用于栅极驱动电路的系统和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108336987A(43)申请公布日2018.07.27(21)申请号201810004638.0(22)申请日2018.01.03(30)优先权数据15/3974432017.01.03US(71)申请人通用电气公司地址美国纽约州(72)发明人R.拉马哈兰S.阿查亚H.彭M.哈夫曼托多罗维奇A.埃拉泽R.托马斯(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001代理人郑浩张金金(51)Int.Cl.H03K17/51(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图5页(54)发明名称用于栅极驱动电路的系统和方法(57)摘要本文中提供的系统和方法涉及用于控制宽带隙半导体开关的操作的栅极驱动电路。系统和方法接收控制信号，并且配置操作信号，操作信号配置成激活宽带隙开关（WBG开关）。操作信号的轮廓基于第一和第二整形电路的电特性。系统和方法还输送操作信号到WBG开关。CN108336987ACN108336987A权利要求书1/1页1.一种栅极驱动系统，包括：宽带隙开关（WBG开关）；控制开关，以传导方式耦合到所述WBG开关的栅极端子和控制端子，其中所述WGB开关和所述控制开关配置成具有共同阈值电压；以及第一和第二整形电路，以传导方式耦合到所述控制开关和所述WBG开关的所述栅极端子，其中所述第一和第二整形电路和所述控制开关配置成定义操作信号，所述操作信号配置成激活所述WBG开关，所述操作信号的轮廓基于所述第一和第二整形电路的电特性。2.如权利要求1所述的栅极驱动系统，其中所述操作信号由三个整形阶段形成，第一整形阶段由所述第一和第二整形电路的所述电特性定义，第二整形阶段由所述控制开关和所述第二整形电路的所述电特性定义，并且第三整形阶段由所述控制开关定义。3.如权利要求2所述的栅极驱动系统，其中在所述第二整形阶段期间，所述控制开关配置成在米勒平坦区内操作。4.如权利要求2所述的栅极驱动系统，其中所述第二整形电路包含与电阻器并联配置的电容器，所述电阻器的电阻配置成定义所述第二整形阶段的上升曲线。5.如权利要求2所述的栅极驱动系统，其中所述控制开关配置成在所述第三整形阶段期间钳位所述操作信号的电压。6.如权利要求2所述的栅极驱动系统，其中所述第二整形阶段的电特性配置成在米勒平坦区内操作所述WBG开关。7.如权利要求1所述的栅极驱动系统，所述控制开关的栅极端子以传导方式耦合到电压源。8.如权利要求7所述的栅极驱动系统，其中所述电压源是二极管、电容器或控制信号。9.如权利要求1所述的栅极驱动系统，其中所述第一和第二整形电路配置成具有共同温度系数。10.如权利要求1所述的栅极驱动系统，还包括以传导方式耦合到所述WBG开关的栅极端子和所述控制开关的停闭电路，其中所述停闭电路配置成钳位所述栅极端子。2CN108336987A说明书1/9页用于栅极驱动电路的系统和方法技术领域[0001]本文中描述的主题的实施例涉及用于控制宽带隙半导体开关的操作的栅极驱动电路。背景技术[0002]宽带隙半导体开关可相对于常规半导体被用作用于在更高频率和温度操作的高电压半导体的功率端子的电子开关。宽带隙半导体开关具有低阈值电压和高饱和速率，导致相对于常规半导体在ON与OFF状态之间相对快的转变。常规栅极驱动电路只利用辅助开关控制宽带隙半导体开关的激活和钳位（clamp）。常规栅极驱动电路不控制栅极的上升率，而只是激活产生的电压尖峰和/或振荡（例如，振铃）。因此，存在对于用来通过米勒平坦区域操作宽带隙半导体开关的栅极驱动电路的需要。发明内容[0003]在实施例中，提供了一种系统（例如，栅极驱动系统）。系统包含宽带隙开关（WGB开关）和以传导方式耦合到WGB开关的栅极端子和控制端子的控制开关。WBG开关和控制开关配置成具有共同阈值电压。系统还包含以传导方式耦合到控制开关和WBG开关的栅极端子的第一和第二整形电路。第一和第二整形电路和控制开关配置成定义操作信号。操作信号配置成激活WBG开关。操作信号包含基于第一和第二整形电路的电特性的轮廓。[0004]在实施例中，提供了一种方法。方法包含接收控制信号和配置操作信号，操作信号配置成激活宽带隙开关（WBG开关）。操作信号的轮廓基于第一和第二整形电路的电特性。方法还包含输送操作信号到WBG开关。[0005]在实施例中，提供了一种系统（例如，栅极驱动系统）。系统包含宽带隙开关（WGB开关）和以传导方式耦合到WGB开关的栅极端子和控制端子的控制开关。WBG开关和控制开关配置成具有共同激活阈值。控制开关具有以传导方式耦合到电压源的栅极端子。电压源是二极管、电容器或控制信号。系统还包含以传导方式耦合到控制开关和WBG开关的栅极端子的第一和第二整形电路。第一和第