(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体スイッチング素子を駆動するゲートドライバ駆動装置において、
前記半導体スイッチング素子に制御信号を出力する複数のゲートドライバＩＣを備えるゲートドライバユニットと、
複数の前記ゲートドライバＩＣのうちの少なくとも１つのゲートドライバを作動させて前記半導体スイッチング素子の動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記半導体スイッチング素子の検出された動作状況と、ユーザーが入力する前記半導体スイッチング素子を動作させるための予め設定された動作範囲である前記半導体スイッチング素子の動作に関する入力情報と、に基づいて、スイッチング素子のゲート端子に供給されるべき供給電流量及び、当該供給電流の出力に必要なゲートドライバＩＣの個数を算出し、
前記予め設定された動作範囲が、前記半導体スイッチング素子の個数、及び／又は前記半導体スイッチング素子のスイッチング周波数の情報を含み、
前記制御部は、前記供給電流の出力に必要なものとして算出されたゲートドライバＩＣの個数に応じたゲートドライバＩＣを作動させることを特徴とするゲートドライバ駆動装置。
【請求項２】
前記半導体スイッチング素子は、ＩＧＢＴ型スイッチング素子を有することを特徴とする請求項１に記載のゲートドライバ駆動装置。
【請求項３】
前記制御部と接続されたインタフェースをさらに備え、
前記インタフェースは、前記半導体スイッチング素子の動作に関する前記入力情報を受信すること又は受信された情報による前記半導体スイッチング素子の動作状態を前記ユーザーに提供することを特徴とする請求項１又は２に記載のゲートドライバ駆動装置。
【請求項４】
前記制御部と接続されたインタフェースをさらに備え、
前記インタフェースには、前記入力情報として、前記半導体スイッチング素子に印加される電圧、前記ゲートドライバＩＣの製品情報、前記半導体スイッチング素子の製品情報、前記ゲートドライバ駆動装置に接続された前記半導体スイッチング素子の個数、電力転換のために求められる前記半導体スイッチング素子のスイッチング周波数、及び前記半導体スイッチング素子のゲート端が有する固有抵抗のうち少なくとも１つの情報が入力されることを特徴とする請求項１に記載のゲートドライバ駆動装置。
【請求項５】
前記制御部と接続された測定部をさらに備え、
前記測定部は、前記半導体スイッチング素子に印加される電圧、前記半導体スイッチング素子に入力又は出力される電流、及び前記半導体スイッチング素子の温度を測定し、前記測定された少なくとも１つの情報を前記制御部又は前記インタフェースに提供することを特徴とする請求項３又は４に記載のゲートドライバ駆動装置。
【請求項６】
前記制御部は、ユーザーが入力する前記半導体スイッチング素子の作動に関するプログラミングに基づいたロジック構成データの生成又は生成されたデータによる特定ロジック回路を具現することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のゲートドライバ駆動装置。
【請求項７】
前記制御部と接続された絶縁ユニットをさらに備え、
前記絶縁ユニットは、前記制御部と前記ゲートドライバユニットとの間の直流電流又は交流電流の流れを遮断し、前記制御部が出力する制御信号を前記ゲートドライバユニットに伝達することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のゲートドライバ駆動装置。
【請求項８】
複数の前記ゲートドライバＩＣにおける全部又は一部のゲートドライバＩＣは、同じ出力端子を介して前記半導体スイッチング素子に制御信号を出力することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のゲートドライバ駆動装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記全部又は一部のゲートドライバＩＣが出力する信号の和が前記半導体スイッチング素子のゲート端の入力信号になるように前記全部又は一部のゲートドライバの組合せを制御することを特徴とする請求項８に記載のゲートドライバ駆動装置。
【請求項１０】
複数の前記ゲートドライバＩＣのそれぞれは、同じ性能又は同じ特性を有するゲートドライバであることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のゲートドライバ駆動装置。
【請求項１１】
前記半導体スイッチング素子と接続されたクランプダイオードをさらに備え、
前記クランプダイオードは前記半導体スイッチング素子に印加された電圧が一定に維持されるように前記半導体スイッチング素子のゲート端に接続されたことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のゲートドライバ駆動装置。
【請求項１２】
前記ゲートドライバユニットと接続されたＤＣ／ＤＣコンバーターをさらに備え、
前記ＤＣ／ＤＣコンバーターは外部電源から電源の供給を受けて、前記半導体スイッチング素子の動作に関連したモジュールのそれぞれに該電源を出力することを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載のゲートドライバ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体スイッチング素子の制御装置に関するものであって、特に多様な産業用モータ、インバーター、又はコンバーターのように数千ボルトの電圧が印加されるＩＧＢＴ型スイッチング素子を動作する際にスイッチング素子の動作状況を検出し、検出された動作状況に基づいてスイッチング素子を作動するとき、少なくとも１つ以上のドライバを作動させる制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、産業用ＩＧＢＴ型スイッチング素子は、ターンオン遅延時間（Turn-on Delay time）、ターンオフ遅延時間（Turn-off Delay time）、摂氏２５℃と摂氏１００℃のコレクター端子に流れる電流量等の特性を基準にして区分され得る。また、産業用ＩＧＢＴ型スイッチング素子の最も一般的なＶＣＥは、６００ボルト乃至１２００ボルトであり、３３００ボルトのＶＣＥが用いられることもある。
【０００３】
即ち、ＩＧＢＴスイッチング素子がモータ、インバーター、又はコンバーターのような産業装置に用いられる場合、スイッチング素子のコレクター端子とエミッタ端子との間における電圧は数千ボルトに至る。また、コレクター端子に流れる電流量も数百アンペアになり得る。
【０００４】
図５は、従来の半導体スイッチング素子の制御装置を示す。
ここで、ユーザーは、スイッチング素子の作動のための制御命令をインタフェース(図示せず)に入力し、インタフェースは入力情報を暗号化する。暗号化された入力信号である制御信号は、光信号を通じてスイッチング素子を制御する制御部（コントロールユニット）１２０に伝送される。この時、光信号に載置された暗号化された制御信号は光学絶縁器１１０を介して電気的信号に変換される。制御信号が重畳された光信号が電気的信号に変換されるに伴い不要な電気的ノイズ又は二つのシステム間の短絡可能性を低下することができる。
【０００５】
変換された電気信号は制御部１２０に伝達され、制御部１２０は暗号化された信号を解読して、解読された信号に基づいて制御信号を生成するようにロジック回路を具現することができる。また、解読された信号に基づいた制御信号をゲートドライバ１３０に出力することができる。ゲートドライバ１３０は、受信された入力信号（制御信号）に基づいて、スイッチング素子１４０のゲート端に信号（電流）を送信してスイッチング素子１４０のスイッチング動作を活性化する。
【０００６】
しかしながら、ＩＧＢＴ型スイッチング素子の広範囲のコレクター端子とエミッタ端子との間の電圧（ＶＣＥ）によってターンオン及びターンオフ動作を開始するためのスイッチング素子のコレクター端子に流れる電流（ＩＣ）が異なることが問題となる。さらに、ＩＧＢＴ型スイッチング素子のスイッチング動作は、当該ＩＧＢＴ型スイッチング素子が有する固有の特性である内部抵抗及びキャパシターの影響を受けて同一のＩＧＢＴ型スイッチング素子同士においても環境（温度）によって特性が異なる。従って、このような異なる特性であっても対応可能なゲートドライバ駆動装置が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、かかる問題を解決するために開発されたものであって、複数のゲートドライバを含んで高電圧が半導体スイッチング素子に印加される場合、高電圧に相当するゲート信号を出力するゲートドライバ駆動装置を提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、ユーザーに半導体スイッチング素子に印加される電圧、入力又は出力される電流量、及びスイッチング素子の温度情報を提供し、これら情報が反映されたスイッチング動作が行われる回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態による半導体スイッチング素子を駆動するゲート駆動装置は、前記半導体スイッチング素子に制御信号を出力するゲートドライバユニット、及び前記ゲートドライバユニットを構成する少なくとも１つのゲートドライバを作動させて前記半導体スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記半導体スイッチング素子の予め設定された動作範囲又は検出された前記半導体スイッチング素子の動作状態に基づいて前記少なくとも１つのゲートドライバを作動させることができる。
【００１０】
このとき、前記半導体スイッチング素子はＩＧＢＴ型スイッチング素子を有し得る。
【００１１】
また、本発明によるゲートドライバ装置は、前記制御部と接続されたインタフェースをさらに備え、前記インタフェースは前記半導体スイッチング素子の動作に関する入力情報を受信すること又は受信された情報による前記半導体スイッチング素子の動作状態をユーザーに提供することができる。
【００１２】
このとき、前記インタフェースには、前記半導体スイッチング素子に印加される電圧、前記ゲートドライバの製品情報、前記半導体スイッチング素子の製品情報、前記ゲートドライバ駆動装置に接続された前記半導体スイッチング素子の個数、電力転換のために求められる前記半導体スイッチング素子のスイッチング周波数、及び前記半導体スイッチング素子のゲート端が有する固有抵抗のうちいずれか１つの情報を入力することができる。
【００１３】
このとき、前記制御部と接続された測定部をさらに備え、前記測定部は、前記半導体スイッチング素子に印加される電圧、前記半導体スイッチング素子に入力又は出力される電流、及び前記半導体スイッチング素子の温度を測定し、前記測定された少なくとも１つの情報を前記制御部又は前記インタフェースに提供することができる。
【００１４】
このとき、前記制御部は、ユーザーが入力する前記半導体スイッチング素子の作動に関するプログラミングに基づいたロジック構成データの生成又は生成されたデータによる特定ロジック回路を具現することができる。
【００１５】
このとき、前記制御部と接続された絶縁ユニットをさらに備え、前記絶縁ユニットは、前記制御部と前記ゲートドライバユニットとの間の直流電流又は交流電流の流れを遮断し、前記制御部が出力する制御信号を前記ゲートドライバユニットに伝達することができる。
【００１６】
このとき、前記ゲートドライバユニットを構成する全部又は一部のゲートドライバは同じ出力端子を介して前記半導体スイッチング素子に制御信号を出力することができる。
【００１７】
このとき、前記制御部は、前記全部又は一部のゲートドライバが出力する信号の和が前記半導体スイッチング素子のゲート端の入力信号になるように前記全部又は一部のゲートドライバの組合せを制御することができる。
【００１８】
このとき、前記ゲートドライバユニットのそれぞれのゲートドライバには前記絶縁ユニットを介して前記制御部が出力する多重信号が入力され、前記多重信号の組合せを通じて出力信号を出力することができる。
【００１９】
このとき、前記ゲートドライバユニットを構成する各々のゲートドライバは同じ性能又は同じ特性を有するゲートドライバであり得る。
【００２０】
このとき、前記半導体スイッチング素子と接続されたクランプダイオード（ｃｌａｍｐ ｄｉｏｄｅ）をさらに備え、前記クランプダイオードは前記半導体スイッチング素子に印加された電圧が一定に維持されるように前記半導体スイッチング素子のゲート端に接続され得る。
【００２１】
このとき、前記ゲートドライバユニットと接続されたＤＣ／ＤＣコンバーターをさらに備え、前記ＤＣ／ＤＣコンバーターは、外部電源から電源の供給を受けて前記半導体スイッチング素子の動作に関連したモジュールの各々に該電源を出力することができる。
【００２２】
本発明は、半導体スイッチング素子を作動するために、複数のゲートドライバを含んで高電圧が前記半導体スイッチング素子に印加される場合、前記高電圧に相応したゲート信号を前記半導体スイッチング素子に出力するという効果がある。
【００２３】
また、前記半導体スイッチング素子に印加される電圧、入力又は出力される電流量、及び前記スイッチング素子の温度情報を測定して、測定された情報が反映されたスイッチング動作が効率的に行われるようにした。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態による半導体型スイッチング素子のゲートドライバ駆動装置を示した図面である。
【図２】本発明の実施形態によるインタフェースの第１作動を示した図面である。
【図３】本発明の実施形態によるインタフェースの第２作動を示した図面である。
【図４】本発明の実施形態によるゲート駆動装置を含む電力半導体モジュールを示した図面である。
【図５】従来のＩＧＢＴ型ゲートドライバ制御装置を示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付の図面を参照して、本明細書に開示の実施形態を詳しく説明するが、図面符号に関係なく、同一又は類似な構成要素は同一の参照番号を付与し、これについての重なる説明は省略する。
【００２６】
また、本発明に関連した半導体型スイッチング素子のゲート駆動装置について図面を参照してより詳しく説明する。以下の説明において使用される構成要素に対する接尾辞である「モジュール」及び「部」は単に本明細書の作成の便宜のために付与されたものに過ぎず、それ自体で特に重要な意味又は役割を与えるものではない。従って、「モジュール」及び「部」は互いに混用され得ることに留意しなければならない。
【００２７】
以下、添付の図面を参照して本発明による好ましい実施形態を詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本実施形態に係るＩＧＢＴ型ゲートドライバ駆動装置２００を含む電力半導体モジュール２０を示す。
【００２９】
本実施形態に係るゲートドライバ駆動装置２００は、半導体スイッチング素子３００に制御信号を出力するゲートドライバユニット２５０及びスイッチング素子の動作状況を検出する。次いで、検出された動作状況に基づいてゲートドライバユニット２５０を構成する少なくとも１つのドライバを作動させてスイッチング素子３００のスイッチング動作を制御する制御部２２０を含むことができる。
【００３０】
本発明の一実施形態として、制御部２２０はスイッチング素子３００の予め設定された作動範囲と検出された動作状況とに基づいて少なくとも１つのゲートドライバを作動させることができる。
【００３１】
制御部２２０は、インタフェース２９０を通じてユーザーからスイッチング素子の作動情報を入力してもらい、スイッチング素子３００の動作状態をユーザーに提供することができる。
【００３２】
インタフェース２９０は、ユーザーの端末器に接続される全ての外部機器への通路の役割を果たす。ユーザーは、インタフェース２９０を通じてゲートドライバ駆動装置２００に伝送しようとする情報を入力することができる。
【００３３】
即ち、インタフェース２９０は、ユーザーの端末器とゲートドライバ駆動装置２００を接続する回線に具現され得る。
【００３４】
また、インタフェース２９０は、ゲートドライバ駆動装置２００の一部としてキーパッド（key pad）、ドームスイッチ（dome switch）、タッチパッド、ジョグホイール、スイッチのうちいずれかに具現され得る。また、ユーザーはインタフェース２９０を通じてゲートドライバ駆動装置２００に端末器を使用せずに直接情報を入力することができる。
【００３５】
前者または後者の場合に、ユーザーはインタフェース２９０を通じて直接データ情報を入力するか又はキーパッド形式のタッチを通じてスイッチング素子３００に対する制御信号の周波数、制御信号の波長、又は制御信号の正の半波長成分の開始時間あるいは終了時間に関する情報を制御部２２０に伝送させることができる。
【００３６】
制御部２２０は、ユーザーの入力情報を反映したロジック構成データを設定されたプログラミングを通じて出力する。しかる後、ロジック構成データによる特定ロジック回路を具現するためにソフトウェア的な具現とハードウェア的具現とで組み合わされ得る。
【００３７】
ソフトウェア的な具現によると、本明細書で説明する手続き及び機能のような実施形態は別途のソフトウェアモジュールに具現され得る。ソフトウェアモジュールの各々は本明細書で説明する１つ以上の機能及び作動を行うことができる。適切なプログラム言語で書かれたソフトウェアアプリケーションでソフトウェアコードが具現され得る。ソフトウェアコードはメモリ（図示せず）に貯蔵され、制御部２２０により実行され得る。
【００３８】
ハードウェア的具現によって制御部２２０は、ＡＳＩＣｓ（application specific integrated circuits）、ＤＳＰｓ（digital signal processors）、ＤＳＰＤｓ（digital signal processing devices）、ＰＬＤｓ（programmable logic devices）、ＦＰＧＡｓ（field programmable gate arrays）、プロセッサー（processors）、制御器（controllers）、マイクロコントローラ（micro-controllers）、マイクロプロセッサー（microprocessors）、その他の機能を行うための電気的なユニットのうち少なくとも１つを含んでいる。
【００３９】
このように組み合わされた構成を通じて、制御部２２０はユーザーからスイッチング素子３００に関する情報、ゲートドライバユニット２５０を構成するゲートドライバの情報、及びスイッチング素子３００に印加される電圧、又はユーザーが所望するスイッチング素子のスイッチング周波数（frequency）等の情報を受信する。引き続き、スイッチング素子３００のスイッチング動作を行うための特定ロジック回路を作るか、ゲートドライバユニット２５０に作動情報を伝送することができる。
【００４０】
本発明の一実施形態として、制御部２２０は、入力された情報に基づいて、スイッチング素子３００が必要な最小限のゲート電流信号の大きさ、又はスイッチング素子３００の作動のために必要なゲートドライバの個数に関する情報を算出し、インタフェース２９０を通じてユーザーに提供することができる。
【００４１】
本実施形態に係る測定部２４０は、半導体スイッチング素子３００に印加される電圧、スイッチング素子３００のコレクター端に入力される電流量又はスイッチング素子３００のエミッタ端子を流れる電流量、及びスイッチング素子３００にて測定された温度のうち少なくとも１つを測定する。次いで、制御部２２０又はインタフェース２９０に伝送することができる。
【００４２】
本発明の一実施形態として、伝送情報を通じてユーザーは予め入力された制御信号の周波数、制御信号の波長、又は制御信号の正の半波長成分の開始時間あるいは終了時間に関する情報を更新してインタフェース２９０を通じて制御部２２０に提供することができる。
【００４３】
制御部２２０は、測定部２４０が測定した情報とユーザーが見込んだ出力との間の誤差を把握し、誤差を最小限に低減するための入力データを算出することができる。
【００４４】
算出された誤差又は算出された入力データは、ユーザーに提供され得る。制御部２２０は、誤差を減らすための特定ロジック回路を再構成するか又はアップデータされた作動情報をゲートドライバユニット２５０に伝送することができる。
【００４５】
これを通じて、スイッチング素子３００に入力されるゲート信号は実際のスイッチング素子の内／外部的特性が反映され、ユーザーが所望するスイッチング素子のスイッチング動作を正確に具現できるという効果がある。
【００４６】
従来のゲート駆動装置は、ゲートドライバを通じて一方的に接続されたスイッチング素子を作動させてきた。しかしながら、制御部２２０は、測定部２４０が提供する情報を通じてスイッチング素子３００の動作を実時間基準に正確に制御できる。
【００４７】
制御部２２０とインタフェース２９０との間に設けられた光学絶縁部２１０は、ゲートドライバ駆動装置２００とインタフェース２９０の各々の回路システムに印加される直流電流と不要な交流電流の流れを遮断する。これによって、制御部２２０とインタフェース２９０との間の送受信信号が雑音なく伝達される効果がある。
【００４８】
インタフェース２９０が具体的にどの情報をユーザーから受信し、あるいはユーザーに該情報をどの方式で表すのかは図２及び図３を通じて検討する。
【００４９】
制御部２２０は、ゲートドライバユニット２５０に電気的に接続されている。
【００５０】
本発明の一実施形態として、制御部２２０は、スイッチング素子３００に印加される電圧及びゲートドライバユニット２５０に関する情報をユーザーから受信する。次いで、スイッチング素子３００のスイッチングに必要なゲートドライバの個数又はスイッチング素子のゲート端子に供給されるべき電流量を算出することができる。
【００５１】
ゲートドライバユニット２５０を構成する複数のゲートドライバＩＣは、制御部２２０が出力する信号の入力を受けるが、このとき、制御部２２０から出力された信号はデジタルアイソレーター（digital isolator）２３０を通すことができる。
【００５２】
デジタルアイソレーター２３０は、制御部２２０及びゲートドライバユニット２５０の各々の回路システムに印加される直流電源と不要な交流電流の流れを遮断し、これら各々が接地されていることにより短絡が生じる可能性を低減できる。
【００５３】
制御部２２０と短絡保護回路部２６０は互に電気的に接続されて短絡保護回路部２６０がＩＧＢＴスイッチング素子に流れる過電流を検出し、検出された情報を制御部２２０に伝送することができる。
【００５４】
制御部２２０は、過電流が予め設定された最大許容電流（短絡電流）であるか否かを特定した後、これに相応した制御信号を短絡保護回路部２６０に伝送して短絡電流からスイッチング素子３００を保護することができる。
【００５５】
ゲートドライバユニット２５０の出力端は、ＩＧＢＴスイッチング素子３００のゲート端と接続されて、出力された制御信号に基づいてスイッチング素子３００がターンオン又はターンオフ動作を行うことができる。
【００５６】
ここで、ゲートドライバユニット２５０は、複数のゲートドライバＩＣを含み、スイッチング素子３００のスイッチング動作を制御するための電流量を供給することができる。
【００５７】
例えば、数千ボルトがかかる半導体スイッチング素子に１つのゲートドライバを使用する場合、スイッチング素子に出力可能な電流量が制御のために求められる電流量に及ばない場合が生じ得る。
【００５８】
しかしながら、本実施形態に係る複数のゲートドライバＩＣからなるゲートドライバユニット２５０を使用すると、複数のゲートドライバＩＣのうちの全部又は一部が出力する電流量（ゲート信号）が流動的に組み合わされて該スイッチング素子３００の動作のための電流量を出力できる。従って、既存の小型ゲートドライバを使用しながら数百から数千ボルトまで印加される多様な種類の産業用半導体素子を制御することができる。
【００５９】
ゲートドライバユニット２５０は、ｎ個の同じタイプのゲートドライバからなり得る。これに対する効果として、制御部２２０は、入力情報（例えば、スイッチング素子３００の印加電圧、スイッチング素子３００の製品番号、又は全てのスイッチング素子３００の個数）を受信した場合、スイッチング素子３００のゲート端に求められる供給電流量を出力するために必要なｍ個のゲートドライバを動作させることができる。
【００６０】
また、ゲートドライバ駆動装置２００は、制御部２２０、デジタルアイソレーター２３０、測定部２４０、及びゲートドライバユニット２５０等それぞれのモジュールが求める電源を生成するＤＣ／ＤＣコンバーター２８０を含むことができる。
【００６１】
即ち、ＤＣ／ＤＣコンバーター２８０は１つの外部電源から電源の供給を受けてスイッチング素子３００の動作に関連したモジュールのそれぞれに供給される複数の電源を出力することができる。
【００６２】
また、本発明の一実施形態として、ゲートドライバ駆動装置２００はクランプダイオード２７０をさらに含むことができる。クランプダイオード２７０は半導体スイッチング素子３００のコレクターとゲートを接続するＶＣＧクランプダイオード２７１と半導体スイッチング素子３００のゲートとエミッタを接続するＶＧＥクランプダイオード２７２を含むことができる。
【００６３】
クランプダイオード２７０は、スイッチング素子３００に印加される電圧が一定に維持されるようにスイッチング素子３００のゲート端子に接続され得る。
【００６４】
図２は、本発明の実施形態によるゲートドライバ駆動装置２００の第１作動を示す。
【００６５】
本発明の一例として、ユーザーは、制御部２２０がスイッチング素子３００を作動させるための入力情報を、インタフェース２９０を通じて入力することができる。
【００６６】
即ち、インタフェース２９０には、スイッチング素子３００に印加される電圧（プリセット）３１０、ゲート駆動装置に設けられたゲートドライバ製品情報（ゲートドライバＩＤ）３２０、スイッチング素子の製品番号（ＩＧＢＴプロダクト）３３０、ゲートドライバ駆動装置２００に接続されたスイッチング素子の個数（ＩＧＢＴモジュールの個数）３４０、電力変換のために求められるスイッチング素子のスイッチング周波数３５０、及びスイッチング素子のゲートが有する固有抵抗（ゲート印加抵抗器）３６０のうち少なくとも１つの情報が入力され得る。
【００６７】
これらの情報は、図１を通じて検討した通り、制御部２２０がスイッチング素子３００を効果的に制御するための入力情報として活用され得る。
【００６８】
図３は、本発明の実施形態によるゲートドライバ駆動装置２００の第２作動を示す図面である。
【００６９】
本発明の一例として、制御部２２０はユーザーが入力した情報に基づいて計算又は検出した情報を、インタフェース２９０を介してユーザーに提供できる。
【００７０】
本発明の一例として、図２にて示すユーザーの入力情報に基づいて、制御部２２０は動作可能なゲートドライバチャネル４１０、スイッチング素子３００に印加される電圧（コレクターエミッタ電圧）４２０、ユーザーが求めるスイッチング動作のためにスイッチング素子３００のゲート端に求められる電流量（求められた平均電流）４３０、スイッチング素子３００の動作に必要なゲートドライバユニット２５０のゲートドライバの個数（求められたゲートドライバの個数）４４０、スイッチング素子３００にて測定された電荷の個数（ゲート電荷）４５０のうち少なくとも１つの情報をインタフェース２９０を介して表示することができる。
【００７１】
図４は、本発明の他の実施形態によるゲート駆動装置を含む電力半導体モジュールを示す。
【００７２】
ここで、スレーブモジュールユニット５４０を構成する複数のスレーブモジュール５４１、５４２、５４３、５４４、５４５、５４６のそれぞれは図１にて示すゲートドライバ駆動装置２００と半導体スイッチング素子３００を含むことができる。また、複数のスレーブモジュール５４１、５４２、５４３、５４４、５４５、５４６は、マスターモジュール５１０によって制御され得る。
【００７３】
本発明の一実施形態として、マスターモジュール５１０は、図１にて示すインタフェース２９０と同様の構造及び機能を有するインタフェース５１１、図１の光学絶縁部２１０と同様の光学絶縁部５１２、及び図１の制御部２２０の役割を果たすＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）制御ロジック５１３を含むことができる。
【００７４】
ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）制御ロジック５１３は、インタフェース５１１を介して入力された情報に基づいたロジック構成データを生成するか又は生成されたデータによる特定回路を具現できる。入力情報は、複数のスレーブモジュール５４１、５４２、５４３、５４４、５４５、５４６のうちこれら全部又は一部に関する情報を含むことができる。
【００７５】
本発明の一実施形態として、ユーザーは複数のスレーブモジュール５４１、５４２、５４３、５４４、５４５、５４６のうち全部又は一部を動作させてマスターモジュール５１０に含まれたインタフェース５１１を介して上述した情報を入力することができる。
【００７６】
ここで、光学絶縁部５１２を介してインタフェース５１１とＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）制御ロジック５１３との間の通信方式は、図１のインタフェース２９０と制御部２２０との間の通信方式と類似する。
【００７７】
インタフェース５１１を介して提供した入力情報が入力された後、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）制御ロジック５１３は、選定された駆動装置に対する出力情報をユーザーに提供するか又は選定されたゲートドライバモジュールを駆動させることができる。
【００７８】
ここで、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）制御ロジック５１３が直接選定された駆動装置を直接駆動させるか又は駆動装置内の制御部（図示せず）にユーザーが提供した入力情報を提供することによって、間接的に選定されたゲートドライバモジュールを作動させることができる。
【００７９】
従って、ユーザーが複数のスレーブモジュール５４１、５４２、５４３、５４４、５４５、５４６のそれぞれを一々制御する面倒を低減して制御の効率性を高める効果がある。
【００８０】
本発明は、半導体スイッチング素子を作動するために複数のゲートドライバを含み、高電圧が半導体スイッチング素子に印加される場合、高電圧に相応したゲート信号を半導体スイッチング素子に出力するという効果がある。
【００８１】
また、半導体スイッチング素子に印加される電圧、入力又は出力される電流量、及びスイッチング素子の温度情報を測定して、測定された情報が反映されたスイッチング動作が効率的に行われるようにした。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、半導体スイッチング素子の制御装置に関するものであって、特に多様な産業用モータ、インバーター、又はコンバーターのように数千ボルトの電圧が印加されるＩＧＢＴ型スイッチング素子を動作する際にスイッチング素子の動作状況を検出し、検出された動作状況に基づいてスイッチング素子を作動するとき、少なくとも１つ以上のドライバを作動させる制御装置に用いることが可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１３０：ゲートドライバ
２００：ゲートドライバ駆動装置
２２０：制御部
２４０：測定部
２５０：ゲートドライバユニット
２７０：クランプダイオード
２８０：ＤＣ／ＤＣコンバーター
２９０：インタフェース
３００：半導体スイッチング素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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