本发明专利技术公开了一种eGaN HEMT混合型驱动电路，包括驱动电压源Udri、开通驱动电路和关断驱动电路。此外，本发明专利技术还公开了控制eGaN HEMT混合型驱动电路的方法。本发明专利技术能够抑制密勒平台期间驱动电流的振荡和尖峰，缓解EMI问题；本发明专利技术能够实现eGaN HEMT的高速开关；本发明专利技术能够降低驱动损耗。
An eGaN HEMT Hybrid Driving Circuit and Its Control Method
【技术实现步骤摘要】
一种eGaNHEMT混合型驱动电路及控制方法
本专利技术涉及适用于eGaNHEMT的驱动电路，特别是涉及一种eGaNHEMT混合型驱动电路及控制方法。
技术介绍
近几年，由于其优越的电气性能，eGaNHEMT受到了越来越广泛的关注，将其应用在功率变换系统中有望显著提高系统的效率，降低体积和重量。和传统Si器件相比，eGaNHEMT具有更低的导通电阻、更快的开关速度和更高的开关频率，因此具有非常广阔的应用前景。驱动电路是连接功率器件和具体功能电路的桥梁，为了充分发挥功率器件的性能，优良可靠的驱动电路必不可少。然而，现有技术中eGaNHEMT的驱动电路往往存在EMI问题严重、无法对驱动电流进行控制、无法实现eGaNHEMT的高速开关等技术问题。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种eGaNHEMT混合型驱动电路及控制方法，能够解决现有技术中存在的上述技术问题。技术方案：本专利技术所述的eGaNHEMT混合型驱动电路，包括驱动电压源Udri、开通驱动电路和关断驱动电路；开通驱动电路包括开通驱动PMOS管Qdri_on，开通驱动PMOS管Qdri_on的源极连接驱动电压源Udri的正极，开通驱动PMOS管Qdri_on的漏极连接开通驱动二极管Don的阳极，开通驱动二极管Don的阴极连接开通电感饱和控制电路的输入端，开通电感饱和控制电路的输出端连接eGaNHEMT的栅极；关断驱动电路包括关断驱动NMOS管Qdri_off，关断驱动NMOS管Qdri_off的源极连接驱动电压源Udri的负极，关断驱动NMOS管Qdri_off的漏极连接关断驱动二极管Doff的阴极，关断驱动二极管Doff的阳极连接关断电感饱和控制电路的输入端，关断电感饱和控制电路的输出端连接eGaNHEMT的栅极。进一步，所述开通电感饱和控制电路包括第一开通电感Lon_1、第二开通电感Lon_2、开通磁芯Mon和开通直流电流源Ion_bias；其中，第一开通电感Lon_1的一端连接开通驱动二极管Don的阴极，第一开通电感Lon_1的另一端连接eGaNHEMT的栅极，第二开通电感Lon_2的两端分别与开通直流电流源Ion_bias的两端连接，第一开通电感Lon_1和第二开通电感Lon_2耦合绕制在开通磁芯Mon两侧。进一步，所述关断电感饱和控制电路包括第一关断电感Loff_1、第二关断电感Loff_2、关断磁芯Moff和关断直流电流源Ioff_bias；其中，第一关断电感Loff_1的一端连接关断驱动二极管Doff的阴极，第一关断电感Loff_1的另一端连接eGaNHEMT栅极，第二关断电感Loff_2的两端分别与关断直流电流源Ioff_bias的两端连接，第一关断电感Loff_1和第二关断电感Loff_2耦合绕制在关断磁芯Moff两侧。控制本专利技术所述的eGaNHEMT混合型驱动电路的方法，保持驱动电压源Udri处于工作状态，在eGaNHEMT开通前启动开通直流电流源Ion_bias，在eGaNHEMT进入密勒平台时关闭开通直流电流源Ion_bias。控制本专利技术所述的eGaNHEMT混合型驱动电路的方法，在eGaNHEMT关断前启动关断直流电流源Ioff_bias，在eGaNHEMT进入密勒平台时关闭关断直流电流源Ioff_bias。有益效果：本专利技术公开了一种eGaNHEMT混合型驱动电路及控制方法，与现有技术相比，具有如下的有益效果：1)本专利技术能够抑制密勒平台期间驱动电流的振荡和尖峰，缓解EMI问题；2)本专利技术能够实现eGaNHEMT的高速开关；3)本专利技术能够降低驱动损耗。附图说明图1为本专利技术具体实施方式中的电路图；图2为本专利技术具体实施方式中各开关管和电流源的波形时序图以及eGaNHEMT栅源电压示意图。具体实施方式本具体实施方式公开了一种eGaNHEMT混合型驱动电路，如图1所示，包括驱动电压源Udri、开通驱动电路和关断驱动电路；开通驱动电路包括开通驱动PMOS管Qdri_on，开通驱动PMOS管Qdri_on的源极连接驱动电压源Udri的正极，开通驱动PMOS管Qdri_on的漏极连接开通驱动二极管Don的阳极，开通驱动二极管Don的阴极连接开通电感饱和控制电路的输入端，开通电感饱和控制电路的输出端连接eGaNHEMT的栅极；关断驱动电路包括关断驱动NMOS管Qdri_off，关断驱动NMOS管Qdri_off的源极连接驱动电压源Udri的负极，关断驱动NMOS管Qdri_off的漏极连接关断驱动二极管Doff的阴极，关断驱动二极管Doff的阳极连接关断电感饱和控制电路的输入端，关断电感饱和控制电路的输出端连接eGaNHEMT的栅极。开通电感饱和控制电路包括第一开通电感Lon_1、第二开通电感Lon_2、开通磁芯Mon和开通直流电流源Ion_bias；其中，第一开通电感Lon_1的一端连接开通驱动二极管Don的阴极，第一开通电感Lon_1的另一端连接eGaNHEMT的栅极，第二开通电感Lon_2的两端分别与开通直流电流源Ion_bias的两端连接，第一开通电感Lon_1和第二开通电感Lon_2耦合绕制在开通磁芯Mon两侧。关断电感饱和控制电路包括第一关断电感Loff_1、第二关断电感Loff_2、关断磁芯Moff和关断直流电流源Ioff_bias；其中，第一关断电感Loff_1的一端连接关断驱动二极管Doff的阴极，第一关断电感Loff_1的另一端连接eGaNHEMT栅极，第二关断电感Loff_2的两端分别与关断直流电流源Ioff_bias的两端连接，第一关断电感Loff_1和第二关断电感Loff_2耦合绕制在关断磁芯Moff两侧。本具体实施方式还公开了控制eGaNHEMT混合型驱动电路的方法，保持驱动电压源Udri处于工作状态，在eGaNHEMT开通前启动开通直流电流源Ion_bias，在eGaNHEMT进入密勒平台时关闭开通直流电流源Ion_bias。本具体实施方式还公开了控制eGaNHEMT混合型驱动电路的另一种方法，在eGaNHEMT关断前启动关断直流电流源Ioff_bias，在eGaNHEMT进入密勒平台时关闭关断直流电流源Ioff_bias。下面介绍一下本电路的原理。保持驱动电压源Udri处于工作状态，在eGaNHEMT开通前，开通直流电流源Ion_bias启动，输出直流电，使第二开通电感Lon_2饱和，并且通过开通磁芯Mon耦合至第一开通电感Lon_1，使其同样饱和，等效于一根导线，开通驱动PMOS管Qdri_on和开通驱动二极管Don导通，驱动电压源Udri加在eGaNHEMT的栅源两端，为eGaNHEMT的栅源电容充入电荷，在eGaNHEMT进入密勒平台瞬间，关闭开通直流电流源，第一、第二开通电感恢复原本电感特性，第一开通电感Lon_1与eGaNHEMT的栅源电容谐振，eGaNHEMT的栅源电容继续充电直至第一开通电感Lon_1电流谐振至零，开通驱动二极管Don截止，eGaNHEMT开通过程结束；在eGaNHEMT关断前，关断开通驱动PMOS管Qdri_on，关断直流电流源Ioff_bias启动，输出直流电，使第二关断电感Loff_2饱和，并且通过关断磁芯Moff耦合至第一关断电感Loff_1，使其同样饱和，等本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种eGaN HEMT混合型驱动电路，其特征在于：包括驱动电压源Udri、开通驱动电路和关断驱动电路；开通驱动电路包括开通驱动PMOS管Qdri_on，开通驱动PMOS管Qdri_on的源极连接驱动电压源Udri的正极，开通驱动PMOS管Qdri_on的漏极连接开通驱动二极管Don的阳极，开通驱动二极管Don的阴极连接开通电感饱和控制电路的输入端，开通电感饱和控制电路的输出端连接eGaN HEMT的栅极；关断驱动电路包括关断驱动NMOS管Qdri_off，关断驱动NMOS管Qdri_off的源极连接驱动电压源Udri的负极，关断驱动NMOS管Qdri_off的漏极连接关断驱动二极管Doff的阴极，关断驱动二极管Doff的阳极连接关断电感饱和控制电路的输入端，关断电感饱和控制电路的输出端连接eGaN HEMT的栅极。
【技术特征摘要】
1.一种eGaNHEMT混合型驱动电路，其特征在于：包括驱动电压源Udri、开通驱动电路和关断驱动电路；开通驱动电路包括开通驱动PMOS管Qdri_on，开通驱动PMOS管Qdri_on的源极连接驱动电压源Udri的正极，开通驱动PMOS管Qdri_on的漏极连接开通驱动二极管Don的阳极，开通驱动二极管Don的阴极连接开通电感饱和控制电路的输入端，开通电感饱和控制电路的输出端连接eGaNHEMT的栅极；关断驱动电路包括关断驱动NMOS管Qdri_off，关断驱动NMOS管Qdri_off的源极连接驱动电压源Udri的负极，关断驱动NMOS管Qdri_off的漏极连接关断驱动二极管Doff的阴极，关断驱动二极管Doff的阳极连接关断电感饱和控制电路的输入端，关断电感饱和控制电路的输出端连接eGaNHEMT的栅极。2.根据权利要求1所述的eGaNHEMT混合型驱动电路，其特征在于：所述开通电感饱和控制电路包括第一开通电感Lon_1、第二开通电感Lon_2、开通磁芯Mon和开通直流电流源Ion_bias；其中，第一开通电感Lon_1的一端连接开通驱动二极管Don的阴极，第一开通电感Lon_1的另一端连接eGaNHEMT的栅极，第二开通电感Lon_2的...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭子和，秦海鸿，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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