熱接合于所述接通柵極電阻的第一熱敏電阻與第一電阻串聯(lián)連接而成的第一串聯(lián)電路，連接于所述正向偏置電源的正極與所述反向偏置電源的負(fù)極之間、或者所述正向偏置電源的正極與負(fù)極之間，由熱接合于所述關(guān)斷柵極電阻的第二熱敏電阻與第二電阻串聯(lián)連接而成的第二串聯(lián)電路，連接于所述正向偏置電源的正極與所述反向偏置電源的負(fù)極之間、或者所述反向偏置電源的正極與負(fù)極之間，其中，提供有當(dāng)所述接通柵極電阻和關(guān)斷柵極電阻中的任一個(gè)電阻的所述溫度上升至等于或者大于預(yù)定值時(shí)關(guān)斷所述第一或者第二開關(guān)元件的單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體驅(qū)動裝置，其特征在于， 關(guān)斷所述第一開關(guān)元件的所述單元是第三開關(guān)元件，其中， 控制端子連接于第一串聯(lián)電路的內(nèi)部連接點(diǎn)，在所述第一串聯(lián)電路中，所述第一熱敏電阻的一端連接于所述正向偏置電源的所述正極且所述第一電阻的一端連接于所述反向偏置電源的所述負(fù)極，一個(gè)主端子連接于所述正向偏置電源的所述正極，且另一個(gè)主端子連接于所述第一開關(guān)元件的控制端子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的半導(dǎo)體驅(qū)動裝置，其特征在于， 關(guān)斷所述第二開關(guān)元件的所述單元是第四開關(guān)元件，其中，控制端子連接于第二串聯(lián)電路的內(nèi)部連接點(diǎn)，在所述第二串聯(lián)電路中，所述第二熱敏電阻的一端連接于所述反向偏置電源的所述負(fù)極且所述第二電阻的一端連接于所述正向偏置電源的所述正極，一個(gè)主端子連接于所述反向偏置電源的所述負(fù)極，且另一個(gè)主端子連接于所述第二開關(guān)元件的控制端子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一個(gè)所述的半導(dǎo)體驅(qū)動裝置，其特征在于， 所述第三開關(guān)元件是P-溝道型的MOSFET。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一個(gè)所述的半導(dǎo)體驅(qū)動裝置，其特征在于， 所述第三開關(guān)元件是PNP型的晶體管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一個(gè)所述的半導(dǎo)體驅(qū)動裝置，其特征在于，二極管連接于所述第三開關(guān)元件的主端子與所述第一開關(guān)元件的所述控制端子之間， 光電耦合器的初級端子與電阻的串聯(lián)電路連接于所述第三開關(guān)元件的主端子和二極管的連接點(diǎn)與所述反向偏置電源的所述負(fù)極之間、或者所述第三開關(guān)元件的主端子和二極管的連接點(diǎn)與所述正向偏置電源的所述負(fù)極之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一個(gè)所述的半導(dǎo)體驅(qū)動裝置，其特征在于， 所述第四開關(guān)元件是N-溝道型的MOSFET。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一個(gè)所述的半導(dǎo)體驅(qū)動裝置，其特征在于， 所述第四開關(guān)元件是PNP型的晶體管。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一個(gè)所述的半導(dǎo)體驅(qū)動裝置，其特征在于，二極管連接于所述第四開關(guān)元件的主端子與所述第二開關(guān)元件的所述控制端子之間， 光電耦合器的初級端子與電阻的串聯(lián)電路連接于所述二極管和第四開關(guān)元件的所述連接點(diǎn)與所述正向偏置電源的所述正極之間、或者所述二極管和第四開關(guān)元件的所述連接點(diǎn)與所述反向偏置電源的所述正極之間。
10.一種半導(dǎo)體驅(qū)動裝置，其特征在于，包括接通驅(qū)動電路，包括正向偏置電源、第一開關(guān)元件以及用于接通半導(dǎo)體元件的接通柵極電阻；以及關(guān)斷驅(qū)動電路，包括反向偏置電源、第二開關(guān)元件以及用于關(guān)斷所述半導(dǎo)體元件的關(guān)斷柵極電阻，其中，所述正向偏置電源和反向偏置電源被串聯(lián)連接，第一熱敏電阻與所述第一開關(guān)元件串聯(lián)連接，第二熱敏電阻與所述第二開關(guān)元件串聯(lián)連接，其中，提供有當(dāng)所述第一熱敏電阻和第二熱敏電阻中的任一個(gè)電阻的所述溫度上升至等于或者大于預(yù)定值時(shí)關(guān)斷所述第一或者第二開關(guān)元件的單元。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體驅(qū)動裝置，其特征在于， 關(guān)斷所述第一開關(guān)元件的所述單元是第三開關(guān)元件，其中，所述第一熱敏電阻的一端和一個(gè)主端子連接于所述正向偏置電源的所述正極，所述第一熱敏電阻和第一開關(guān)元件的串聯(lián)連接點(diǎn)連接于控制端子，電阻連接于所述控制端子與所述反向偏置電源的所述負(fù)極或者所述正向偏置電源的所述負(fù)極之間，且另一個(gè)主端子連接于所述第一開關(guān)元件的控制端子。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或者11所述的半導(dǎo)體驅(qū)動裝置，其特征在于， 關(guān)斷所述第二開關(guān)元件的所述單元是第四開關(guān)元件，其中，所述第二熱敏電阻的一端和一個(gè)主端子連接于所述反向偏置電源的所述負(fù)極，所述第二熱敏電阻和第二開關(guān)元件的所述串聯(lián)連接點(diǎn)連接于控制端子，電阻連接于所述控制端子與所述反向偏置電源的所述正極或者所述正向偏置電源的所述正極之間，且另一個(gè)主端子連接于所述第二開關(guān)元件的控制端子。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一個(gè)所述的半導(dǎo)體驅(qū)動裝置，其特征在于， 所述第三開關(guān)元件是P-溝道型的MOSFET。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一個(gè)所述的半導(dǎo)體驅(qū)動裝置，其特征在于， 所述第三開關(guān)元件是PNP型的晶體管。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至14中任一個(gè)所述的半導(dǎo)體驅(qū)動裝置，其特征在于，二極管連接于所述第三開關(guān)元件的主端子與所述第一開關(guān)元件的所述控制端子之間， 光電耦合器的初級端子和電阻的串聯(lián)電路連接于所述第三開關(guān)元件的主端子和二極管的連接點(diǎn)與所述反向偏置電源的所述負(fù)極或者所述正向偏置電源的所述負(fù)極之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求10至15中任一個(gè)所述的半導(dǎo)體驅(qū)動裝置，其特征在于， 所述第四開關(guān)元件是N-溝道型的MOSFET。
17.根據(jù)權(quán)利要求10至15中任一個(gè)所述的半導(dǎo)體驅(qū)動裝置，其特征在于， 所述第四開關(guān)元件是PNP型的晶體管。
18.根據(jù)權(quán)利要求10至17中任一個(gè)所述的半導(dǎo)體驅(qū)動裝置，其特征在于，二極管連接于所述第四開關(guān)元件的主端子與所述第二開關(guān)元件的所述控制端子之間， 光電耦合器的初級端子和電阻的串聯(lián)電路連接于所述二極管和第四開關(guān)元件的所述連接點(diǎn)與所述正向偏置電源的所述正極或者所述反向偏置電源的所述正極之間。
全文摘要
本發(fā)明公開一種半導(dǎo)體驅(qū)動裝置。當(dāng)有短路故障發(fā)生在如IGBT之類的主開關(guān)單元中的柵極和發(fā)射極間時(shí)，通過熱敏電阻檢測到開啟或關(guān)閉狀態(tài)的柵極電阻的溫度，同時(shí)驅(qū)動電路通過關(guān)閉開啟或關(guān)閉狀態(tài)的柵極驅(qū)動開關(guān)元件得到保護(hù)。此外，不是檢測開啟或關(guān)閉狀態(tài)柵極電阻的溫度，而是熱敏電阻與開啟或關(guān)閉狀態(tài)的柵極驅(qū)動開關(guān)元件串聯(lián)，對應(yīng)于熱敏電阻溫度變化的電阻變化被檢測到，并且驅(qū)動電路通過關(guān)閉開啟或關(guān)閉狀態(tài)的柵極驅(qū)動開關(guān)元件得到保護(hù)。
文檔編號H03K17/567GK102292914SQ20108000542
公開日2011年12月21日 申請日期2010年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月27日
發(fā)明者阿部康 申請人:富士電機(jī)株式會社