Patent ES-2865651-T3 (ES)
Title: Circuito de excitación de puerta y procedimiento de funcionamiento del mismo
Inventor: WAGONER ROBERT GREGORY
IPC: H03K17/16
Filed: 2015-12-10
Granted: 2021-10-15
Abstract: Circuitería que comprende un dispositivo de conmutación de semiconductor (100) y un circuito de excitación de puerta (300) para aplicar una tensión de puerta a una puerta (212) del dispositivo de conmutación de semiconductor (100), comprendiendo el dispositivo de conmutación de semiconductor (100) un transistor bipolar de puerta aislada, IGBT, (210, 220) y un diodo de rueda libre (215, 225) en paralelo con el IGBT (210, 220), comprendiendo el circuito de excitación de puerta (300): un controlador de excitación de puerta (310) que proporciona uno o más comandos de tensión para hacer funcionar el dispositivo de conmutación de semiconductor (100); una pluralidad de resistencias de puerta principales (312, 314) acopladas entre el controlador de excitación de puerta (310) y el dispositivo de conmutación de semiconductor (100); una pluralidad de resistencias de puerta secundarias (315, 316, 317, 318) conectadas con las resistencias de puerta principales (312, 314); una pluralidad de transistores principales (324, 325) conectados en serie con cada una de las resistencias de puerta principales (312, 314); y, una pluralidad de transistores secundarios (326, 327, 328, 329) conectados en serie con cada una de las resistencias de puerta secundarias (315, 316, 317, 318), en la que cada uno de los transistores principales y secundarios (324, 325, 326, 327, 328, 329) está configurado para recibir un comando de tensión respectivo (V1_ON a V4_OFF) desde el controlador de excitación de puerta (310) y proporciona un nivel de tensión correspondiente al dispositivo de conmutación de semiconductor (100) para controlar el comportamiento de conexión-desconexión del dispositivo de conmutación de semiconductor (100), en la que los niveles de tensión correspondientes comprenden al menos una primera tensión (V1) y una segunda tensión (V2), estando configurada la primera tensión (V1) para conectar el dispositivo de conmutación de semiconductor (100) por medio de una primera resistencia de puerta principal (312), siendo la primera tensión (V1) mayor que una tensión de umbral para el dispositivo de conmutación de semiconductor (100), estando configurada la segunda tensión (V2) para desconectar el dispositivo de conmutación de semiconductor (100) por medio de una segunda resistencia de puerta principal (314), siendo la segunda tensión (V2) menor que la tensión de umbral, caracterizada por que durante la desconexión del dispositivo de conmutación de semiconductor (100), el controlador de excitación de puerta (310) está configurado además para aplicar una tercera tensión (V3) a la puerta del dispositivo de conmutación de semiconductor (100) por medio de una primera resistencia de puerta secundaria (316) durante un primer período de desconexión, siendo la tercera tensión (V3) menor que la primera tensión (V1) pero mayor que la segunda tensión (V2), el controlador de excitación de puerta (310) está configurado además para aplicar una cuarta tensión (V4) a la puerta del dispositivo de conmutación de semiconductor (100) por medio de una segunda resistencia de puerta secundaria (318) durante un segundo período de desconexión, siendo la cuarta tensión (V4) menor que la tercera tensión (V3) pero mayor que la segunda tensión (V2), correspondiendo el segundo período de desconexión a un período de tiempo de una recuperación inversa del diodo de rueda libre, durante la conexión del dispositivo de conmutación de semiconductor (100), el controlador de excitación de puerta (310) está configurado además para aplicar la cuarta tensión (V4) a la puerta del dispositivo de conmutación de semiconductor (100) por medio de una tercera resistencia de puerta secundaria (317) durante un primer período de conexión, y el controlador de excitación de puerta (310) está configurado además para aplicar la tercera tensión (V3) a la puerta del dispositivo de conmutación de semiconductor (100) por medio de una cuarta resistencia de puerta secundaria (315) durante un segundo período de conexión.