栅极驱动电路制造技术

本发明专利技术提出一种栅极驱动电路，用以导通以及关断包括栅极端、漏极端以及耦接至参考节点的源极端的开关元件。栅极驱动电路包括控制器以及波形转换电路。控制器包括第一开关、第二开关以及第三开关。第一开关将高电压电平供电至第一节点，第二开关将低节点耦接至参考节点的低电压电平，第三开关将耦接至栅极端的第二节点耦接至低电压电平。当第一开关在启动过程中第一次导通时，第三开关为同时导通。波形转换电路包括第一电阻以及第一电容。第一电阻耦接于第一节点以及第二节点之间。第一电容耦接于第一节点以及第二节点之间。

【技术实现步骤摘要】
栅极驱动电路
本专利技术涉及用以驱动开关元件的栅极端的栅极驱动电路。
技术介绍
氮化镓元件与现存的硅元件相比极具潜力，且如预期地实际使用。标准的氮化镓场效晶体管为常开型(normally-on)元件，因此需要负电源将其关断。另一方面，常闭型氮化镓场效晶体管难以生产，而常闭型氮化镓场效晶体管具有临界电压，该临界电压与现存的硅金属氧化物半导体场效晶体管的临界电压相比非常低。这是常闭型氮化镓场效晶体管的第一个问题。再者，因常闭型氮化镓场效电晶耐压较低，当高电压施加于常闭型氮化镓场效晶体管的栅极端时，常闭型氮化镓场效晶体管很容易损毁，使得常闭型氮化镓场效晶体管无法采用一般的驱动集成电路来使用。这是常闭型形氮化镓场效晶体管的第二个问题。由于这两个问题，硅金属氧化物半导体场校晶体管(如，绝缘栅双极晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor,IGBT))的栅极驱动电路不能直接用来驱动常闭型氮化镓场效晶体管。也就是，常闭型氮化镓场效晶体管需要独特的栅极驱动电路。关于第一个问题，当将足够小于临界电压的电压(最好的方式是低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种栅极驱动电路，用以导通以及关断一开关元件，其中上述开关元件包括一栅极端、一漏极端以及耦接至一参考节点的一源极端，其中所述栅极驱动电路包括：/n一控制器，包括：/n一第一开关，将一高电压电平供电至一第一节点；/n一第二开关，将所述低节点耦接至所述参考节点的一低电压电平；以及/n一第三开关，将一第二节点耦接至所述低电压电平，其中所述第二节点耦接至所述栅极端，其中当所述第一开关在启动过程中第一次导通时，所述第三开关为同时导通；以及/n一波形转换电路，包括：/n一第一电阻，耦接于所述第一节点以及所述第二节点之间；以及/n一第一电容，耦接于所述第一节点以及所述第二节点之间。/n

【技术特征摘要】
20200122 US 62/964,381;20210113 US 17/148,0121.一种栅极驱动电路，用以导通以及关断一开关元件，其中上述开关元件包括一栅极端、一漏极端以及耦接至一参考节点的一源极端，其中所述栅极驱动电路包括：
一控制器，包括：
一第一开关，将一高电压电平供电至一第一节点；
一第二开关，将所述低节点耦接至所述参考节点的一低电压电平；以及
一第三开关，将一第二节点耦接至所述低电压电平，其中所述第二节点耦接至所述栅极端，其中当所述第一开关在启动过程中第一次导通时，所述第三开关为同时导通；以及
一波形转换电路，包括：
一第一电阻，耦接于所述第一节点以及所述第二节点之间；以及
一第一电容，耦接于所述第一节点以及所述第二节点之间。


2.如权利要求1所述的栅极驱动电路，其中在所述第一开关第一次导通之后，所述第三开关导通于所述第二开关导通之后，并且所述第三开关关断于所述第一开关导通之前。


3.如权利要求1所述的栅极驱动电路，其中在所述第一开关第一次导通之后，所述第一开关以及所述第三开关同时导通。


4.如权利要求1所述的栅极驱动电路，其中在所述第一开关第一次导通之后，所述第三开关持续关断。


5.如权利要求1所述的栅极驱动电路，其中所述波形转换电路还包括：
一第二电阻，耦接于所述第一电容以及所述第一节点之间。


6.如权利要求1所述的栅极驱动电路，其中所述波形转换电路还包括：
一第三电阻，耦接于所述第一节点以及所述控制器之间。


7.如权利要求1所述的栅极驱动电路，其中上述第一开关以及上述第二开关为交替地导通以及不导通，用以交替地提供上述高电压电平以及上述低电压电平至上述第一节点，其中上述波形转换电路将上述低电压电平转换成上述第二节点的一第一电压，且将上述高电压电平转换成所述第二节点的一第二电压。


8.如权利要求7所述的栅极驱动电路，其中波形转换电路还包括：
一电压箝位单元，耦接于所述开关元件的所述栅极端以及所述源极端之间，且用以箝位所述第二电压。


9.一种栅极驱动电路，用以导通以及关断一开关元件，其中所述开关元件包括一栅极端、一漏极端以及耦接至一参考节点的一源极端，其中所述栅极驱动电路包括：
一控制器，包括：
一第一开关，将一高电压电平供电至一第一节点；
一第二开关，将一第二节点耦接至所述参考节点的一低电压电平；以及
一第三开关，将一第三节点耦接至所述低电压电平，其中所述第三节点耦接至所述栅极端，其中当所述第一开关在启动过程中第一次导通时，所述第三开关为同时导通；以及
一波形转换电路，包括：
一第一电阻，耦接于所述第一节点以及所述第三节点之间；
一第四电阻，耦接于所述第一节点以及所述第二节点之间；以及
一第一电容，耦接于所述第二节点以及所述第三节点之间。


10.如权利要求9所述的栅极驱动电路，其中在所述第一开关第一次导通之后，所述第三开关导通于所述第二开关导通之后，并且所述第三开关关断于所述第一开关导通之前。


11.如权利要求9所述的栅极驱动电路，其中在所述第一开关第一次导通之后，所述第一开关以及所述第三开关同时导通。


12.如权利要求9所述的栅极驱动电路，其中在所述第一开关第一次导通之后，所述第三开关持续关断。


13.如权利要求9所述的栅极驱动电路，其中所述波形转换电路还包括：
一第五电阻，耦接于所述第二开关以及所述第二节点之间。


14.如权利要求9所述的栅极驱动电路，其中所述第一开关以及所述第二开关为交替地导通以及不导通，用以交替地提供所述高电压电平以及所述低电压电平，其中所述波形转换电路将所述低电压电平转换成...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄博钦，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71