【专利解密】士兰微持续深耕IGBT产品

【嘉勤点评】士兰微的IGBT专利，通过使用两种驱动模式实现智能模式切换，既可以减小IGBT导通瞬间的浪涌电流，又节省了电路的引脚资源，有利于降低电路的封装成本，提高驱动电路的应用范围。

集微网消息，光伏IGBT缺货涨价替代加速，国产化率将翻倍增长，其中士兰微已经做到了全球前10，其光伏IGBT已经在国内主流逆变器厂商都测试通过及上量。

现有的电磁感应加热电路中一般是通过给IGBT提供占空比逐渐增加的栅极驱动信号使得电路软启动，但由于电磁感应加热电路中的输入端电压一般都比较高，如果采用传统的逐步增加栅极驱动占空比方式驱动，启动阶段的每次开关周期的开通瞬间都会产生很大的短路电流，使得流经IGBT的电流非常大，这种浪涌电流一方面会造成较大的电磁噪声，影响用户的使用体验，另一方面还会对IGBT的使用寿命造成影响，甚至会直接烧坏IGBT导致电磁炉失效。

为此，士兰微于2021年6月18日申请了一项名为“IGBT的驱动电路和驱动方法”的发明专利（申请号: 202110676184.3）,申请人为杭州士兰微电子股份有限公司。

图1 IGBT驱动方法驱动IGBT的电路示意图

图1为IGBT驱动方法驱动IGBT的电路示意图，本发明不需要在MCU和驱动电路上设置专门的使能引脚来传输和接收使能信号就可以实现第一驱动模式与第二驱动模式的智能模式切换，在第一驱动模式下IGBT导通时工作于饱和区，在第二驱动模式下工作于线性放大区或线性放大区和饱和区的组合，无需增加驱动电路的引脚就可以降低IGBT导通瞬间的浪涌电流，又不会影响电路的功率传输，有利于降低电路的封装成本，提高驱动电路的应用范围。

图2 IGBT驱动电路的示意性电路图

图2为本发明提出的IGBT驱动电路的示意性电路图，IGBT的驱动电路包括第一电平产生模块21、第二电平产生模块22、第一驱动模块23、第二驱动模块24、PWM输入模块25、第一计时模块26、第一计数模块27以及切换模块S1。其中，电平产生模块根据电源电压产生电平，且第一电平大于第二电平。PWM输入模块与输入引脚IN连接，接收脉宽调制信号pwm，第一驱动模块根据第一电平和接收的脉宽调制信号产生第一驱动信号Vge1，其驱动电平电压等于第一电平。第二驱动模块根据第一电平、第二电平和脉宽调制信号产生第二驱动信号Vge2，其驱动电平为第一电平或第二电平或二者的组合。

切换模块的一个输入端与第一驱动模块连接，另一个输入端与第二驱动模块连接，输出端与输出引脚OUT连接，切换模块在第一驱动模式下输出第一驱动信号至IGBT的栅极，或者在第二驱动模式下输出第二驱动信号至IGBT的栅极。具体的，第一计时模块在第一驱动模式下对脉宽调制信号进行检测，当驱动电路在第一预设时间T1内未检测到信号的跳变时，则控制切换模块进行切换，将驱动模式由第一驱动模式切换至第二驱动模式；进入第二驱动模式后，第一计数模块开始对输入的脉宽调制信号进行检测，当信号的数量达到预设的P个后，则控制切换模块进行切换，将驱动模式由第二驱动模式切换为第一驱动模式。

简而言之，士兰微的IGBT专利，通过使用两种驱动模式实现智能模式切换，既可以减小IGBT导通瞬间的浪涌电流，又节省了电路的引脚资源，有利于降低电路的封装成本，提高驱动电路的应用范围。

士兰微是专业从事集成电路芯片设计以及半导体微电子相关产品生产的高新技术企业，一直注重研发的投入和技术的积累，在多个技术领域保持了国内领先的地位。

关于嘉勤

深圳市嘉勤知识产权代理有限公司由曾在华为等世界500强企业工作多年的知识产权专家、律师、专利代理人组成，熟悉中欧美知识产权法律理论和实务，在全球知识产权申请、布局、诉讼、许可谈判、交易、运营、标准专利协同创造、专利池建设、展会知识产权、跨境电商知识产权、知识产权海关保护等方面拥有丰富的经验。

（校对/holly）