具备退饱和保护功能的SiC MOSFET栅驱动电路.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116015222A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202211593678.6(22)申请日2022.12.13(71)申请人江苏中科汉韵半导体有限公司地址221000江苏省徐州市徐州经济技术开发区创业路26号A-2厂房1F-2F(72)发明人陈珍海何宁业袁述王家琪(74)专利代理机构苏州国诚专利代理有限公司32293专利代理师韩凤(51)Int.Cl.H03F1/30(2006.01)H03F3/68(2006.01)H04B1/16(2006.01)权利要求书6页说明书16页附图6页(54)发明名称具备退饱和保护功能的SiCMOSFET栅驱动电路(57)摘要本发明涉及一种具备退饱和保护功能的SiCMOSFET栅驱动电路，包括输入接收电路、第一调制发送电路、高压隔离电路、第一接收放大电路、第一OOK解调电路、输出缓冲电路、第二OOK解调电路、第二接收放大电路、第二调制发送电路、高精度退饱和保护电路、第一OSC振荡器和第二OSC振荡器。本发明采用的高精度接收放大电路，采用多级级联结构提高小信号放大能力，另外可以调整共模电压大小，提高接收信号的识别精度和共模工作范围；OOK解调电路采用了多级比较器结构，以提高OOK信号解调精度；通过检测SiCMOSFET的VDS的电压变化斜率来判断VDS电压的状态是否在安全区间，可以动态监测VDS所有异常变化，提高Desat保护精度，最终大幅提高了栅驱动芯片的精度和可靠性。CN116015222ACN116015222A权利要求书1/6页1.具备退饱和保护功能的SiCMOSFET栅驱动电路，其特征是，包括输入接收电路(1)、第一调制发送电路(2)、第一高压隔离电路(11)、第一接收放大电路(6)、第一OOK解调电路(7)、输出缓冲电路(3)、第二OOK解调电路(4)、第二接收放大电路(5)、第二高压隔离电路(12)、第二调制发送电路(9)、高精度退饱和保护电路(8)、第一OSC振荡器(13)和第二OSC振荡器(10)；其中，所述输入接收电路(1)、第一调制发送电路(2)、输出缓冲电路(3)、第二OOK解调电路(4)、第二接收放大电路(5)、第一OSC振荡器(13)构成驱动电路发送端电路；所述第一接收放大电路(6)、第一OOK解调电路(7)、高精度退饱和保护电路(8)、第二调制发送电路(9)和第二OSC振荡器(10)构成驱动电路接收端电路；所述发送端电路内部所有电路的地电位均连接到发送端地电压Vgnd1，所述接收端电路内部所有电路的地电位均连接到接收端地电压Vgnd2；第一OSC振荡器(13)用于产生时钟CKd，第二OSC振荡器(10)用于产生时钟CKp；高压隔离电路用于将发送端电路和接收端电路隔离开；所述第一高压隔离电路(11)包括串联的正端发送电容Ctp和正端接收电容Crp，以及串联的负端发送电容Ctn和负端接收电容Crn；所述第二高压隔离电路(12)包括串联的正端发送电容Ctpp和正端接收电容Crpp，以及串联的负端发送电容Ctnp和负端接收电容Crnp；所述输入接收电路(1)连接外部的低电平逻辑输入数据IN，转换为输入数据Din，连接到第一调制发送电路(2)，第一调制发送电路(2)根据输入数据Din与时钟CKd调制得到数据通道差分发送数据TxP和TxN；数据通道差分发送数据TxP和TxN分别连接到正端发送电容Ctp左端和负端发送电容Ctn左端；正端发送电容Ctp右端和负端发送电容Ctn右端分别连接正端接收电容Crp左端和负端接收电容Crn左端，正端接收电容Crp右端和负端接收电容Crn右端产生数据通道差分接收数据RxP和RxN，连接到第一接收放大电路(6)；第一接收放大电路(6)将数据通道差分接收数据RxP和RxN处理得到4个发送数据差分信号Vo1p、Vo1n、Vo2p和Vo2n，连接到第一OOK解调电路(7)，经解调产生接收输出数据Dout；接收输出数据Dout最后输出到高精度退饱和保护电路(8)，高精度退饱和保护电路(8)还连接退饱和检测端口Desat和SiCMOSFET的漏极，高精度退饱和保护电路(8)结合接收输出数据Dout和Desat信号情况产生具有大驱动电流的输出驱动信号GO和错误信号Flt_out；错误信号Flt_out连接到第二调制发送电路(9)的输入数据端，所述第二调制发送电路(9)根据错误信号Flt_out的状态与时钟CKp调制得到保护通道差分发送数据TxPp和TxNp；保护通道差分发送数据TxPp和TxNp分别连接到正端发送电容Ctpp右端和负端发送电容Ctnp右端，正端发送电容Ctpp左端和负端发送电容Ctnp左端分别连接正端接收电容Crpp右端和负端接收电容Crnp右端，正端接收