具有适应性信号轮廓的门信号生成的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请设及开关器件的口信号的生成及对应的器件和方法。
【背景技术】
[0002] 为了在开状态与关状态之间W电子方式切换施加于负载的信号，可使用各种类型 的开关器件。例如，在高功率电子学领域中，可针对此类开关任务采用基于晶体管的功率器 件。此类功率器件可例如基于金属氧化物场效应晶体管（MOSFET)或基于绝缘栅双极晶体 管（IGBT)来实施。
[000引然而，特别是当W例如在lOOkHz范围内的高频率执行开关时，可生成电磁干扰 (EMI)且其影响功率器件本身或其它器件。因此，可能必须限制EMIW满足诸如CISPR25 之类的技术标准和/或实现期望水平的电磁兼容性（EMC)。
[0004] 因此，存在对允许进行开关器件的高效且可靠的操作的技术的需要。
【发明内容】
[0005] 根据实施例，提供了一种器件。该器件包括口信号（gatesi即al)发生器。该口 信号发生器被配置成生成为了将开关器件在关状态与开状态之间切换而施加的口信号。口 信号发生器被配置成通过对多个信号轮廓（profile)的求和来生成口信号。此外，器件包 括检测器。该检测器被配置成在向开关器件施加口信号的同时检测开关器件的负载信号的 至少第n阶导数，其中，n是等于或大于2的整数。此外，器件包括适应电路。该适应电路 被配置成取决于所检测的第n阶导数来修改信号轮廓中的一个或多个。该器件可W是开关 器件的一部分，或者可实施用于开关器件的分开的口驱动器。
[0006] 根据另一实施例，提供了一种方法。根据该方法，通过对多个信号轮廓的求和来生 成口信号。向开关器件施加口信号W将开关器件在关状态与开状态之间切换。在向开关器 件施加口信号的同时，检测开关器件的负载信号的至少第n阶导数，其中n是等于或大于2 的整数。取决于所检测的第n阶导数，修改（adapt)信号轮廓中的一个或多个。
[0007] 根据另外的实施例，可提供其它器件、系统或方法。根据结合附图的W下详细描 述，此类实施例将是显而易见的。
【附图说明】
[000引图1示出了开关器件的负载信号的示例性信号过程（course)及一阶和二阶导数 的对应信号过程。
[0009] 图2示出了用于示意性地图示出根据本发明的实施例的器件的功能的框图。
[0010] 图3示意性地图示出根据本发明的实施例的示例性电路实施方式。
[0011] 图4示出了用于取决于接通操作期间的功率器件的漏源电压的第一阶导数而执 行信号轮廓的修改时的情形的示例性实验结果。
[0012] 图5示出了用于取决于关断操作期间的功率器件的漏源电压的第一阶导数来执 行信号轮廓的修改时的情形的示例性实验结果。
[0013] 图6示出了用于取决于接通操作期间的功率器件的漏源电压的第二阶导数而执 行两个信号轮廓的修改时的情形的示例性实验结果。
[0014] 图7示出了用于取决于关断操作期间的功率器件的漏源电压的第二阶导数而执 行两个信号轮廓的修改时的情形的示例性实验结果。
[0015] 图8示出了用于取决于接通操作期间的功率器件的漏源电压的第一阶导数和第 二阶导数而执行=个信号轮廓的修改时的情形的示例性实验结果。
[0016] 图9示出了用于取决于关断操作期间的功率器件的漏源电压的第一阶导数和第 二阶导数而执行两个信号轮廓的修改时的情形的示例性实验结果。
[0017] 图10示出了用于示意性地图示出根据本发明的实施例的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0018] 在下文中，将参考附图来详细地描述各种实施例。应注意的是该些实施例仅仅充 当示例且不应解释为是限制性的。例如，虽然实施例具有多个特征，但其它实施例可包括更 少特征和/或替换特征。此外，可将来自不同实施例的特征相互组合，除非W其它方式特别 地说明。
[0019] 下面举例说明的实施例设及为了将开关器件在开状态与关状态之间切换而施加 的口信号的生成。口信号可W例如是为了使开关器件的口电极充电或放电而施加的电流。 然而，在替换实施方式中，n信号还可W是施加于口电极的电压。假设开状态是其中开关器 件传递负载电流的状态。假设关状态是其中开关器件基本上阻挡负载电流的状态。负载电 流是开关器件的负载信号的一个可能表示。其它表示包括被用于实施开关器件的场效应晶 体管(例如，MOSFET)的漏源电压或被用于实施开关器件的双极晶体管晶体管(例如，IGBT) 的集电极一发射极电压。又一表示包括某个负载端子电压，例如漏极端子电压、源极端子电 压、集电极端子电压或发射极端子电压。此外，可用被禪合到开关器件的分流电阻器（shunt resistor)上的感测电压来表示负载信号。在某些实施方式中，还可组合方式使用负载 信号的多个表示，例如漏源电压和例如用分流电阻器上的感测电压测量的负载电流。
[0020] 在所示实施例中，通过对多个信号轮廓的求和来生成口信号。修改该些信号轮廓 中的至少一个。此修改是取决于开关器件的负载信号的第n阶导数而实现的，其中n是等 于或大于2的整数。在向开关器件施加口信号的同时、即在开关操作期间检测第n阶导数， 并且然后将其用于所述至少一个信号轮廓的修改。在修改之后，可将所述至少一个信号轮 廓用于下一开关操作的口信号的生成。
[0021] 在某些实施方式中，可检测负载信号的多个导数并将其用作用于修改多个信号轮 廓的基础。特别地，可检测负载信号的第m阶导数，其中m是不同于n的正整数，并可W取 决于所检测的第m阶导数来修改一个或多个另外的信号轮廓。例如，m可W等于1且n可 W等于2,即可W考虑负载信号的第一和第二阶导数并将其用于一个或多个对应信号轮廓 的修改。
[0022] 该修改可设及到所检测的第n阶和/或第m阶导数与一个或多个极限值的比较并 且。然后可取决于此比较来执行修改。例如，可诸如使用迭代学习算法取决于所检测第n 阶和/或第m阶导数与极限值的偏差来执行修改。在某些情形中，例如当取决于第二阶或 者甚至更高阶导数来执行修改时，此类极限值可包括正极限值和负极限值。
[0023] 可针对从关状态到开状态的开关操作且针对从开状态到关状态的逆向开关操作 来提供分开的信号轮廓，并且此类分开的信号轮廓可受制于（subjectto)单个的修改。
[0024] 现在将参考附图进一步解释上述实施例。
[002引图1示出了作为时间t的函数的接通操作期间的功率M0SFET的漏源电压勺示 例性信号过程W及Kd,的对应第一和第二阶导数，即dK&/d谢dV&/CU2。
[0026] 如可W看到的，漏源电压Kd,经历从关状态下的高值到开状态下的基本上为零的 低值的S形过渡。同时，从零开始，第一阶导数clKd,/化首先示出基本上线性减小，其后面是 返回零的基本上线性增加。在第二阶导数dVd,/化2中，具有基本上恒定负值的部分对应于 第一阶导数clKd,/化的基本上线性减小的部分，并且具有基本上恒定为正的部分对应于基 本上线性增加的部分clKd,/化。然而，如图1中所示的信号过程是理想化的，并且在实际实 现中，实际信号过程可偏离此类理想化过程，其是Effl的潜在源。例如，此类偏差可由于负 载变化、温度变化、器件制造的不完美等而引起。
[0027] 为了解决潜在EMI的问题，可如上所述地修改被用于生成口信号的信号轮廓中的 一个或多个，例如目的是将第一阶导数clKd,/化和第二阶导数dVd,/化2保持在某些极限内 或者甚至在期望的目标值。一般地，更加限制性的限制可具有更好地抑制Effl的效果。另 一方面，更不限制性的限制可允许更快的开关时间和开关损耗的减少。因此，可能期望控制 第一阶导数和第二阶导数，目的是使与此类极限值的偏差最小化。该可W通过应用迭代学 习控制（ILC)算法来实现，如下面进一步解释的。
[002引图2示出了用于示意性地图示出根据实施例的器件100的功能的框图。
[0029] 如所示，采用器件100W便向开关器件10提供口信号I。。开关器件10可例如基 于功率M0S阳T或功率IGBT。开关器件10被示为驱动示例性负载20。特别地，可