防止臂短路的柵極驅動電路及方法與流程

2023-09-09 19:38:40 2

本發明涉及防止臂短路的柵極驅動電路及方法，更詳細地說，監視驅動控制部的去飽和端電壓，當存在發生臂短路的危險時控制可變電阻部的內部電阻而變更柵極驅動信號的時間常數，監視所述去飽和端電壓，當發生臂短路時中止所述柵極驅動信號輸出，防止半導體元件(IGBT)因臂短路而受損。

背景技術：

圖1是適用根據傳統技術的柵極驅動電路的逆變器柵極驅動板的概念圖，圖2是適用根據傳統技術的柵極驅動電路的逆變器柵極驅動板的電路圖，圖3是適用根據傳統技術的柵極驅動電路的逆變器柵極驅動板內驅動晶片的輸入輸出波形的圖解，圖4是適用根據傳統技術的柵極驅動電路的逆變器柵極驅動板的框圖。

參照圖1至圖4，安裝在混合動力汽車或電動汽車的逆變器柵極驅動板2，包括：微處理器10、驅動控制部(Drive IC)20、用於驅動電力半導體部件即半導體元件(IGBT：Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型電晶體)40的柵極驅動電路30及半導體元件(IGBT)40等構成要素。並且，所述逆變器柵極驅動板2安裝了所述柵極驅動電路30發生臂短路(Arm Short)時立即停止所述半導體元件(IGBT)40的驅動的臂短路保護電路31及過溫保護電路等。這裡，所述逆變器柵極驅動板2，可以是變換混合動力汽車或電動汽車的動力即電能的形態的裝置，所述半導體元件(IGBT)40可以是電力用大容量半導體元件。

更詳細地說，所述逆變器柵極驅動板2，為了提高耐久性，必須包括保護所述逆變器柵極驅動板2的保護電路。代表性的保護電路，包括：臂短路保護電路31，當半導體元件(IGBT)40的高壓側(High Side)與低壓側(Low Side)發生臂短路3或過電流時，檢測所述半導體元件(IGBT)40的飽和 電壓(Saturation Votage)而保護所述逆變器柵極驅動板2；及保護電路(Under Voltage Lock Out Protection circuit，欠壓鎖定電路保護)，當柵極電壓等級降低到12V以下時運轉。

並且，還有一種保護電路是，在包括半導體元件(IGBT)40的所述逆變器柵極驅動板2內部粘貼溫度感應元件(NTC Sensor)，監測所述溫度感應元件(NTC電阻)而所述半導體元件(IGBT)40的溫度為規定值以上時，所述微處理器10隔絕柵極驅動信號(PWM信號)。這裡，所述臂短路3可意味著：當半導體元件(IGBT)40的集電極(C)端被施加的電壓超過飽和電壓時，所述半導體元件(IGBT)40受損(斷開)的現象。

參照圖1至圖4，為了防止所述半導體元件(IGBT)40的破損，安裝在所述逆變器柵極驅動板2內的所述臂短路保護電路31的結構及運轉如下。所述臂短路保護電路31，包括：電阻32，連接到所述驅動晶片20的去飽和端(DESAT pin)25；及去飽和二極體33，串聯連接到所述電阻32，串聯連接到所述半導體元件(IGBT)40的集電極端42。所述臂短路保護電路31的運轉如下，所述電阻32的電壓、所述去飽和二極體(Desat Diode)33的電壓及所述半導體元件(IGBT)40的電壓(Vce)合計值為規定值以上時，所述驅動控制部20向微處理器10傳送故障(Fault)信號，接收到所述故障信號的所述微處理器10隔絕柵極驅動信號(PWM信號)。

更詳細地說，作為隔絕柵極驅動電路30中發生的臂短路或過電流3的方法，所述驅動控制部20利用所述去飽和端(Desat pin)25而監視所述電阻32的電壓、所述去飽和二極體(Desat Diode)33的電壓及所述半導體元件(IGBT)40的電壓(Vce)的合計電壓是否為規定值以上。之後，所述合計電壓為規定值以上時，所述驅動控制部(Drive IC)20向所述微處理器10傳送故障信號，接收到所述故障信號的所述微處理器10將重置信號重新傳送到所述驅動控制部20而重置所述驅動控制部20，從而隔絕所述驅動控制部20向所述柵極驅動電路30的柵極端41傳送的柵極驅動信號(PWM信號)。這裡，所述臂短路判斷電壓可以是7V。

重新說明的話，所述逆變器柵極驅動板2正常運轉時，所述微處理器10向所述驅動控制部20傳送柵極驅動信號(PWM信號)。之後，所述驅動控制部20通過所述柵極驅動電路30將變換的所述柵極驅動信號(PWM信號) 的驅動信號(PWM信號)傳送到所述半導體元件(IGBT)40，則所述半導體元件(IGBT)40被驅動。但是，所述逆變器柵極驅動板2發生臂短路3時，所述驅動控制部20利用去飽和端25而感應所述電阻32的電壓、所述去飽和二極體(Desat Diode)33的電壓及所述半導體元件(IGBT)40的電壓(Vce)的合計值為規定值以上。所述驅動控制部20感應到所述規定值以上的電壓而向所述微處理器10傳送故障信號。接收到所述故障信號的微處理器10為了中止發生臂短路的半導體元件40的運轉，向所述驅動控制部20傳送重置信號而重置所述驅動控制部20，從而隔絕所述驅動控制部20向所述柵極驅動電路30傳送的柵極驅動信號(PWM信號)。

參照圖3，所述柵極驅動電路30正常運轉時(50)，即，所述驅動控制部20的去飽和端25所感應的去飽和端電壓4低於意味著臂短路的7V時，所述驅動控制部20通過電壓輸入端21、22而接收由所述微處理器10輸入的柵極驅動信號，通過電壓輸出端26，正常輸出柵極驅動信號(PWM信號)5。這時，所述驅動控制部20的故障信號輸出端23及重置信號輸入端24維持意味著正常的電壓施加狀態。

所述柵極驅動電路30發生臂短路而被重置時(60)(70)，即，所述驅動控制部20的去飽和端25所感應的去飽和端電壓4為意味著臂短路的7V以上時，經過規定的延遲時間之後，與所述微處理器10連接的故障信號輸出端23的電壓8被變更為意味著不正常(Fault)的0V。之後，再經過一定的延遲時間後，所述微處理器10將所述驅動控制部20的重置端電壓9變更為意味著重置的0V，從而重置所述驅動控制部20。

如所述，臂短路隔絕方法的優點在於，在所述柵極驅動電路30發生臂短路3時，能夠快速隔絕所述柵極驅動信號(PWM信號)而保護逆變器柵極驅動板2。

但是，所述臂短路隔絕方法，如半導體元件(IGBT)40發生臂短路的狀況等異常狀況下，僅執行隔絕所述半導體元件(IGBT)40的驅動而保護包括所述半導體元件40的逆變器柵極驅動板2的運轉。即，若將所述臂短路隔絕方法適用到混合動力汽車或電動汽車內繼續運轉的逆變器柵極驅動板2上，則存在局限性。因此，需要能夠快速感應如發生臂短路的狀況等異常狀況而脫離所述異常狀況的柵極驅動電路及方法。

技術實現要素：

(要解決的技術問題)

本發明為解決所述問題點而提出，其目的在於，提供一種防止臂短路的柵極驅動電路及方法，提前感應柵極驅動電路發生臂短路的狀況而變更柵極驅動信號的時間常數，從而預先防止根據所述柵極驅動信號而運轉的半導體元件的受損。

並且，本發明的另一目的在於，提供一種防止臂短路的柵極驅動電路及方法，通過感應柵極驅動電路發生臂短路的狀況而中止柵極驅動信號的輸出，從而防止根據所述柵極驅動信號運轉的半導體元件的受損，重新運轉所述柵極驅動電路。

(解決問題的手段)

為達成所述目的，根據本發明的防止臂短路的柵極驅動電路的一實施例，包括：驅動控制部，輸出柵極驅動信號；驅動信號傳送部，放大所述柵極驅動信號，輸出所述放大的柵極驅動信號；可變電阻部，利用內部電阻而變更所述放大的柵極驅動信號的時間常數，向半導體元件的柵極端輸出變更所述時間常數的所述放大的柵極驅動信號；及電阻控制部，比較所述驅動控制部的第1去飽和端電壓與預先設定的第1基準值，利用比較的結果而控制所述內部電阻，執行第1驅動電路保護。

這時，所述驅動控制部在執行所述第1驅動電路保護後比較第2去飽和端電壓與預先設定的第2基準值，利用比較結果而把隔絕所述柵極驅動信號的故障信號傳送到微處理器，從而執行第2驅動電路保護。

並且，所述驅動信號傳送部，包括：第1電晶體，放大向基礎(Base)端輸入的柵極驅動信號；及第2電晶體，放大向基礎(Base)端輸入的柵極驅動信號。這裡，所述第1電晶體的集電極端(Collector)被施加15V，所述第1電晶體的發射極(Emitter)端連接到所述可變電阻部，所述第2電晶體的集電極端(Collector)被施加-5V，所述第2電晶體的發射極(Emitter)端連接到所述可變電阻部。

並且，所述可變電阻部，包括：第1電阻部，第1電阻(R1)與第2電阻(R2)並聯連接，所述第1電阻(R1)與第1開關元件(SW1)並聯連接，所述第1開關元件(SW1)與所述第2電阻(R2)串聯連接；及第2電阻部， 第4電阻(R4)與第3電阻(R3)並聯連接，所述第4電阻(R4)與第2開關元件(SW2)並聯連接，所述第2開關元件(SW2)與所述第3電阻(R3)串聯連接。這裡，所述第1電阻(R1)的一端連接到第1電晶體的發射極(Emitter)端，所述第1電阻(R1)的另一端連接到所述第4電阻(R4)的一端及所述半導體元件的柵極(Gate)端，所述第4電阻(R4)的一端連接到所述第1電阻(R1)的另一端且所述第4電阻(R4)的另一端連接到第2電晶體的發射極(Emitter)端，所述第1開關元件(SW1)連接到所述電阻控制部的第1演算放大器的輸出端，所述第2開關元件(SW2)連接到所述電阻控制部的第2演算放大器的輸出端。

並且，所述電阻控制部，包括：第1演算放大器，輸入端連接到所述驅動控制部的去飽和端及基準電壓源且輸出端連接到所述可變電阻部的第1開關元件(SW1)；及第2演算放大器，輸入端連接到所述驅動控制部的去飽和端及所述基準電壓源且輸出端連接到所述可變電阻部的第2開關元件(SW2)。

這裡，所述柵極驅動信號為脈衝寬度調製信號(PWM Signal：Pulse Width Modulation Signal)，所述半導體元件為電力用半導體元件(IGBT：Insulated Gate Bipolar Transistor)。

並且，所述第2去飽和端電壓為，位於所述驅動控制部的去飽和端與所述半導體元件之間構成的電阻及二極體的電壓、所述半導體元件的飽和電壓之和。

為達成所述目的，根據本發明的防止臂短路的柵極驅動方法的一實施例，包括：驅動信號輸出步驟，驅動控制部輸出柵極驅動信號；驅動信號放大步驟，驅動信號傳送部放大所述柵極驅動信號並輸出所述放大的柵極驅動信號；臂短路判斷步驟，電阻控制部比較所述驅動控制部的第1去飽和端電壓與預先設定的第1基準值而判斷是否發生臂短路；及第1驅動電路保護步驟，根據所述比較結果，所述可變電阻部利用內部電阻而變更所述放大的柵極驅動信號的時間常數，把變更所述時間常數的所述放大的柵極驅動信號輸出到半導體元件的柵極端而執行第1驅動電路保護。

這時，所述驅動方法，在所述第1驅動電路保護步驟之後，包括：臂短路感應步驟，所述驅動控制部判斷第2去飽和端電壓是否為第2基準值以 上；及第2驅動電路保護步驟，所述去飽和端電壓為第2基準值以上時，所述驅動控制部把隔絕所述柵極驅動信號的故障信號傳送到微處理器而中止所述柵極驅動信號的輸出。

這時，所述臂短路判斷步驟中，執行驅動電路重新啟動步驟：所述驅動控制部的第1去飽和端電壓為所述第1基準值以下時，所述電阻控制部關閉(On)所述可變電阻部的第1開關元件(SW1)，開放(Off)所述第2開關元件(SW2)；之後，重新執行所述驅動信號輸出步驟。所述驅動電路重新啟動步驟中，所述電阻控制部關閉(ON)所述可變電阻部的第1開關元件(SW1)，開放(Off)所述第2開關元件(SW2)時，可根據以下式計算第1電阻部的電阻值(RS1)及第2電阻部的電阻值(RS2)。

RS2＝R4

並且，所述第1驅動電路保護步驟中，所述電阻控制部開放(Off)所述可變電阻部的第1開關元件(SW1)並關閉(On)所述第2開關元件(SW2)時，可根據以下式計算第1電阻部的電阻值(RS1)及第2電阻部的電阻值(RS2)。

RS1＝R1

並且，所述臂短路感應步驟中，所述去飽和端電壓小於一定值時，重新執行所述臂短路判斷步驟。

並且，所述第2驅動電路保護步驟之後，執行所述電阻控制部關閉(On)所述可變電阻部的第1開關元件(SW1)並開放(Off)所述第2開關元件(SW2)的驅動電路重新啟動步驟之後，重新執行所述驅動信號輸出步驟。

(發明的效果)

根據本發明的防止臂短路的柵極驅動電路及方法，發生臂短路之前，通過變更柵極驅動信號的時間常數而預防所述臂短路，從而防止柵極驅動 電路受損。

並且，根據本發明的防止臂短路的柵極驅動電路及方法，發生臂短路時，中止柵極驅動信號的輸出而中止柵極驅動電路的運轉，從而防止所述柵極驅動電路受損，中止所述柵極驅動電路的運轉之後，控制內部電阻而能夠變更柵極驅動信號的時間常數，能夠重新運轉所述柵極驅動電路。

附圖說明

圖1是適用根據傳統技術的柵極驅動電路的逆變器柵極驅動板的概念圖。

圖2是適用根據傳統技術的柵極驅動電路的逆變器柵極驅動板的電路圖。

圖3是適用根據傳統技術的柵極驅動電路的逆變器柵極驅動板內驅動晶片的輸入輸出波形的圖解。

圖4是根據傳統技術的柵極驅動電路的框圖。

圖5是適用根據本技術的柵極驅動電路的逆變器柵極驅動板的概念圖。

圖6是根據本技術的柵極驅動電路中關閉第1及第2開關元件的狀態的電路圖。

圖7是根據本技術的柵極驅動電路中開放第1及第2開關元件的狀態的電路圖。

圖8是根據本技術的柵極驅動電路運轉方法的流程圖。

符號說明

1：根據本發明的柵極驅動電路

2：根據傳統技術的逆變器柵極驅動板

3：臂短路(或過電流)

4：去飽和端的電壓(VDesat) 5：故障信號輸出端的電壓(FAULT)

6：重置信號輸入端的電壓(RESET)

10：微處理器 20：驅動控制部(DriveIC)

21：正電壓輸入端(Vin+Pin：PWM信號)

22：負電壓輸入端(Vin-Pin：PWM信號)

23：故障信號輸出端(Fault Pin)

24：重置信號輸入端(Reset Pin)

25：去飽和端(Desat Pin)

26：電壓輸出端(VcPin：PWM信號)

30：根據傳統技術的柵極驅動電路

31：臂短路保護電路

32：電阻 33：去飽和二極體(Desat Diode)

40：半導體元件(IGBT)

41：柵極端 42：集電極端

50：驅動電路正常時驅動晶片的輸入輸出

60：驅動電路發生臂短路時驅動晶片的輸入輸出

70：發生臂短路後重置時驅動晶片的輸入輸出

90：低於7V的臂短路 91：7V以上的臂短路

100：驅動信號傳送部

110：第1電晶體 120：第2電晶體

200：可變電阻部

210：第1電阻部 211：第1電阻(R1)

212：第2電阻(R2) 213：第1開關元件(SW1)

220：第2電阻部 221：第3電阻(R3)

222：第4電阻(R4) 223：第2開關元件(SW2)

300：電阻控制部 310：第1演算放大器

320：第2演算放大器 330：基準電壓源

400：驅動控制部(Drive IC) 410：臂短路保護電路

500：半導體元件(IGBT)

具體實施方式

本說明書中使用的技術用語只是為了說明特定的實施例，並不是為了限定本發明。並且，除了本說明書中做出特殊定義的以外，本說明書中使用的技術用語應解釋為本發明技術領域具有一般知識的人能夠一般理解 的意思，不可解釋為過度概括或過度縮小的意思。並且，附圖只是為了便於理解本說明書中公開的技術思想，而不是限制該技術思想，包括在本說明書中公開的技術思想及技術範圍內的所有變更·均等物及代替物都包括在本發明的範圍。

下面，參照附圖而更詳細地說明根據本發明的防止臂短路的柵極驅動電路的一實施例。

圖5是適用根據本技術的柵極驅動電路的逆變器柵極驅動板的概念圖，圖6是根據本技術的柵極驅動電路中關閉第1及第2開關元件的狀態的電路圖，圖7是根據本技術的柵極驅動電路中開放第1及第2開關元件的狀態的電路圖。

參照圖5至圖7，根據本發明的防止臂短路的柵極驅動電路的一實施例，包括：驅動信號傳送部100、可變電阻部200、電阻控制部300及驅動控制部400。

所述驅動信號傳送部100放大從驅動控制部400輸入的柵極驅動信號，將所述放大的柵極驅動信號輸出到可變電阻部200。更詳細地說，所述驅動信號傳送部100放大由所述驅動控制部400輸出而輸入的所述柵極驅動信號，將所述放大的柵極驅動信號輸出到可變電阻部200而使所述可變電阻部200變更所述放大的柵極驅動信號的時間常數。這裡，所述柵極驅動信號可以是脈衝寬度調製信號(PWM Signal：Pulse Width Modulation Signal)。更詳細地說，所述驅動信號傳送部100，包括第1電晶體110及第2電晶體120。

所述第1電晶體110可放大輸入到基礎(Base)端的柵極驅動信號。這時，所述第1電晶體110的集電極端(Collector)被施加15V，所述第1電晶體110的發射極(Emitter)端可連接到所述可變電阻部200。更詳細地說，所述第1電晶體110，利用施加到所述集電極端(Collector)的15V電壓而放大輸入到所述基礎(Base)端的柵極驅動信號，通過所述發射極(Emitter)端而向所述可變電阻部200輸出所述放大的柵極驅動信號。

所述第2電晶體120，可放大輸入到基礎(Base)端的柵極驅動信號。這時，所述第2電晶體120的集電極端(Collector)被施加-5V，所述第2電晶體120的發射極(Emitter)端可連接到所述可變電阻部200。更詳細地說，所述 第2電晶體120，利用施加到所述集電極端(Collector)的-5V電壓而放大輸入到所述基礎(Base)端的柵極驅動信號，通過所述發射極(Emitter)端向而向所述可變電阻部200輸出所述放大的柵極驅動信號。

所述可變電阻部200，利用內部電阻210、220而變更被輸入的所述放大柵極驅動信號的時間常數，將變更所述時間常數的放大柵極驅動信號輸出到半導體元件500的柵極端。更詳細地說，所述可變電阻部200，根據所述電阻控制部300的控制而變更連接到所述半導體元件500的柵極端501的所述內部電阻210、220，據此變更所述放大柵極驅動信號的時間常數而將所述變更的放大柵極驅動信號輸出到所述半導體元件500的柵極端。這裡，所述半導體元件500可以是電力用大容量半導體元件(IGBT：Insulated Gate Bipolar Transistor)。更詳細地說，所述可變電阻部200可包括第1電阻部210及第2電阻部220。

所述第1電阻部210，第1電阻(R1)211與第2電阻(R2)212並聯連接，所述第1電阻(R1)211與第1開關元件(SW1)213並聯連接且所述第1開關元件(SW1)213與所述第2電阻(R2)212串聯連接。這時，所述第1電阻(R1)211的一端連接到第1電晶體110的發射極(Emitter)端，所述第1電阻(R1)211的另一端連接到所述第4電阻(R4)222的一端及所述半導體元件500的柵極(Gate)端。並且，所述第1開關元件(SW1)213，可連接到所述電阻控制部300的第1演算放大器310的輸出端。尤其，所述第1開關元件(SW1)213的基礎(Base)端可連接到所述電阻控制部300的第1演算放大器310的輸出端。這裡，所述第1開關元件213可以是電晶體。

所述第2電阻部220，第4電阻(R4)222與第3電阻(R3)221並聯連接，所述第4電阻(R4)222與第2開關元件(SW2)223並聯連接，所述第2開關元件(SW2)223與所述第3電阻(R3)221串聯連接。這時，所述第4電阻(R4)222的一端連接到所述第1電阻(R1)211的另一端且所述第4電阻(R4)222的另一端連接到第2電晶體120的發射極(Emitter)端。並且，所述第2開關元件(SW2)222可連接到所述電阻控制部300的第2演算放大器320的輸出端。尤其，所述第2開關元件(SW2)222的基礎(Base)端可連接到所述電阻控制部300的第2演算放大器320的輸出端。這裡，所述第2開關元件223可以是電晶體。

所述電阻控制部300，比較所述驅動控制部400的去飽和端電壓6與規定值，利用與所述規定值比較的結果而控制所述可變電阻部200的內部電阻210、220。更詳細地說，所述電阻控制部300，比較所述驅動控制部400的去飽和端電壓6與規定值而所述去飽和端電壓6超過所述規定值時，開放(Off)可變電阻部200的第1開關元件(SW1)213並關閉(On)第2開關元件(SW2)223。並且，所述電阻控制部300，比較所述驅動控制部400的去飽和端電壓6與規定值而所述去飽和端電壓6為所述規定值以下時，關閉(On)所述可變電阻部200的第1開關元件(SW1)213並開放(Off)所述第2開關元件(SW2)223。即，所述電阻控制部300，比較所述驅動控制部400的去飽和端電壓6與規定值，利用與所述規定值比較的結果而關閉(On)或開放(Off)所述第1開關元件213及第2開關元件223，從而控制所述可變電阻部200的第1電阻部210的電阻值及第2電阻部220的電阻值。這裡，所述規定的電壓為存在發生臂短路3危險的電壓，可以是基準電壓源330的電壓，也可通過實驗獲得，尤其，可以是5V。更詳細地說，所述電阻控制部300可包括：第1演算放大器310、第2演算放大器320及基準電壓源330。

所述第1演算放大器310，輸入端連接到所述驅動控制部400的去飽和端25及基準電壓源330，輸出端連接到所述可變電阻部200的第1開關元件(SW1)213。尤其，所述第1演算放大器310，輸入端連接到所述驅動控制部400的去飽和端25及基準電壓源330，輸出端連接到所述可變電阻部200的第1開關元件(SW1)213的基礎(Base)端。這裡，所述第1開關元件213可以是電晶體。

所述第2演算放大器320，輸入端連接到所述驅動控制部400的去飽和端25及所述基準電壓源330，輸出端連接到所述可變電阻部200的第2開關元件(SW2)223。尤其，所述第2演算放大器320，輸入端連接到所述驅動控制部400的去飽和端25及所述基準電壓源330且輸出端連接到所述可變電阻部200的第2開關元件(SW2)223的基礎(Base)端。這裡，所述第2開關元件223可以是電晶體。

所述基準電壓源330，可連接到所述第1演算放大器310的輸入端及所述第2演算放大器320的輸入端。並且，所述基準電壓源330可不在所述電阻控制部300內設置而另外設置。這裡，所述基準電壓源330的電壓為預測 臂短路3的基準電壓，可變更，尤其，可以是5V。

所述驅動控制部400，比較所述去飽和端電壓6與一定值，利用與所述一定值比較的結果而控制柵極驅動信號的輸出。更詳細地說，所述驅動控制部400，比較所述去飽和端電壓6與一定值，所述去飽和端電壓6為一定值以上時，所述驅動控制部400可中止從所述驅動控制部400的電壓輸出端26輸出的所述柵極驅動信號的輸出。這時，所述去飽和端電壓6為一定值以上的情況可意味著發生臂短路3的情況。並且，所述驅動控制部400，比較所述去飽和端電壓6與一定值而所述去飽和端電壓6小於一定值時，所述電阻控制部300重新比較所述驅動控制部400的去飽和端電壓6與規定值。即，所述驅動控制部400，比較驅動控制部400的去飽和端電壓6與一定值，利用與所述一定值比較的結果而中止或繼續從驅動控制部400的電壓輸出端26輸出的所述柵極驅動信號的輸出，從而控制所述半導體元件500的運轉。並且，所述驅動控制部400，可包括在連接到微處理器10的驅動晶片內。這裡，所述一定值為判斷是否發生臂短路3的電壓，無限制，可通過實驗獲得，尤其，可以是7V。另外，所述驅動控制部400，可不包括在根據本發明的防止臂短路的柵極驅動電路的一實施例中。

並且，感應臂短路3的臂短路保護電路410可連接到所述驅動控制部400的去飽和端25。所述臂短路保護電路410可包括電阻及去飽和二極體，在所述電阻的電壓、所述去飽和二極體(Desat Diode)的電壓及所述半導體元件(IGBT)500的電壓(Vce)的合計值為規定值以上時，所述驅動控制部400通過所述去飽和端25感應到發生了臂短路3。

下面，參照附圖而更詳細地說明根據本發明的防止臂短路的柵極驅動方法的一實施例。

圖8是呈現根據本技術的柵極驅動電路運轉方法的流程圖。

參照圖8，根據本發明的防止臂短路的柵極驅動方法的一實施例，包括：驅動信號輸出步驟(S100)、臂短路判斷步驟(S200)、第1驅動電路保護步驟(S300)、臂短路感應步驟(S400)、第2驅動電路保護步驟(S500)及驅動電路重新啟動步驟(S600)。

所述驅動信號輸出步驟(S100)中，驅動控制部400輸出柵極驅動信號。更詳細地說，所述驅動信號輸出步驟(S100)中，為了使根據本發明的柵極 驅動電路1驅動半導體元件500，所述驅動控制部400向根據本發明的柵極驅動電路1的驅動信號傳送部100輸出柵極驅動信號。之後，所述驅動信號傳送部100放大所述柵極驅動信號，而放大的柵極驅動信號被輸入到可變電阻部200。所述可變電阻部200中，所述放大柵極驅動信號的時間常數被變更，變更所述時間常數的柵極驅動信號被輸入到所述半導體元件500，從而所述半導體元件500被驅動。這裡，所述柵極驅動信號可以是脈衝寬度調製信號(PWM Signal：Pulse Width Modulation Signal)，所述半導體元件500可以是電力用大容量半導體元件(IGBT：Insulated Gate Bipolar Transistor)。

所述臂短路判斷步驟(S200)中，電阻控制部300判斷所述驅動控制部400的去飽和端電壓6是否超過規定值。更詳細地說，所述臂短路判斷步驟(S200)中，連接到所述驅動控制部400的去飽和端25的所述電阻控制部300感應所述驅動控制部400的去飽和端電壓6是否超過規定值而判斷是否存在發生臂短路3的危險。這時，所述去飽和端電壓6超過所述規定值的情況為存在發生臂短路3的危險的情況，所述去飽和端電壓6為所述規定值以下時，意味著不存在發生臂短路3的危險。這裡，所述規定的電壓為存在發生臂短路3的危險的電壓，無限制，可通過實驗獲得。並且，所述規定的電壓可以是電阻控制部300內基準電壓源330的電壓，尤其，可以是5V。

另外，所述臂短路判斷步驟(S200)中，所述驅動控制部400的去飽和端電壓6為規定值以下時，所述電阻控制部300可執行關閉(On)所述可變電阻部200的第1開關元件(SW1)213並開放(Off)所述第2開關元件(SW2)223的驅動電路重新啟動步驟(S600)。更詳細地說，所述臂短路判斷步驟(S200)中，所述驅動控制部400的去飽和端電壓6為規定值以時，即，不存在發生臂短路3的危險時，所述電阻控制部300關閉(On)所述可變電阻部200的第1開關元件213而指定第1電阻部210的電阻值(RS1)，開放(Off)所述第2開關元件223而指定第2電阻部220的電阻值(RS2)，從而變更輸入到所述可變電阻部200的柵極驅動信號的時間常數。即，所述臂短路判斷步驟(S200)中，所述驅動控制部400的去飽和端電壓6為規定值以下時，即，不存在發生臂短路3的危險時，執行所述驅動電路重新啟動步驟(S600)而使柵極驅動電路1繼續正常運轉。另外，所述驅動電路重新啟動步驟(S600)之後，可重新執 行所述驅動信號輸出步驟(S100)。

這時，可通過以下式計算所述可變電阻部200內第1電阻部210的電阻值(RS1)及第2電阻部220的電阻值(RS2)。

【數學式1】

【數學式2】

RS2＝R4

這裡，所述(R1)為第1電阻211的電阻值，所述(R2)為第2電阻212的電阻值，所述(R4)為第4電阻222的電阻值。

所述第1驅動電路保護步驟(S300)中，所述驅動控制部400的去飽和端電壓6超過規定值時，所述電阻控制部300開放(Off)可變電阻部200的第1開關元件(SW1)213並關閉(On)第2開關元件(SW2)223。更詳細地說，所述第1驅動電路保護步驟(S300)中，所述驅動控制部400的去飽和端電壓6超過規定值時，即，存在發生臂短路3的危險時，所述電阻控制部300開放(Off)所述可變電阻部200的第1開關元件(SW1)213而指定第1電阻部210的電阻值(RS1)，關閉(On)第2開關元件(SW2)223而指定第2電阻部220的電阻值(RS2)，從而變更輸入到所述可變電阻部200的柵極驅動信號的時間常數。即，所述第1驅動電路保護步驟(S300)中，所述驅動控制部400的去飽和端電壓6超過規定值時，即，存在發生臂短路3的危險時，所述電阻控制部300通過變更輸入到所述可變電阻部200的柵極驅動信號的時間常數而使所述柵極驅動電路1繼續正常運轉。

這時，可通過以下式計算所述可變電阻部200內第1電阻部210的電阻值(RS1)及第2電阻部220的電阻值(RS2)。

【數學式3】

RS1＝R1

【數學式4】

這裡，所述(R1)為第1電阻211的電阻值，所述(R3)為第3電阻221的電阻值，所述(R4)為第4電阻222的電阻值。

所述臂短路感應步驟(S400)中，所述驅動控制部400判斷所述去飽和端電壓6是否為一定值以上。更詳細地說，所述臂短路感應步驟(S400)中，包括去飽和端26的所述驅動控制部400感應所述去飽和端電壓6是否為一定值以上而判斷是否發生臂短路3。這時，所述去飽和端電壓6為所述一定值以上是發生臂短路3的情況，所述去飽和端電壓6小於所述一定值是不發生臂短路3的情況。這裡，所述一定值為判斷是否發生臂短路的基準電壓，無限制，可通過實驗獲得，尤其，可以是7V。

另外，所述臂短路感應步驟(S400)中，所述去飽和端電壓6小於一定值時，可重新執行所述臂短路判斷步驟(S200)。更詳細地說，所述臂短路感應步驟(S400)中，所述去飽和端電壓6超過規定值且小於一定值時，即，存在發生臂短路的危險，但實際上不會發生臂短路時，可重新執行判斷是否存在臂短路的危險的所述臂短路判斷步驟(S200)。

所述第2驅動電路保護步驟(S500)中，所述去飽和端電壓6為一定值以上時，所述驅動控制部400中止所述柵極驅動信號的輸出。更詳細地說，所述第2驅動電路保護步驟(S500)中，所述去飽和端電壓6為一定值以上時，即，存在發生臂短路3的危險，實際發生臂短路3時，所述驅動控制部400中止通過所述電壓輸出端26向所述驅動信號傳送部100輸出的柵極驅動信號的輸出，防止發生所述臂短路3的柵極驅動電路1的受損。即，所述第2驅動電路保護步驟(S500)中，所述去飽和端電壓6為一定值以上時，即，發生臂短路3時，所述驅動控制部400中止所述柵極驅動信號的輸出，從而消除因中止所述柵極驅動電路1的運轉而發生的所述臂短路3。這裡，所述柵極驅動信號可以是脈衝寬度調製信號(PWMSignal：Pulse Width Modulation Signal)。

所述驅動電路重新啟動步驟(S600)中，所述電阻控制部300關閉(On)所述可變電阻部200的第1開關元件(SW1)213並開放(Off)所述第2開關元件(SW2)223。更詳細地說，所述驅動電路重新啟動步驟(S600)中，所述第2驅動電路保護步驟(S500)之後，即，所述臂短路3被消除後，所述電阻控制部300關閉(On)所述可變電阻部200的第1開關元件213而指定第1電阻 部210的電阻值(RS1)，開放(Off)所述第2開關元件223而指定第2電阻部220的電阻值(RS2)，從而變更輸入到所述可變電阻部200的柵極驅動信號的時間常數。即，所述驅動電路重新啟動步驟(S600)中，所述柵極驅動電路1的運轉被中止而消除所述臂短路3之後，控制所述可變電阻部200的內部電阻210、220而變更輸入到所述可變電阻部200的柵極驅動信號的時間常數。之後，所述驅動控制部400輸出所述柵極驅動信號的所述驅動信號輸出步驟(S100)中，所述柵極驅動電路1可重新正常運轉。另外，所述驅動電路重新啟動步驟(S600)之後，可重新執行所述驅動信號輸出步驟(S100)。

如所述，在本發明技術領域具有一般知識的人能夠在本發明的基本技術思想的範圍內，進行多種變更，本發明的權利要求範圍應基於附加的專利權利要求範圍而解釋。