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CN115483814A - 驱动加速电路及电路系统 - Google Patents

驱动加速电路及电路系统 Download PDF

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CN115483814A
CN115483814A CN202211054162.4A CN202211054162A CN115483814A CN 115483814 A CN115483814 A CN 115483814A CN 202211054162 A CN202211054162 A CN 202211054162A CN 115483814 A CN115483814 A CN 115483814A
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CN
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driving
switching device
circuit
resistor
acceleration
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占金祥
于婷
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Huawei Digital Power Technologies Co Ltd
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Abstract

本申请提供一种驱动加速电路，包括：驱动电源，包括输出端和参考信号端，输出端用于输出驱动信号，参考信号端电连接开关器件的连接端，用于输出参考信号至连接端；第一驱动支路，第一驱动支路电连接驱动电源的输出端及开关器件的控制端，用于根据驱动信号驱动开关器件开启或关断；以及第二驱动支路，与第一驱动支路并联，第二驱动支路包括加速驱动单元及选择导通单元，加速驱动单元的一端电连接驱动电源的输出端，加速驱动单元的另一端通过选择导通单元电连接至开关器件的控制端，选择导通单元分时导通以使得第二驱动支路导通或开路，加速驱动单元用于在第二驱动支路导通时根据驱动信号加速开关器件开启或关断。本申请还提供一种电路系统。

Description

驱动加速电路及电路系统
技术领域
本申请涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种驱动加速电路及电路系统。
背景技术
绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)、金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)、新型宽禁带半导体器件(包括宽禁带半导体材料SiC、GaNd)等半导体开关器件在电子电路中应用广泛。在一些应用场合，为了降低开关器件的导通损耗，会考虑使用开关速度较慢的开关器件，但同时又希望开关器件能工作于高频开/关状态，此时就需要驱动加速电路，保证慢速半导体开关器件具有高频开/关的能力。但在一些情况下，驱动加速电路导致开关器件关断极快，应力大大增加，使得开关器件存在应力风险。
发明内容
本申请第一方面提供一种驱动加速电路，用于驱动开关器件开启或关断，所述开关器件具有控制端和连接端；所述驱动加速电路包括：驱动电源，包括输出端和参考信号端，所述输出端用于输出驱动信号，所述参考信号端电连接所述开关器件的连接端，用于输出参考信号至所述连接端；第一驱动支路，所述第一驱动支路电连接所述驱动电源的输出端及所述开关器件的控制端，用于根据所述驱动信号驱动所述开关器件开启或关断；以及第二驱动支路，与所述第一驱动支路并联，所述第二驱动支路包括加速驱动单元及选择导通单元，所述加速驱动单元的一端电连接所述驱动电源的输出端，所述加速驱动单元的另一端通过所述选择导通单元电连接至所述开关器件的控制端，所述选择导通单元分时导通以使得所述第二驱动支路导通或开路，所述加速驱动单元用于在所述第二驱动支路导通时根据所述驱动信号加速所述开关器件开启或关断。
上述驱动加速电路包括第一驱动支路和第二驱动支路，第一驱动支路用于驱动开关器件导通或关断。而第二驱动支路包括加速驱动单元和选择导通单元，选择导通单元可控制第二驱动支路导通或开路，从而使得第二支路中的加速驱动单元被投入驱动加速电路或切出驱动加速电路。加速驱动单元被投入驱动加速电路时，也用于驱动开关器件导通或关断。根据开关器件的工作特性，在开关器件的一些特定工作时段，驱动加速单元驱动开关器件可以起到加速开关器件开启速度或关断速度的作用，而在开关器件的另一些特定工作时段，驱动加速单元可能导致开关器件的电流变化过快，应力增加。因此上述驱动加速电路通过设置开关控制电路控制第二驱动支路的工作状态(导通或开路)，可以控制加速驱动单元在一些特定时段被投入而在另一些特性时段被切出。从而，上述驱动加速电路在实现了提升开关器件的开启和关断速度的基础上，还避免了增加开关器件的应力风险。
于一些实施例中，所述选择导通单元包括至少一半导体器件，所述至少一半导体器件一端连接所述加速驱动单元，另一端连接所述开关器件的控制端，所述至少一半导体器件分时导通或关断，以使得所述第二驱动支路导通或开路。
于一些实施例中，所述至少一半导体器件为稳压二极管、瞬态抑制二极管或开关器件。
如此，通过设置半导体器件(稳压二极管、瞬态抑制二极管或开关器件)，可方便地控制第二驱动支路导通或开路。
于一些实施例中，所述选择导通单元包括两个半导体器件，每一所述半导体器件为稳压二极管或瞬态抑制二极管；所述两个半导体器件的阳极相互电连接，其中一半导体器件的阴极电连接所述加速驱动单元，另一半导体器件的阴极电连接所述开关器件的控制端。
如此，使得两个半导体器件的连接方向刚好相反，则两个半导体器件分别用于在不同方向的驱动信号的驱动下导通或反向截止，从而实现在开关器件的开启和关断过程都可以将第二驱动支路中的加速驱动单元投入驱动加速电路，也即，有利于既加速开关器件的开启过程，又加速开关器件的关断过程。
于一些实施例中，所述驱动加速电路包括相互并联的至少两个所述第二驱动支路，至少两个所述第二驱动支路分时导通。
如此，可以通过多个第二驱动分时加速开关器件的导通或/和关断过程。
于一些实施例中，各个所述第二驱动支路的结构相同。
如此，有利于方便计算和选取各个第二驱动支路中相应元器件的参数(例如电阻值、电容容值等)。
于一些实施例中，各个所述第二驱动支路的阻值不同。
如此，通过控制各个第二驱动支路分时导通，可以在不同时段以不同的速度加速开关器件的导通或/和关断过程。
于一些实施例中，所述第二驱动支路用于在所述开关器件处于关断延时时段时处于导通状态，且在所述开关器件处于关断动作时段时处于开路状态；或，所述第二驱动支路用于在所述开关器件处于所述关断延时时段或所述关断动作时段时都处于导通状态。
如此，第二驱动支路在关断延时时段导通且在关断动作时段开路时，有利于加速开关器件的关断延时时段，且避免影响开关器件的关断动作时段，有利于在降低开关器件关断延时的基础上还有利于避免开关器件的应力增加。
于一些实施例中，所述第二驱动支路用于在所述开关器件处于开启延时时段时处于导通状态，且在所述开关器件处于开启动作时段时处于开路状态；或，所述第二驱动支路用于在所述开关器件处于所述开启延时时段或所述开启动作时段时都处于导通状态。
如此，第二驱动支路在开启延时时段导通且在开启动作时段开路时，有利于加速开关器件的开启延时时段，且避免加速开关器件的开启动作时段，有利于在加速开关器件开启过程的基础上还有利于避免开关器件的应力增加。
于一些实施例中，所述加速驱动单元包括电阻、电容及二极管的其中之一或任意组合，所述电阻、电容及二极管的其中之一或任意组合串联或并联后，一端电连接所述驱动电源的输出端，另一端电连接所述选择导通单元。
如此，可在开关器件的开启延时时段和关断延时时段提供充放电路径。
于一些实施例中，所述第一驱动支路包括第一电阻，所述第一电阻的一端连接所述驱动电源的输出端，另一端连接所述开关器件的控制端；
所述加速驱动单元包括第二电阻，所述第二电阻的一端连接所述驱动电源的输出端，另一端连接所述选择导通单元。
如此，使得第一驱动支路的电流保持小于第二驱动支路导通时的电流，第二驱动支路导通时加速开启延时或/和关断延时，第一驱动支路导通时使得开关器件在开启和关断过程中保持正常的电流变化速度。
于一些实施例中，所述加速驱动单元还包括与第二电阻串联的电容，所述第二电阻一端连接所述驱动电源的输出端，另一端连接所述电容，所述电容的另一端连接所述选择导通单元，所述电容用于在所述第二驱动支路导通时充电或放电。
如此，通过电容的充放电过程，有利于提升第二驱动支路上的电流，实现加速开关器件的开启延时或/和关断延时。
于一些实施例中，所述加速驱动单元还包括第三电阻，所述第三电阻与所述电容相互并联，且所述第三电阻一端连接所述第二电阻，另一端连接所述选择导通单元，所述第三电阻与所述电容分时被投入所述第二驱动支路。
如此，电容被投入第二驱动支路时，第二驱动支路具有较大的电流，实现加速开关器件的导通或/和关断。第三电阻被投入第二驱动支路时，第二驱动支路具有较小的电流，使得开关器件的正常开启和关断不受影响，避免产生应力风险。
于一些实施例中，所述第二电阻与所述第三电阻的阻值之和大于所述第一电阻的阻值。
如此，第三电阻被投入第二驱动支路时，第二驱动支路上的电流小于第一驱动支路上的电流，开关器件主要通过第一驱动支路充放电，开关器件可以在正常的开启和关断动作时段保持较小的电流变化速度，有利于避免应力风险。
本申请第二方面提供一种电路系统，包括：开关器件，具有控制端和连接端；以及如上述任一驱动加速电路，电连接所述开关器件的控制端和连接端，所述驱动加速电路用于驱动所述开关器件开启或关断。
上述电路系统包括驱动加速电路，驱动加速电路包括第一驱动支路和第二驱动支路，第一驱动支路用于驱动开关器件导通或关断。而第二驱动支路包括加速驱动单元和选择导通单元，选择导通单元可控制第二驱动支路导通或开路，从而使得第二支路中的加速驱动单元被投入驱动加速电路或切出驱动加速电路。加速驱动单元被投入驱动加速电路时，也用于驱动开关器件导通或关断。根据开关器件的工作特性，在开关器件的一些特定工作时段，驱动加速单元驱动开关器件可以起到加速开关器件开启速度或关断速度的作用，而在开关器件的另一些特定工作时段，驱动加速单元可能导致开关器件的电流变化过快，应力增加。因此上述驱动加速电路通过设置开关控制电路控制第二驱动支路的工作状态(导通或开路)，可以控制加速驱动单元在一些特定时段被投入而在另一些特性时段被切出。从而，上述电路系统及驱动加速电路在实现了提升开关器件的开启和关断速度的基础上，还避免了增加开关器件的应力风险。
附图说明
图1为驱动电源输出大脉冲的驱动信号时开关器件的伏安曲线示意图。
图2为驱动电源输出小脉冲的驱动信号时开关器件的伏安曲线示意图。
图3为本申请实施例一的电路系统的模块结构示意图。
图4为本申请实施例一的电路系统的电路结构示意图。
图5为图4中电路系统在开关器件的开启延时时段时的等效电路结构示意图。
图6为图4中电路系统在开关器件的开启动作时段时的等效电路结构示意图。
图7为图4中电路系统在开关器件的关断延时时段时的等效电路结构示意图。
图8为图4中电路系统在开关器件的关断动作时段时的等效电路结构示意图。
图9为本申请实施例一的一变更实施例中的电路系统的电路结构示意图。
图10为本申请实施例一的另一变更实施例中的电路系统的电路结构示意图。
图11为本申请实施例一的另一变更实施例中的电路系统的电路结构示意图。
图12为本申请实施例一的另一变更实施例中的电路系统的电路结构示意图。
图13为本申请实施例一的另一变更实施例中的电路系统的电路结构示意图。
图14为本申请实施例二的电路系统的电路结构示意图。
图15为本申请实施例二的一变更实施例中的电路系统的电路结构示意图。
图16为本申请实施例二的另一变更实施例中的电路系统的电路结构示意图。
图17为本申请实施例三的电路系统的电路结构示意图。
图18为本申请实施例三的一变更实施例中的电路系统的电路结构示意图。
图19为本申请实施例三的另一变更实施例中的电路系统的电路结构示意图。
主要元件符号说明
Figure BDA0003824351280000041
Figure BDA0003824351280000051
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。当一个或多个元件、单元被认为是“构成”或“作为”另一个元件，其只表示在所描述的实施例中具有该关系。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本申请提供一种包括驱动加速电路和开关器件的电路系统，应用于半导体开关器件的驱动电路。驱动加速电路用于驱动开关器件开启和关断。本申请中的开关器件为半导体开关器件，例如为绝缘栅双极型晶体管、金属-氧化物半导体场效应晶体管或新型宽禁带半导体器件。开关器件具有控制端，驱动加速电路通过输出驱动信号至开关器件的控制端以驱动开关器件开启和关断。
本申请中，开关器件从开始开启到关断结束整个过程的伏安曲线可参阅图1。图1中横坐标表示时间，纵坐标表示开关器件的控制端的电压VG；T1定义为开关器件的开启延时时段，T2定义为开关器件的开启动作时段，T4定义为开关器件的关断延时时段，T5定义为开关器件的关断动作时段，在时段T5的结束时刻，开关器件已经被完全关断，但在时段T5之后的时段，VG还会再继续下降，直至下降至驱动信号的低电平(-5V)。
本申请中，开关器件的阈值电压为+5V。也即，开关器件到达米勒平台时的栅极的电压VG为+5V。也即，当VG达到+5V时，开关器件被开启，当VG小于+5V时，开关器件被关断。驱动信号在+15V和-5V之间周期性跳变，但由于半导体开关器件的工作特性，开关器件的VG难以在瞬时进行切换，而需要一个时间段完成电压的切换。例如在开关器件的开启延时时段T1，VG从-5V逐渐上升至+5V；在开关器件的关断延时时段T4，VG从+15V逐渐下降至+5V。上述开启延时时段T1和关断延时时段T4的存在影响了开关器件的开启和关断速度。
本申请中，基本驱动单元12用于驱动开关器件开启或关断，加速驱动单元13用于在开关器件的开启延时时段T1和关断延时时段T4导通，加速开关器件的开启延时时段T1和关断延时时段T4，降低开启延时和关断延时。
在脉冲宽度较大时，开关器件的伏安曲线参图1所示。
而当驱动信号的脉冲宽度较小时，请参阅图2，在一些情况下，VG刚达到+5V，也即开关器件处于开启动作时段T2，开关器件刚开启时，驱动信号的电平就从+15V跳变到-5V，开关器件会马上开始关断。若此时加速驱动单元13驱动开关器件，会导致直接加速米勒平台，使得开关器件的正常关断过程加快，电流变化速度骤增，开关器件的应力大大增加，开关器件20存在应力风险。
由此可知，开关器件在开启和关断过程中都存在一定时间的延迟(开启延时时段T1和关断延时时段T4)，若加速开关器件的开启延时时段T1和关断延时时段T4，有利于减小开关器件的开关延时，加快开启和关断速度。但在驱动信号的脉冲宽度较小的情况下，会导致加速了开关器件的米勒平台，也即加速了开关器件的正常的开启动作时段T2和关断动作时段T5，这会带来应力增加的风险。
本申请中，定义脉冲宽度大于开关器件的开启延时时段T1和开启动作时段T2之和的驱动信号为大脉冲的驱动信号，定义脉冲宽度小于等于开关器件的开启延时时段T1和开启动作时段T2之和的驱动信号为小脉冲的驱动信号。
实施例一
本实施例的驱动加速电路10，在开关器件的开启延时时段T1和关断延时时段T4进行加速，而在开关器件的开启动作时段T2和关断动作时段T5断开，从而解决上述“在驱动信号为小脉宽时导致开关器件应力增加”的技术问题。
请参阅图3，本实施例的电路系统1包括驱动加速电路10和开关器件20。本实施例中，开关器件20为具有控制端G。驱动加速电路10电连接开关器件20的控制端G，以输出驱动信号，进而驱动开关器件20开启或关断。本实施例中，以开关器件20为绝缘栅双极型晶体管、控制端G为绝缘栅双极型晶体管的栅极进行举例说明。驱动加速电路10包括驱动电源11、基本驱动单元12、加速驱动单元13及选择导通单元14。本实施例中，基本驱动单元12构成第一驱动支路15，加速驱动单元13与选择导通单元14串联后作为第二驱动支路16。第一驱动支路15和第二驱动支路16用于在导通的时候为开关器件20提供充放电路径。加速驱动单元13与选择导通单元14串联后再与基本驱动单元12并联，也即第一驱动支路15与第二驱动支路16并联。
驱动电源11具有输出端out和信号参考端GND，输出端out用于输出驱动信号，信号参考端GND用于输出参考信号作为参考地。开关器件20还包括连接端E，本实施例中连接端为发射极，于其他实施例中，连接端E还可为集电极。参考地信号参考端GND与连接端E电连接。输出端out输出的驱动信号被施加至开关器件20的控制端G。本实施例中，选择导通单元14用于控制第二驱动支路16的工作状态。也即，第二驱动支路16受控于选择导通单元14，以处于导通状态或开路状态，从而使得加速驱动单元13被投入驱动加速电路10或被从驱动加速电路10切出(也即使得加速驱动单元13被接入驱动加速电路10或与驱动加速电路10断开)。
本实施例中，驱动信号为脉冲信号。当驱动信号处于第一状态(例如高电平状态，以15V为例)时，驱动开关器件20开启，当驱动信号处于第二状态(例如低电平，以-5V为例)状态时，驱动开关器件20关断。
本实施例中，通过选择导通单元14控制第二驱动支路16的工作状态来实现在开关器件20的开启延时时段T1和关断延时时段T4投入加速驱动单元13，并通过选择导通单元14控制第二驱动支路16的工作状态来实现在开关器件20的开启动作时段T2和关断动作时段T5切出加速驱动单元13。也即，通过选择导通单元14控制第二驱动支路16在开关器件20的开启延时时段T1和关断延时时段T4处于导通状态，并通过选择导通单元14控制第二驱动支路16在开关器件20的开启动作时段T2和关断动作时段T5处于开路状态。
基本驱动单元12和加速驱动单元13包括电阻、电容、二极管其中之一或任意组合，电阻、电容、二极管的数量为一个或多个，电阻、电容、二极管可串联或并联。
请参阅图4，本实施例中，基本驱动单元12包括第一电阻R1，加速驱动单元13包括第二电阻R2和电容C，选择导通单元14包括第一稳压二极管VZ1和第二稳压二极管VZ2。第二电阻R2、电容C、第一稳压二极管VZ1及第二稳压二极管VZ2依次串联，且第二电阻R2还电连接驱动电源11的输出端out，第二稳压二极管VZ2还电连接开关器件20的控制端G。本实施例中，第一稳压二极管VZ1负极电连接驱动电源11的输出端out，正极电连接开关器件20；第二稳压二极管VZ2正极电连接驱动电源11的输出端out，负极电连接开关器件20。第一电阻R1电连接于驱动电源11的输出端out与开关器件20的控制端G之间，且与第二电阻R2、电容C、第一稳压二极管VZ1及第二稳压二极管VZ2并联。
本实施例中，以开关器件20的阈值电压为5V、第一稳压二极管VZ1和第二稳压二极管VZ2击穿电压为10V进行举例说明图4所示电路系统1的工作原理。
请参阅图5，在开启延时时段T1，驱动信号处于高电平(+15V)状态，开关器件20的控制端G在驱动信号的驱动下，电压VG从-5V逐渐上升至阈值电压+5V(也即本实施例中开关器件20的米勒平台)，此时第一稳压二极管VZ1反向击穿，工作电压为10V，第二稳压二极管VZ2正向导通，表现为一二极管。此时第一驱动支路15和第二驱动支路16都处于导通的状态，第二驱动支路16中，第二电阻R2和电容C可提供一足够大的栅极驱动峰值电流，使得开关器件20通过第一驱动支路15充电，且通过第二驱动支路16加速充电，以加速开关器件20的开启延时过程，。
请参阅图6，在开启动作时段T2，控制端G的电压VG已经达到开关器件的阈值电压+5V，此时开关器件20开启，选择导通单元14中的第一稳压二极管VZ1截止，使得第二驱动支路16处于开路状态，此时只有第一驱动支路15导通，开关器件20只通过第一驱动支路15充电，充电速度相比开启延时时段减小，保持开关器件20的电流变化速度较小，从而避免应力风险。
在开关器件20正常工作器件，第一驱动支路15持续保持导通状态，而第二驱动支路16持续保持开路状态。虽然控制端G的电压VG已经超过+5V，开关器件20已经导通，但为了避免驱动信号的波动使得开关器件20误关断，驱动信号的高电平需要大于+5V，使得控制端G的电压VG在到达米勒平台之后继续上升至+15V。
请参阅图7，在关断延时时段T4时，驱动信号处于低电平(-5V)状态，开关器件20的控制端G在驱动信号的驱动下，电压从+15V逐渐下降至阈值电压+5V，第一稳压二极管VZ1正向导通，表现为一二极管，第二稳压二极管VZ2反向击穿，工作电压为10V。此时第一驱动支路15和第二驱动支路16同时导通，第二驱动支路16中，第二电阻R2和电容C可提供一低阻抗的放电通道，加速开关器件20的关断延时过程。
请参阅图8，在关断动作时段T5时，第二稳压二极管VZ2截止，使得第二驱动支路16处于开路状态，此时只有第一驱动支路15导通，开关器件20只通过第一驱动支路15进行放电，放电速度降低，保持开关器件20的电流变化速度较小，从而避免应力风险。
在开关器件20的关断时段T5之后的时段，虽然控制端G的电压VG已经低于+5V，开关器件20已经关闭，但为了避免驱动信号的波动使得开关器件20误开启，驱动信号的低电平需要低于+5V，使得控制端G的电压VG在降低至低于+5V之后继续降低至-5V。
应当理解，于其他实施例中，开关器件20正常工作期间控制端G的电压VG可不为+15V，开关器件20关闭后控制端G的电压VG可不为-5V。本实施例中前述的电压值仅作示例性说明。
从前述的电路系统1的工作过程可以看出，加速驱动单元13在开启延时时段T1和关断延时时段T4时会加速开启延时和关断延时过程，但并不会加速开关器件20的正常开启和关断过程。当开关器件20到达米勒平台时，选择导通单元14中相应的稳压二极管(VZ1或VZ2)截止，从而控制加速驱动单元13所在的第二驱动支路16处于开路状态，不加速开关器件20的充放电过程，使得开关器件20的电流变化速率平稳，可以有效抑制电压尖峰，减小开关器件20的应力风险，解决了前述驱动信号为小脉宽时易导致开关器件20应力增加的技术问题。
要精确地控制第二驱动支路16在开关器件20的开启动作时段T2和关断动作时段T5(也即处于米勒平台时)处于开路的状态，需要根据开关器件20的阈值电压、驱动信号的高电平和低电平选用工作电压匹配的稳压二极管VZ1和VZ2。
本实施例中，开关器件20的开启和关断速度与电容C、第一电阻R1、第二电阻R2的值相关。可以通过选用特定容值的电容C、特定阻值的第一电阻R1和第二电阻R2，来获取特定的开启和关断速度。容值越大，阻值越小，充放电电流越大，开关器件20的充放电速度越快；容值越小，阻值越大，充放电电流越小，开关器件20的充放电速度越小。
本实施例中，第一电阻R1的阻值大于第二电阻R2的阻值，这使得在第二驱动支路16开路、第一驱动支路15进行充放电时，充放电电流较小，电流变化速度较小，有利于使得开关器件20正常开启和关断，减小开关器件20的应力风险。
于一变更实施例中，上述第一稳压二极管VZ1和/或第二稳压二极管VZ2也可被替换为瞬态抑制二极管(Transient Voltage Suppressor，TVS)、开关器件等其他半导体器件。于另一变更实施例中，基本驱动单元12和加速驱动单元13的电路结构也可不同，可以提供一充放电路径即可。
本实施例中，利用第一稳压二极管VZ1的工作特性，使得第一稳压二极管VZ1在开关器件20开启延时时段T1反向击穿，在开启动作时段T2截止，从而控制加速驱动单元13被投入驱动加速电路10或被从驱动加速电路10切出。同理，利用第二稳压二极管VZ2的工作特性，使得第二稳压二极管VZ2在开关器件20关断延时时段T4反向击穿，在关断动作时段T5截止，从而控制加速驱动单元13被投入驱动加速电路10或被从驱动加速电路10切出。
而于其他变更实施例中，选择导通单元14包括第一稳压二极管VZ1或第二稳压二极管VZ2，而非包括第一稳压二极管VZ1和第二稳压二极管VZ2。也即，在其他变更实施例中，选择导通单元14可只包括第一稳压二极管VZ1与第二稳压二极管VZ2的其中之一。例如请参阅图9，选择导通单元14包括第一稳压二极管VZ1时，选择导通单元14用于在开关器件20的开启过程(包括开启延时时段T1和开启动作时段T2)中控制第二驱动支路16的工作状态。例如请参阅图10，选择导通单元14包括第二稳压二极管VZ2时，选择导通单元14用于在开关器件20的关断过程(包括关断延时时段T4和关断动作时段T5)中控制第二驱动支路16的工作状态。
图9和图10示出的变更实施例中，选择导通单元14只包括第一稳压二极管VZ1与第二稳压二极管VZ2其中之一有利于适应不同电路系统中开关器件20的需求。
请参阅图11，于其他变更实施例中，加速驱动单元13不包括电容C。在该变更实施例中，第二电阻R2的阻值远小于第一电阻R1的阻值，从而第二驱动支路16的充放电电流远大于第一驱动支路15的充放电电流，开关器件20可经第二驱动支路16快速充放电，实现快速开启或关断。
请参阅图12和图13，在加速驱动单元13不包括电容C的变更实施例中，开关驱动单元14可如图8和图10中所示地只包括第一稳压二极管VZ1与第二稳压二极管VZ2其中之一，不再赘述。
综上，本实施例中前述的电路系统1包括驱动加速电路10，驱动加速电路10包括选择导通单元14，选择导通单元14用于控制加速驱动单元13在开启延时时段T1和关断延时时段T4时处于导通状态，加速开启延时时段T1和关断延时时段T4；选择导通单元14还用于控制加速驱动单元13在开启动作时段T2和关断动作时段T5时处于开路状态，不加速开启动作时段T2和关断动作时段T5。如此，驱动加速电路1实现了选择性地对开关器件20的充放电过程进行加速，在保证加速开启延时和关断延时的基础上，还避免了加速正常的开启和关断过程，从而有效抑制了电压尖峰，减小了开关器件20的应力风险，解决了前述驱动信号为小脉宽时易导致开关器件应力增加的技术问题。
实施例二
请参阅图14，本实施例中，电路系统2与图4-10所示实施例的主要区别在于，第二驱动支路16的加速驱动单元13还包括第三电阻R3，第三电阻R3与第二电阻R2串联，且第三电阻R3与电容C并联。本实施例中，第三电阻R3的阻值远大于第一电阻R1和第二电阻R2的阻值，且第二电阻R2的阻值小于第一电阻R1的阻值。在该实施例中，电容C和第三电阻R3分时被投入第二驱动支路16。
本实施例中，在开启延时时段T1，开关器件20通过第一驱动支路15和第二驱动支路16进行充电。具体的，开关器件20通过第二驱动支路16中的第二电阻R2和电容C进行充电，从而使得加速驱动单元13在开启延时时段T1加速开关器件20的开启过程。
在开启动作时段T2，加速驱动单元13中的电容C已经充电至一定的电压，此时第二电阻R2和第三电阻R3构成的路径导通，第二驱动支路16的总电阻为第二电阻R2与第三电阻R3的电阻之和，远大于第一驱动支路15中第一电阻R1的电阻。此时虽然第一驱动支路15和第二驱动支路16都处于导通的状态，但由于第二驱动支路16上的电阻远大于第一驱动支路15上的电阻，第二驱动支路16上的充电电流会远小于第一驱动支路15上的充电电流。也即，此时开关器件20主要通过第一驱动支路15充电，电流变化速度较小，不会影响开关器件20的正常开启。
在关断延时时段T4，驱动信号跳变至低电平，开关器件20开始放电。此时第一驱动支路15和第二驱动支路16都导通。具体的，开关器件20通过第二驱动支路16中的第二电阻R2和电容C进行放电，从而使得加速驱动单元13在关断延时时段T4加速开关器件20的放电过程。
在关断动作时段T5，加速驱动单元13中的电容C处于开路状态，此时第二电阻R2和第三电阻R3构成的路径导通，开关器件20也通过第一驱动支路15和第二驱动支路16进行充放电。具体的，开关器件20通过第二驱动支路16中的第二电阻R2和第三电阻R3进行充放电。第二驱动支路16的总电阻远大于第一电阻R1的总电阻，因此第一驱动支路15的放电电流远大于第二驱动支路16的放电。也即，开关器件20主要通过第一驱动支路15放电，电流变化速度较小，不会影响开关器件20的正常关断。
也即，本实施例中，即便选择导通单元14未能切断第二驱动支路16，在电容C充满电荷之后，电容C便可以切出第二驱动支路16,这使得第三电阻R3取代电容C被接入第二驱动支路16，因此也可以有效降低开关器件20的开启和关断速度。
请参阅图15和图16，于本实施例的变更实施例中，选择导通单元14可以只包括第一稳压二极管VZ1与第二稳压二极管VZ2其中之一，与图9和图10所示实施例类似，不再赘述。
综上，本实施例的电路系统2和驱动加速电路10，可实现如实施例一中所述的所有有益效果。在此基础上，还可以在选择导通单元14未能切断第二驱动支路16时，通过电容C的充放电状态控制第二驱动支路16投入或切出。
实施例三
请参阅图17，本实施例的电路系统3与实施例一和实施例二的区别主要在于，驱动加速电路10包括至少两个第二驱动支路16，各个第二驱动支路16相互并联。本实施例中以包括两个第二驱动支路16进行举例说明。
本实施例中，各条第二驱动支路16分时工作，且各条第二驱动支路16在导通时的充放电电流不同。本实施例中，通过选取第二电阻R2具有不同的阻值或/和电容C具有不同的容值，以使得各个第二驱动支路16在导通时具有不同的充放电电流。本实施例中，通过选取选择导通单元14中的第一稳压二极管VZ1、第二稳压二极管VZ2具有不同的击穿电压，以使得各个第二驱动支路16分时导通。也即，使得第二驱动支路16不同时导通。
如此，在开启延时时段T1和关断延时时段T4，通过每一第二驱动支路16中的选择导通单元14控制两个第二驱动支路16分时开启，使得在开启延时时段T1和关断延时时段T4内的各个子时段开关器件20都具有不同的充放电速度。例如，可以设置各个第二驱动支路16在导通时的充放电电流，控制开关器件20在开启延时时段T1和关断延时时段T4内的各个子时段的充放电速度递减，并最终达到在米勒平台时的充放电速度。
本实施例的驱动加速电路10中，每一第二驱动支路16的结构可以如实施例一和实施例二中所述的任意第二驱动支路16的结构，例如图18和图19所示例的结构，不再赘述。
本实施例的电路系统3和驱动加速电路10，可实现如实施例一和实施例二中所述的所有有益效果。在此基础上，还可以控制开关器件20在开启和关断的过程中具有渐变的充放电速度。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (16)

1.一种驱动加速电路，用于驱动开关器件开启或关断，所述开关器件具有控制端和连接端；其特征在于，所述驱动加速电路包括：
驱动电源，包括输出端和参考信号端，所述输出端用于输出驱动信号，所述参考信号端电连接所述开关器件的连接端，用于输出参考信号至所述连接端；
第一驱动支路，所述第一驱动支路电连接所述驱动电源的输出端及所述开关器件的控制端，用于根据所述驱动信号驱动所述开关器件开启或关断；以及
第二驱动支路，与所述第一驱动支路并联，所述第二驱动支路包括加速驱动单元及选择导通单元，所述加速驱动单元的一端电连接所述驱动电源的输出端，所述加速驱动单元的另一端通过所述选择导通单元电连接至所述开关器件的控制端，所述选择导通单元分时导通以使得所述第二驱动支路导通或开路，所述加速驱动单元用于在所述第二驱动支路导通时根据所述驱动信号加速所述开关器件开启或关断。
2.如权利要求1所述的驱动加速电路，其特征在于，所述选择导通单元包括至少一半导体器件，所述至少一半导体器件一端连接所述加速驱动单元，另一端连接所述开关器件的控制端，所述至少一半导体器件分时导通或关断，以使得所述第二驱动支路导通或开路。
3.如权利要求2所述的驱动加速电路，其特征在于，所述至少一半导体器件为稳压二极管、瞬态抑制二极管或开关器件。
4.如权利要求2或3所述的驱动加速电路，其特征在于，所述选择导通单元包括两个半导体器件，每一所述半导体器件为稳压二极管或瞬态抑制二极管；
所述两个半导体器件的阳极相互电连接，其中一半导体器件的阴极电连接所述加速驱动单元，另一半导体器件的阴极电连接所述开关器件的控制端。
5.如权利要求1-4中任一项所述的驱动加速电路，其特征在于，所述驱动加速电路包括相互并联的至少两个所述第二驱动支路，至少两个所述第二驱动支路分时导通。
6.如权利要求5所述的驱动加速电路，其特征在于，各个所述第二驱动支路的结构相同。
7.如权利要求5或6所述的驱动加速电路，其特征在于，各个所述第二驱动支路的阻值不同。
8.如权利要求1-7中任一项所述的驱动加速电路，其特征在于，
所述第二驱动支路用于在所述开关器件处于关断延时时段时处于导通状态，且在所述开关器件处于关断动作时段时处于开路状态；或，
所述第二驱动支路用于在所述开关器件处于所述关断延时时段或所述关断动作时段时都处于导通状态。
9.如权利要求1-8中任一项所述的驱动加速电路，其特征在于，
所述第二驱动支路用于在所述开关器件处于开启延时时段时处于导通状态，且在所述开关器件处于开启动作时段时处于开路状态；或，
所述第二驱动支路用于在所述开关器件处于所述开启延时时段或所述开启动作时段时都处于导通状态。
10.如权利要求1-9中任一项所述的驱动加速电路，其特征在于，所述加速驱动单元包括电阻、电容及二极管的其中之一或任意组合，所述电阻、电容及二极管的其中之一或任意组合串联或并联后，一端电连接所述驱动电源的输出端，另一端电连接所述选择导通单元。
11.如权利要求10所述的驱动加速电路，其特征在于，所述第一驱动支路包括第一电阻，所述第一电阻的一端连接所述驱动电源的输出端，另一端连接所述开关器件的控制端；
所述加速驱动单元包括第二电阻，所述第二电阻的一端连接所述驱动电源的输出端，另一端连接所述选择导通单元。
12.如权利要求11所述的驱动加速电路，其特征在于，所述第一电阻的阻值大于所述第二电阻的阻值。
13.如权利要求12所述的驱动加速电路，其特征在于，所述加速驱动单元还包括与第二电阻串联的电容，所述第二电阻一端连接所述驱动电源的输出端，另一端连接所述电容，所述电容的另一端连接所述选择导通单元，所述电容用于在所述第二驱动支路导通时充电或放电。
14.如权利要求13所述的驱动加速电路，其特征在于，所述加速驱动单元还包括第三电阻，所述第三电阻与所述电容相互并联，且所述第三电阻一端连接所述第二电阻，另一端连接所述选择导通单元，所述第三电阻与所述电容分时被投入所述第二驱动支路。
15.如权利要求14所述的驱动加速电路，其特征在于，所述第二电阻与所述第三电阻的阻值之和大于所述第一电阻的阻值。
16.一种电路系统，其特征在于，包括：
开关器件，具有控制端和连接端；以及
如权利要求1-15中任一项所述的驱动加速电路，所述驱动加速电路电连接所述开关器件的控制端和连接端，用于加速所述开关器件开启或关断过程。
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