一种氮化镓功率管的负压关断自举驱动电路.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114710057A(43)申请公布日2022.07.05(21)申请号202210378947.0(22)申请日2022.04.12(71)申请人东南大学地址210096江苏省南京市玄武区新街口街道四牌楼2号(72)发明人肖华锋周林伟(74)专利代理机构北京同辉知识产权代理事务所(普通合伙)11357专利代理师沈利芳(51)Int.Cl.H02M7/5387(2007.01)H02M1/088(2006.01)H03K19/017(2006.01)H03K19/003(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称一种氮化镓功率管的负压关断自举驱动电路(57)摘要本发明公开了一种氮化镓功率管的负压关断自举驱动电路，包括自举驱动芯片IC、自举电容、开通‑关断电阻和负压关断电路：自举驱动芯片IC通过自举电容实现对半桥拓扑中上管的驱动，导通电阻和关断电阻配置不同阻值以解耦米勒平台影响和驱动峰值过压，负压关断电路实现氮化镓功率管负压关断以提高驱动可靠性，且负压关断电路仅由电阻、电容、稳压管和二极管构成，结构简单、体积小、成本低。本发明能够改善低压氮化镓功率管导通电压阈值低导致的可靠性低问题，降低了对低压氮化镓功率管驱动回路布局结构的要求，保证了低压氮化镓功率管高可靠工作。CN114710057ACN114710057A权利要求书1/1页1.一种氮化镓功率管的负压关断自举驱动电路，特征在于：包括自举驱动芯片IC(1)、自举电容(2)、上管的开通‑关断电阻(3)、上管的负压关断电路(4)、下管的开通‑关断电阻(5)、下管的负压关断电路(6)。上一级隔离电路输出的PWM控制信号通过所述自举驱动芯片IC(1)的HI引脚和LI引脚输入；所述自举驱动芯片IC(1)的HB引脚和HS引脚连接在所述自举电容(2)两端；所述自举驱动芯片IC(1)的HS引脚连接到半桥电路中点；所述自举驱动芯片IC(1)的地电位VSS与半桥电路的电位连接；所述自举驱动芯片IC(1)的HOH和HOL引脚分别连接上管的开通电阻和关断电阻，LOH和LOL引脚分别连接下管的开通电阻和关断电阻；上管开通电阻的输出连接所述上管负压关断电路(4)中的储存负压的并联阻容结构，上管关断电阻的输出连接所述上管负压关断电路(4)中的反向抑制二极管；下管开通电阻的输出连接所述下管负压关断电路(6)中的储存负压的并联阻容结构，下管关断电阻的输出连接所述下管负压关断电路(6)中的反向抑制二极管；所述上管负压关断电路(4)中储存负压的并联阻容结构的输出端连接上管的门级，所述下管负压关断电路(6)中储存负压的并联阻容结构的输出端连接下管的门级；所述上管负压关断电路(4)中背靠背连接的稳压管并联在上管的门级两端，所述下管负压关断电路(6)中背靠背连接的稳压管并联在下管的门级两端。2.根据权利要求1所述的一种氮化镓功率管的负压关断自举驱动电路，其特征在于：氮化镓功率管门级导通电压最大值由并联在氮化镓功率管门级GS两端的稳压管决定。3.根据权利要求1所述的一种氮化镓功率管的负压关断自举驱动电路，其特征在于：氮化镓功率管负压关断电压值由所述自举驱动芯片IC电源电压和并联在氮化镓功率管门级GS两端的稳压管的额定稳压值决定，负压关断电压计算公式为：‑VCN＝VZP‑VCC其中VCC为自举驱动芯片IC电源电压，VCN为负压关断电路中并联阻容两端电压，VZP为并联在氮化镓功率管门级GS两端的稳压管的额定稳压值。4.根据权利要求1所述的一种氮化镓功率管的负压关断自举驱动电路，其特征在于：负压关断电路中的反向稳压二极管ZN限制负压驱动电压尖峰不超过氮化镓功率管负压阈值。5.根据权利要求1所述的一种氮化镓功率管的负压关断自举驱动电路，其特征在于：负压关断电路中反向抑制二极管Doff限制半桥电路中点HS电位或地VSS电位不稳对驱动回路的影响。6.权利要求1～5所述的电路在氮化镓功率管的应用。2CN114710057A说明书1/5页一种氮化镓功率管的负压关断自举驱动电路技术领域：[0001]本发明属于半导体器件技术领域，具体涉及一种氮化镓功率管的负压关断自举驱动电路。背景技术：[0002]随着光伏逆变器朝着小型化方向发展，对光伏逆变器的高效、高频和高功率密度提出了更高的要求，传统硅管的性能已不能满足市场的应用需求。20世纪90年代以后，在工作温度、击穿场强、工作电压等级、工作频率以及热传导效率等物理特性均优于传统硅管的宽禁带器件的迅速发展，使得光伏逆变器功率密度的进一步提高成为可能。[0003]氮化镓功率管工作频率的提高使得电路寄生参数的影响变大，寄生参数造成的驱动电压震荡会导致半桥结构的电路拓扑直通，因此，氮化镓功率管的驱动可靠稳定工作是功率变换