阅读说明：本技术 一种用于功率半导体器件的驱动装置 (Driving device for power semiconductor device ) 是由 谢舜蒙 魏海山 杨乐乐 欧阳柳 田伟 马龙昌 唐威 于 2018-08-01 设计创作，主要内容包括：一种用于功率半导体器件的驱动装置,包括：功率放大电路,用于向所述功率半导体器件输出功率放大后的驱动信号,以控制所述功率半导体器件的运行状态；短路检测电路,用于检测所述功率放大电路的短路状态,并根据短路状态生成相应的短路状态信号；控制电路,用于根据所述短路状态信号和接收到的驱动信号生成相应的控制信号；其中,当短路状态信号为表征所述功率放大电路短路的信号时,所述控制电路配置为控制所述功率放大电路将自身输出的信号的电平变为零。本装置能够快速、准确地识别功率放大电路是否发生短路,并在功率放大电路发生短路的情况下进行相应的保护动作。(A driving apparatus for a power semiconductor device, comprising: the power amplifying circuit is used for outputting a drive signal after power amplification to the power semiconductor device so as to control the running state of the power semiconductor device; the short circuit detection circuit is used for detecting the short circuit state of the power amplification circuit and generating a corresponding short circuit state signal according to the short circuit state; the control circuit is used for generating a corresponding control signal according to the short-circuit state signal and the received driving signal; when the short-circuit state signal is a signal representing the short circuit of the power amplification circuit, the control circuit is configured to control the power amplification circuit to change the level of the signal output by the power amplification circuit to zero. The device can quickly and accurately identify whether the power amplification circuit is short-circuited or not, and performs corresponding protection action under the condition that the power amplification circuit is short-circuited.)

一种用于功率半导体器件的驱动装置

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体地说，涉及一种用于功率半导体器件的驱动装置。

背景技术

功率半导体器件需要匹配的驱动来进行开关控制，以此实现弱电控制信号与强电之间的转换。目前，与功率半导体器件驱动保护相关的研究主要集中于功率半导体器件异常工况保护，大多数都集中在系统发生短路工况时如何保证功率半导体器件不失效。然而，实际应用中，因为异常工况和器件退化，功率半导体器件不可避免地会发生失效，工程应用表明失效功率半导体器件与驱动功率放大级直接连接的控制端一般会表现为短路模式。

当功率半导体器件因为异常工况或者退化发生失效时，主要表现为三种情况：其一，对与功率半导体器件驱动功率放大级连接的控制端无影响；其二，该控制端表现为开路状态；其三、该控制端表现为短路状态。前面两种状态不会对驱动功率放大级带来影响，而第三种状态则会导致功率放大级持续过载，从而引起驱动功率放大级失效和故障扩大。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种用于功率半导体器件的驱动装置，所述装置包括：

功率放大电路，其与功率半导体器件连接，用于向所述功率半导体器件输出功率放大后的驱动信号，以控制所述功率半导体器件的运行状态；

短路检测电路，其与功率放大电路连接，用于检测所述功率放大电路的短路状态，并根据短路状态生成相应的短路状态信号；

控制电路，其与所述短路检测电路连接，用于根据所述短路状态信号和接收到的驱动信号生成相应的控制信号，以通过所述控制信号控制所述功率放大电路的运行状态，从而使得所述功率放大电路生成并输出功率放大后的驱动信号；

其中，当短路状态信号为表征所述功率放大电路短路的信号时，所述控制电路配置为控制所述功率放大电路将自身输出的信号的电平变为零。

根据本发明的一个实施例，所述装置还包括：

故障锁定复位电路，其连接在所述短路检测电路和控制电路之间，用于根据所述短路状态信号生成相应的故障信号，其中，所述故障信号中表征所述功率放大电路处于短路状态的时长大于所述短路状态信号中表征所述功率放大电路处于短路状态的时长；

所述控制电路配置为根据所述故障信号和驱动信号生成所述控制信号。

根据本发明的一个实施例，所述短路检测电路与所述功率放大电路的电源输入端或整个装置的供电电源连接，用于检测所述功率放大电路的电源输入端或是整个装置的供电电源是否发生欠压，如果是，则将所述短路状态信号的电平由表征未发生短路的第一电平调整为表征发生短路的第二电平。

根据本发明的一个实施例，所述短路检测电路与所述功率放大电路的输出端连接，用于检测所述功率放大电路的输出端是否发生欠压，如果是，则将所述短路状态信号的电平由表征未发生短路的第一电平调整为表征发生短路的第二电平。

根据本发明的一个实施例，当所述短路状态信号的电平由表征未发生短路的第一电平变为表征发生短路的第二电平时，所述故障锁定复位电路配置为将所述故障信号的电平由表征未发生短路的第三电平调整为表征发生短路的第四电平；

当所述短路状态信号的电平由表征发生短路的第二电平变为表征未发生短路的第一电平时，所述故障锁定复位电路配置为将所述故障信号的电平保持在所述第四电平预设时长后调整为所述第三电平。

根据本发明的一个实施例，当所述故障信号为表征所述功率放大电路未短路的信号时，

如果所述驱动信号的电平为第五电平，所述控制电路配置为控制所述功率放大电路将自身输出端与自身电源正极之间的电连接导通；

如果所述驱动信号的电平为第六电平，所述控制电路配置为控制所述功率放大电路将自身输出端与自身电源负极之间的电连接导通。

根据本发明的一个实施例，所述控制电路所生成的控制信号包括第一控制分量、第二控制分量和第三控制分量，其中，

当所述故障信号为表征所述功率放大电路未短路的信号时，所述功率放大电路配置为根据所述第一控制分量和第二控制分量将自身输出端与自身电源正极或电源负极之间的电连接导通，并根据所述第三控制分量将自身输出端与基准地之间的电连接断开；

当所述故障信号为表征所述功率放大电路短路的信号时，所述功率放大电路配置为根据所述第三控制分量将自身输出端与基准地之间的电连接导通，并将自身输出端与自身电源正极和电源负极之间的电连接断开。

根据本发明的一个实施例，所述功率放大电路包括：开通功率放大模块、关断功率放大模块和保护功率放大模块，所述开通功率放大模块、关断功率放大模块和保护功率放大模块的控制信号输入端分别与所述控制电路的不同端口对应连接，输出端共连形成所述功率放大电路的输出端，其中，

所述开通功率放大模块用于在所述第一控制分量的控制下将功率放大电路电源的电源正极与自身输出端之间的电连接导通或断开；

所述关断功率放大模块用于在所述第二控制分量的控制下将功率放大电路电源的电源负极与自身输出端之间的电连接导通或断开；

所述保护功率放大模块用于在所述第三控制分量的控制下将基准地与自身输出端之间的电连接导通或断开。

根据本发明的一个实施例，当所述故障信号的电平为表征所述功率放大电路处于未短路状态的电平时，所述开通功率放大模块和关断功率放大模块的导通/关断状态相反；

当所述故障信号的电平为表征所述功率放大电路处于短路状态的电平时，所述开通功率放大模块和关断功率放大模块均处于关断状态。

根据本发明的一个实施例，所述开通功率放大模块、关断功率放大模块和保护功率放大模块均采用MOS管电路来实现。

本发明所提供的用于功率半导体器件的驱动装置能够快速、准确地识别功率放大电路是否发生短路，并在功率放大电路发生短路的情况下进行相应的保护动作。该驱动装置能够有效地降低误操作或是功率半导体器件实现而引起的功率放大级过载失效、电源过载失效的问题，从而避免故障扩大，这样有助于大幅度提升功率半导体器件驱动的可靠性和系统的可靠性。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1是根据本发明一个实施例的功率半导体器件的驱动装置的应用框图；

图2是根据本发明一个实施例的功率半导体器件的驱动装置的结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的短路检测电路进行短路检测的原理图；

图4是根据本发明另一个实施例的短路检测电路进行短路检测的原理图；

图5是根据本发明一个实施例的故障锁定复位电路的输出信号示意图；

图6是根据本发明另一个实施例的功率半导体器件的驱动装置的结构示意图；

图7是根据本发明一个实施例的功率放大电路的结构示意图；

图8是根据本发明一个实施例的开通功率放大模块的连接关系示意图；

图9是根据本发明一个实施例的关断功率放大模块的连接关系示意图；

图10是根据本发明一个实施例的保护功率放大模块的连接关系示意图；

图11是根据本发明一个实施例的功率半导体器件的驱动装置的时序图；

图12是根据本发明另一个实施例的功率半导体器件的驱动装置的时序图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。

针对现有技术中所存在的问题，本发明提供了一种新的用于功率半导体器件的驱动装置，该装置能够实现对功率半导体器件的放大级短路检测以及保护。其中，图1示出了本实施例所提供的驱动装置的应用框图，图2示出了本实施例中该驱动装置的结构示意图，以下结合图1和图2来对该驱动装置的原理、结构以及优点作进一步的说明。

如图1所示，本实施例所提供的功率半导体器件的驱动装置101与功率半导体器件102连接，其电源端分别连接至外部电源模块的电源正极、电源负极以及基准地，该驱动装置101能够对接收到的驱动信号进行功率放大，并将功率放大后的驱动信号传输至与之连接的功率半导体器件102，以控制功率半导体器件102的运行。

具体地，如图2所示，本实施例中，驱动装置101优选地包括：功率放大电路201、短路检测电路202、故障锁定复位电路203以及控制电路204。其中，短路检测电路202与功率放大电路201连接，其能够检测功率放大电路的短路状态，并根据短路状态来生相应的短路状态信号。

本实施例中，短路检测电路202优选地与功率放大电路201的电源输入端连接，其能够通过检测功率放大电路201的电源输入端是否发生欠压。其中，如果发生欠压，短路检测电路202则会将短路状态信号的电平由表征未发生短路的第一电平调整为表征发生短路的第二电平。

如图3所示，当功率放大电路201发生短路时，其电源输入端的电压将会被拉低。因此短路检测电路202也就可以通过判断功率放大电路201的电源输入端的正电压是否小于预设正电压阈值以及电源输入端的负电压是否大于预设负电压阈值来确定功率放大电路201是否发生欠压。其中，如果功率放大电路201的电源输入端的正电压小于预设正电压阈值或是电源输入端的负电压大于预设负电压阈值，那么此时短路检测电路202也就会判定此时功率放大电路201的电源输入端发生欠压，从而将短路状态信号的电平由表征未发生短路的高电平(即第一电平)调整为表征发生短路的低电平(即第二电平)。

当然，在本发明的其他实施例中，根据实际需要，短路检测电路202还可以采用其他合理方式来检测功率放大电路201是否发生短路，本发明不限于此。例如，在本发明的一个实施例中，短路检测电路202还可以利用功率放大电路201的输出端电压来判断功率放大电路201是否发生短路，此时短路检测电路202将会与功率放大电路201的输出端连接，其能够检测功率放大电路201的输出端是否发生欠压。如果功率放大电路201的输出端发生欠压，那么短路检测电路202同样会将短路状态信号的电平由表征未发生短路的第一电平调整为表征发生短路的第二电平。

如图4所示，如果功率半导体器件102为MOS管，那么功率放大电路201所输出的功率放大后的驱动信号将为方波信号。而当功率放大电路201发生短路时，其输出端的电压将会限位在与基准地GND_REF相同。因此短路检测电路202也就可以通过判断功率放大电路201的输出端电压是否处于预设的正电压阈值与负电压阈值之间来确定功率放大电路201是否发生短路。其中，如果功率放大电路201的输出端电压在一定时长(该时长可以根据实际需要配置为不同的合理值)内持续处于预设的正电压阈值与负电压阈值之间，那么此时短路检测电路202也就会判定此时功率放大电路201发生短路，从而将短路状态信号的电平由表征未发生短路的高电平(即第一电平)调整为表征发生短路的低电平(即第二电平)。

本实施例中，如图4所示，为了保证正常的开关暂态过程不会误触发，短路检测电路202优选地设定了故障检测滤波时长。其中，故障检测滤波时长优选地大于远大于正常过渡时长，而为了正常过渡期间不出现误触发的问题，本实施例中，故障检测时长优选地配置为正常过渡时长的3倍。当然，在本发明的其他实施例中，根据实际情况，故障检测时长还可以配置为其他远大于正常过渡时长的取值。

需要指出的是，图4示出了低电平状态发生短路和高电平状态发生短路的波形图。而在实际应用中低电平短路和高电平短路不会同时发生，因为一旦发生短路，功率放大级的输出电压OUT将会因为短路而维持在基准地GND_REF，如果该功率放大级未复位，那么即使短路释放了，功率放大级的输出电压OUT也会因为保护功率放大电路动作而维持在基准地GND_REF。

同时，还需要指出的是，在本发明的不同实施例中，根据实际应用情况，上述第一电平和第二电平的具体取值可以配置为不同的合理值，本发明并不对上述第一电平和第二电平的具体取值进行限定。同时，在本发明的其他实施例中，根据控制电路以及故障锁定复位电路的控制逻辑，还可以将第一电平配置为相对较低的电平，而将第二电平配置为相对较高的电平，只要能够通过电平的转换反映出功率放大电路201的不同状态即可。

再次如图2所示，本实施例中，故障锁定复位电路203连接在短路检测电路202和控制电路204之间，其能够根据短路检测电路202所传输来的短路状态信号生成相应的故障信号。其中，故障锁定复位电路203所生成的故障信号中表征功率放大电路处于短路状态的时长大于短路状态信号中表征功率放大电路处于短路状态的时长。而控制电路204则能根据故障锁定复位电路203所传输来的故障信号以及自身接收到的驱动信号生成相应的控制信号，从而通过该控制信号来控制功率放大电路201生成并输出相应的功率放大后的驱动信号。

本实施例中，当故障信号为表征所述功率放大电路短路的信号时，所述控制电路配置为控制所述功率放大电路将自身输出的信号的电平变为零。

具体地，如图5所示，本实施例中，当短路检测电路202所传输来的短路状态信号的电平由表征未发生短路的第一电平(例如高电平)变为表征发生短路的第二电平(例如低电平)时，故障锁定复位电路203则会将故障信号的电平由表征未发生短路的第三电平(例如高电平)调整为表征发生短路的第四电平(例如低电平)。

此外，当功率放大电路201的短路故障消除后，短路检测电路202所传输来的短路状态信号的电平会由表征发生短路的第二电平(例如低电平)变为表征未发生短路的第一电平(例如高电平)，此时故障锁定复位电路203则会将故障信号的电平保持在第四电平(例如低电平)预设时长(即定时复位时长)后调整为第三电平(例如高电平)。

需要指出的是，对于如图2所示的通过电源电压来判断功率放大电路201是否短路的方法，如果该装置不包含故障锁定复位电路203，那么一旦功率放大电路201将自身输出的信号电平置为零，通过电源电压的短路检测电路202则会立即复位，功率放大电路201将会根据驱动信号输出置为正常开关状态，功率放大级立即又进入短路状态，如此往复。这样也就使得功率放大级会存在大量的热积累，从而导致失效。

而对于通过功率放大级输出电压来判断功率放大电路201是否短路的方法，如图6所示，该装置则可以不包含故障锁定复位电路203。因为一旦短路检测电路检测到故障，功率放大电路201会将自身输出的信号电平置为零，短路检测电路202、控制电路204和功率放大电路201会形成锁定回路，以保持功率放大输出为零电平。

需要指出的是，在本发明的不同实施例中，上述第三电平、第四电平以及预设时长的具体取值可以根据实际需要配置为不同的合理值，本发明并不对上述第三电平、第四电平以及预设时长的具体取值进行限定。

当然，在本发明的其他实施例中，该装置还可以结合功率放大电路201的电源输入端以及输出端电压来判断功率放大电路201是否发生短路。

再次如图2所示，本实施例中，控制电路204能根据故障锁定复位电路203所传输来的故障信号以及自身接收到的驱动信号生成相应的控制信号，从而通过该控制信号来控制功率放大电路201生成并输出相应的功率放大后的驱动信号。

本实施例中，当故障锁定复位电路203所传输来的故障信号为表征功率放大电路201未短路时的信号(即故障信号为的电平为第一电平)，那么如果驱动信号的电平为第四电平，此时控制电路204则配置为利用控制信号控制功率放大电路201将自身输出端与自身电源正极之间的电连接导通；而如果驱动信号的电平为第五电平，此时控制电路204则配置为利用控制信号控制功率放大电路201将自身输出端与自身电源负极之间的电连接导通。

具体地，本实施例中，控制电路204所生成的控制信号包括三路分量，即第一控制分量、第二控制分量和第三控制分量。其中，当故障信号为表征功率放大电路未短路的信号时，功率放大电路201配置为根据控制电路204所传输来的第一控制分量和第二控制分量将自身输出端与自身电源正极或电源负极之间的电连接导通，并根据上述第三控制分量将自身输出端与基准地之间的电连接断开。

而当故障信号为表征功率放大电路201短路的信号时，功率放大电路201则配置为根据控制电路204所传输来的第三控制分量将自身输出端与基准地之间的电连接导通，并将自身输出端与自身电源正极和电源负极之间的电连接断开。

具体地，如图7所示，本实施例中，功率放大电路包括：开通功率放大模块201a、关断功率放大模块201b和保护功率放大模块201c。其中，开通功率放大模块201a、关断功率放大模块201b和保护功率放大模块201c的控制信号输入端分别与控制电路204的不同端口对应连接，三者的输出端共连形成功率放大电路201的输出端。

开通功率放大模块201a用于在第一控制分量的控制下将自身功率输入端与输出端之间的电连接导通或断开；关断功率放大模块201b用于在第二控制分量的控制下将自身功率输入端与输出端之间的电连接导通或断开；保护功率放大模块201c用于在第三控制分量的控制下将自身功率输入端与输出端之间的电连接导通或断开。

例如，开通功率放大模块201a和关断功率放大模块201b的功率输入端可以分别与功率放大电路电源的电源正极和电源负极连接，而保护功率放大模块201c的功率输入端与基准地连接。

开通功率放大模块201a在第一控制分量的控制下将自身输出端与自身功率输入端之间的电连接导通或断开，进而将自身输出端与功率放大电路电源的正极之间的电连接导通或断开。

关断功率放大模块201b在第二控制分量的控制下将自身输出端与自身功率输入端之间的电连接导通或断开，进而将自身输出端与功率放大电路电源的负极之间的电连接导通或断开。

而保护功率放大模块201c在第三控制分量的控制下将自身输出端与自身功率输入端之间的电连接导通或断开，进而将自身输出端与基准地之间的电连接导通或断开。

本实施例中，当故障锁定复位电路203所输出的故障信号的电平为表征功率放大电路201处于未短路状态的电平(例如第三电平)时，开通功率放大模块201a和关断功率放大模块201b的导通/关断状态相反。即，在同一时刻，开通功率放大模块201a和关断功率放大模块201b中的一个处于导通状态的话，那么另一个则会处于关断状态。

而当故障锁定复位电路203所输出的故障信号的电平为表征功率放大电路201处于短路状态的电平(例如第四电平)时，开通功率放大模块201a和关断功率放大模块201b则会分别在第一控制分量和第二控制分量的控制下均处于关断状态。

本实施例中，开通功率放大模块201a、关断功率放大模块201b和保护功率放大模块201c均采用MOS管电路来实现。例如，如图8所示，开通功率放大模块201a可以采用P沟道MOS管来实现。其中，该P沟道MOS管的门极G作为开通功率放大模块201a的控制端口与控制电路204连接，源极S作为开通功率放大模块201a的功率输入端与功率放大电路的电源正极(例如+15V)连接，漏极D则作为开通功率放大模块201a的输出端。

如图9所示，关断功率放大模块201b则可以采用N沟道MOS管来实现。其中，该N沟道MOS管的门极G作为关断功率放大模块201b的控制端口与控制电路204连接，源极S作为关断功率放大模块201b的功率输入端与功率放大电路的电源负极(例如-15V)连接，漏极D则作为关断功率放大模块201b的输出端。

如图10所示，保护功率放大模块201c同样可以采用N沟道MOS管来实现。其中，该N沟道MOS管的门极G作为保护功率放大模块201c的控制端口与控制电路204连接，源极S作为保护功率放大模块201c的功率输入端与基准地连接，漏极D串联一个二极管D1，二极管D1的阴极与N沟道的MOS管的漏极D相连，二极管D1的阳极作为保护功率放大模块201c的输出端。本实施例中，二极管D1能够避免关断功率放大模块201b闭合而保护功率放大模块201c关断时保护功率放大模块201c的寄生反并联二极管将功率输入端与功率放大电路的电源负极与基准地短路。

当然，在本发明的其他实施例中，根据实际需要，开通功率放大模块201a、关断功率放大模块201b和/或保护功率放大模块201c还可以采用其他合理的器件来实现，本发明不限于此。

为了更加清楚地阐述本实施例所提供的驱动装置的工作原理，以下以图10所示的时序图为例来作进一步的说明。

如图11所示，在t1-t2区间内，故障信号为表征功率放大电路201未短路的高电平信号，此时驱动信号为高电平(例如+15V)，即表示此时整个驱动装置所输出的功率放大后的驱动信号也同样应当为一高电平信号(例如+15V)。第一控制分量为一低电平信号(例如0V)，即输出至导通功率放大模块201a中P沟道MOS管门极G的电平为一低电平信号(例如0V)。由于导通功率放大模块201a中P沟道MOS管源极S所连接的为功率放大电路的电源正极，因此这也就使得该P沟道MOS管的门极G与源极S之间的电压(例如-15V)达到其工作电压，此时P沟道MOS管的源极S与漏极D之间的电连接将导通，这样也就使得导通功率放大模块201a的输出信号的电平为功率放大电路的电源正极的电平。

在t1-t2区间内，第二控制分量同样为一低电平信号(例如-15V)，即输出至关断功率放大模块201b中N沟道MOS管门极G的电平为一低电平信号(例如-15V)。由于关断功率放大模块201a中N沟道MOS管源极S所连接的为功率放大电路的电源负极(例如-15V)，这也就使得该N沟道MOS管的门极G与源极S之间的电压(例如0V)保持在开通阈值以下，该N沟道MOS管的源极S与漏极D之间的电连接将保持断开。

在t1-t2区间内，第三控制分量同样为一低电平信号(例如0V)，即输出至保护功率放大模块201c中N沟道MOS管门极G的电平为一低电平信号(例如0V)。由于关断功率放大模块201a中N沟道MOS管源极S所连接的为基准地，这也就使得该N沟道MOS管的门极G与源极S之间的电压(例如0V)保持在开通阈值以下，该N沟道MOS管的源极S与漏极D之间的电连接将保持断开。

综上可以看出，在t1-t2区间内，功率放大电路201输出信号的电平即为功率放大电路的电源正极的电平(例如+15V)。

类似地，如图11所示，在t2-t3区间内，故障信号为表征功率放大电路201未短路的高电平，此时驱动信号为低电平(例如0V)，即表示此时整个驱动装置所输出的功率放大后的驱动信号也同样应当为一低电平信号(例如-15V)。

在t2-t3区间内，第一控制分量为一高电平信号(例如+15V)，即输出至导通功率放大模块201a中P沟道MOS管门极G的电平为一高电平信号(例如+15V)。由于导通功率放大模块201a中P沟道MOS管源极S所连接的为功率放大电路的电源正极(例如+15V)，因此这也就使得该P沟道MOS管的门极G与源极S之间的电压(例如0V)将无法达到其工作电压，此时P沟道MOS管的源极S与漏极D之间的电连接将断开。

在t2-t3区间内，第二控制分量同样为一高电平信号(例如0V)，即输出至关断功率放大模块201b中N沟道MOS管门极G的电平为一高电平信号(例如0V)。由于关断功率放大模块201a中N沟道MOS管源极S所连接的为功率放大电路的电源负极(例如-15V)，这也就使得该N沟道MOS管的门极G与源极S之间的电压(例如+15V)将达到其工作电压，该N沟道MOS管的源极S与漏极D之间的电连接将导通，这样也就使得关断功率放大模块201b的输出信号的电平为功率放大电路的电源负极的电平(例如-15V)。

在t2-t3区间内，第三控制分量仍未为一低电平信号(例如0V)，即输出至保护功率放大模块201c中N沟道MOS管门极G的电平为一低电平信号(例如0V)。由于关断功率放大模块201a中N沟道MOS管源极S所连接的为基准地，这也就使得该N沟道MOS管的门极G与源极S之间的电压将无法达到其工作电压，该N沟道MOS管的源极S与漏极D之间的电连接将保持断开。

综上可以看出，在t2-t3区间内，功率放大电路201输出信号的电平即为功率放大电路的电源负极的电平(例如-15V)。

在t2-t3区间内，各个控制分量以及对应功率放大模块的状态与上述t1-t2区间相同，在此不再赘述。

在t3-t4区间内，由于此时故障信号为表征功率放大电路201短路的低电平信号(例如0V)，因此此时也就需要进行输出短路保护。控制电路所输出的第一控制分量将为一高点平信号，即输出至导通功率放大模块201a中P沟道MOS管门极G的电平为一高电平信号(例如+15V)。由于导通功率放大模块201a中P沟道MOS管源极S所连接的为功率放大电路的电源正极(例如+15V)，因此这也就使得该P沟道MOS管的门极G与源极S之间的电压(例如0V)将无法达到其工作电压，此时P沟道MOS管的源极S与漏极D之间的电连接将断开。

在t3-t4区间内，第二控制分量为一低电平信号(例如-15V)，即输出至关断功率放大模块201b中N沟道MOS管门极G的电平为一低电平信号(例如-15V)。由于关断功率放大模块201a中N沟道MOS管源极S所连接的为功率放大电路的电源负极(例如-15V)，这也就使得该N沟道MOS管的门极G与源极S之间的电压将无法达到其工作电压，该N沟道MOS管的源极S与漏极D之间的电连接将保持断开。

在t3-t4区间内，第三控制分量则为一高电平信号(例如+15V)，即输出至保护功率放大模块201c中N沟道MOS管门极G的电平为一高电平信号(例如+15V)。由于关断功率放大模块201a中N沟道MOS管源极S所连接的为基准地，这也就使得该N沟道MOS管的门极G与源极S之间的电压将达到其工作电压，该N沟道MOS管的源极S与漏极D之间的电连接将导通，这样也就使得整个功率放大电路的输出端与基准地之间的电连接导通。

在本发明的其他实施例中，如图6所示的采用检测功率放大级输出电压来判断是否发生短路的方法的时序图如图12所示，其原理与上述图11所示的内容类似，故在此不再对该部分内容进行赘述。

当功率放大电路的输出端与基准地电连接时，功率放大电路与基准地之间也就不存在电压，因此功率放大电路也就不会存在功率消耗，这样也就可以避免功率放大级因为功耗过高而导致功率放大级失效，同时也可以消除功率放大电路短路而引起的电源过载和故障扩大的危险。

从上述描述中可以看出，本发明所提供的用于功率半导体器件的驱动装置能够快速、准确地识别功率放大电路是否发生短路，并在功率放大电路发生短路的情况下进行相应的保护动作。该驱动装置能够有效地降低误操作或是功率半导体器件实现而引起的功率放大级过载失效、电源过载失效的问题，从而避免故障扩大，这样有助于大幅度提升功率半导体器件驱动的可靠性和系统的可靠性。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构或处理步骤，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

虽然上述示例用于说明本发明在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本发明由所附的权利要求书来限定。