本公开一般涉及栅极驱动器电路、电力转换系统和栅极驱动方法。更特别地,本公开涉及用于控制各自包括栅极端子的切换元件的导通/关断(on/off)状态的栅极驱动器电路、包括这样的栅极驱动器电路的电力转换系统、以及供在这样的栅极驱动器电路中使用的栅极驱动方法。
背景技术:
1、专利文献1公开了针对各相包括一对切换元件的半导体电力转换设备,其中对导通/关断状态进行控制以满足彼此的互斥关系。专利文献1的半导体电力转换设备还包括栅极互锁电路。在施加到一对切换元件中的一个切换元件的栅极基准信号从0上升到1、而施加到另一切换元件的栅极反馈信号是0时,栅极互锁电路使该一个切换元件从关断变为导通。另外,一旦该一个切换元件变为导通,栅极互锁电路就保持该一个切换元件导通,直到栅极基准信号从1下降到0为止。
2、专利文献1的半导体电力转换设备(电力转换系统)根据同时变为导通并且不满足彼此的互斥关系的两个或多于两个切换元件的组合,可能导致故障。另外,在专利文献1的半导体电力转换设备中,栅极互锁电路仅由逻辑电路组成,并且因此可能具有相对较大的电路大小。
3、现有技术文献
4、专利文献
5、专利文献1:日本特开2009-27872
技术实现思路
1、本公开的目的是提供一种栅极驱动器电路、电力转换系统和栅极驱动方法,其全部具有在减少电路大小的增加的同时、降低导致任何故障的可能性的能力。
2、根据本公开的一方面的栅极驱动器电路控制电力转换器电路中所包括的第一切换元件、第二切换元件、第三切换元件和第四切换元件的导通/关断状态。所述电力转换器电路包括所述第一切换元件、所述第二切换元件、所述第三切换元件和所述第四切换元件、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管和第六二极管。所述第一切换元件、所述第二切换元件、所述第三切换元件和所述第四切换元件各自具有栅极端子,并且串联连接在dc电源的正电极和负电极之间。所述第一二极管反并联连接到所述第一切换元件。所述第二二极管反并联连接到所述第二切换元件。所述第三二极管反并联连接到所述第三切换元件。所述第四二极管反并联连接到所述第四切换元件。所述第五二极管具有与所述第一切换元件和所述第二切换元件之间的连接节点连接的阴极、以及与所述dc电源的中间电位节点连接的阳极。所述第六二极管具有与所述第三切换元件和所述第四切换元件之间的连接节点连接的阳极、以及与所述dc电源的中间电位节点连接的阴极。所述栅极驱动器电路包括信号生成器、信号中断器、第一互锁器、第二互锁器和信号输出器。所述信号生成器生成要施加到所述第一切换元件的栅极端子的第一栅极信号、要施加到所述第二切换元件的栅极端子的第二栅极信号、要施加到所述第三切换元件的栅极端子的第三栅极信号、以及要施加到所述第四切换元件的栅极端子的第四栅极信号。所述信号中断器在接收到中断信号时,中断将要从所述信号生成器向所述电力转换器电路施加的所述第一栅极信号、所述第二栅极信号、所述第三栅极信号和所述第四栅极信号。所述第一互锁器控制所述电力转换器电路,以防止所述第一切换元件和所述第三切换元件同时变为导通。所述第二互锁器控制所述电力转换器电路,以防止所述第二切换元件和所述第四切换元件同时变为导通。所述信号输出器在所述第一栅极信号和所述第四栅极信号中的至少一个具有高电平并且所述第二栅极信号和所述第三栅极信号具有低电平的情况下,或者在所述第一栅极信号和所述第四栅极信号具有高电平、从由所述第二栅极信号和所述第三栅极信号组成的组中选择的一个信号具有高电平、并且从由所述第二栅极信号和所述第三栅极信号组成的组中选择的另一信号具有低电平的情况下,将所述中断信号输出到所述信号中断器。
3、根据本公开的另一方面的电力转换系统包括上述的栅极驱动器电路和上述的电力转换器电路。
4、根据本公开的又一方面的栅极驱动方法是用于控制电力转换器电路中所包括的第一切换元件、第二切换元件、第三切换元件和第四切换元件的导通/关断状态的方法。所述电力转换器电路包括所述第一切换元件、所述第二切换元件、所述第三切换元件和所述第四切换元件、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管和第六二极管。所述第一切换元件、所述第二切换元件、所述第三切换元件和所述第四切换元件各自具有栅极端子,并且串联连接在dc电源的正电极和负电极之间。所述第一二极管反并联连接到所述第一切换元件。所述第二二极管反并联连接到所述第二切换元件。所述第三二极管反并联连接到所述第三切换元件。所述第四二极管反并联连接到所述第四切换元件。所述第五二极管具有与所述第一切换元件和所述第二切换元件之间的连接节点连接的阴极、以及与所述dc电源的中间电位节点连接的阳极。所述第六二极管具有与所述第三切换元件和所述第四切换元件之间的连接节点连接的阳极、以及与所述dc电源的中间电位节点连接的阴极。所述栅极驱动方法包括信号生成步骤、信号中断步骤、第一互锁步骤、第二互锁步骤和信号输出步骤。所述信号生成步骤包括:生成要施加到所述第一切换元件的栅极端子的第一栅极信号、要施加到所述第二切换元件的栅极端子的第二栅极信号、要施加到所述第三切换元件的栅极端子的第三栅极信号、以及要施加到所述第四切换元件的栅极端子的第四栅极信号。所述信号中断步骤包括:在接收到中断信号时,中断在所述信号生成步骤中生成的所述第一栅极信号、所述第二栅极信号、所述第三栅极信号和所述第四栅极信号,以防止所述第一栅极信号、所述第二栅极信号、所述第三栅极信号和所述第四栅极信号被施加到所述电力转换器电路。所述第一互锁步骤包括:控制所述电力转换器电路,以防止所述第一切换元件和所述第三切换元件同时变为导通。所述第二互锁步骤包括:控制所述电力转换器电路,以防止所述第二切换元件和所述第四切换元件同时变为导通。所述信号输出步骤包括:在所述第一栅极信号和所述第四栅极信号中的至少一个具有高电平并且所述第二栅极信号和所述第三栅极信号具有低电平的情况下,或者在所述第一栅极信号和所述第四栅极信号具有高电平、从由所述第二栅极信号和所述第三栅极信号组成的组中选择的一个信号具有高电平、并且从由所述第二栅极信号和所述第三栅极信号组成的组中选择的另一信号具有低电平的情况下,输出所述中断信号。
1.一种栅极驱动器电路,其被配置为控制电力转换器电路中所包括的第一切换元件、第二切换元件、第三切换元件和第四切换元件的导通/关断状态,所述第一切换元件、所述第二切换元件、所述第三切换元件和所述第四切换元件各自具有栅极端子,所述第一切换元件、所述第二切换元件、所述第三切换元件和所述第四切换元件串联连接在dc电源的正电极和负电极之间,所述电力转换器电路包括:
2.根据权利要求1所述的栅极驱动器电路,其中,所述信号输出器包括:
3.一种电力转换系统,包括:
4.根据权利要求3所述的电力转换系统,包括:
5.根据权利要求3或4所述的电力转换系统,其中,
6.一种栅极驱动方法,用于控制电力转换器电路中所包括的第一切换元件、第二切换元件、第三切换元件和第四切换元件的导通/关断状态,所述第一切换元件、所述第二切换元件、所述第三切换元件和所述第四切换元件各自具有栅极端子,所述第一切换元件、所述第二切换元件、所述第三切换元件和所述第四切换元件串联连接在dc电源的正电极和负电极之间,所述电力转换器电路包括: