一种用于GaN功率管半桥驱动的高抗扰电路制造技术

本发明专利技术公开了一种用于GaN功率管半桥驱动中高抗扰电路，分别在高/低侧驱动电路与高/低侧GaN功率管之间设置高/低侧高抗扰电路，高/低侧高抗扰电路内均设有由正向串扰电压尖峰吸收电路和负向串扰电压尖峰吸收电路构成的串扰抑制辅助回路，正、负向串扰电压尖峰吸收电路相互配合，对GaN电路的正向、反向串扰问题能够产生良好的抑制效果，使得驱动电路能可靠工作。工作。工作。

【技术实现步骤摘要】
一种用于GaN功率管半桥驱动的高抗扰电路


[0001]本专利技术涉及采用GaN(氮化镓)功率管的半桥驱动电路，尤其涉及一种用于GaN功率管半桥驱动的高抗扰电路。

技术介绍

[0002]功率半导体器件在世界能源和电力的调节分配中发挥着重要的作用，许多类型的高压硅基器件广泛应用于电力电子与电力系统设计、但随着科学技术的不断进步，硅基技术在功率密度和开关频率方面已经达到了物理极限。第三代宽禁带半导体器件的出现、使得打破这一物理极限成为了可能，其中作为主要代表的GaN器件、具有开关速度快、关损耗低、耐压高等显著优势、从而提高系统的开关频率和功率密度。
[0003]然而，在实际的桥式电路中，随着开关频率的不断提高，GaN自身的寄生参数、功率回路及驱动回路的寄生电感等非理想因素会因较高的dV/dt产生能够损害系统运行的电压尖峰，具体地讲：在桥式电路中，同一桥臂中的某一个GaN功率管高速开启或关断时，另一个GaN功率管的米勒电容会承受很大的dV/dt，产生很大的米勒电流作用在栅源电压之间，从而产生正向串扰电压尖峰。由于GaN功率管具有较小的阈值电压，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于GaN功率管半桥驱动的高抗扰电路，设有高侧驱动电路和高侧GaN功率管MH以及低侧驱动电路和低侧GaN功率管ML；其特征在于：分别在高/低侧驱动电路与高/低侧GaN功率管MH/ML之间设置高/低侧高抗扰电路，高/低侧高抗扰电路分别连接于桥臂电路中的高/低侧GaN功率管MH/ML的栅极与源极之间；高侧高抗扰电路内设有高侧串扰抑制辅助回路，高侧串扰抑制辅助回路包括正向串扰电压尖峰吸收电路和负向串扰电压尖峰吸收电路；正向串扰电压尖峰吸收电路包括电阻R1_H、PNP三极管T1_H、电容C1_H和二极管D2_H，电阻R1_H的一端连接高侧驱动电路的输出端和PNP三极管T1_H的基极，电阻R1_H的另一端连接PNP三极管T1_H的发射极，PNP三极管T1_H的集电极连接电容C1_H的一端，电容C1_H的另一端连接二极管D2_H的正极，二极管D2_H的负极连接高侧驱动电源VDD_H的负极和高侧参考地浮动电压VS；负向串扰电压尖峰吸收电路包括二极管D1_H、NPN三极管T2_H、电阻R2_H以及与正向串扰电压尖峰吸收电路共用的电容C1_H；二极管D1_H的负极连接正向串扰电压尖峰吸收电路中PNP三极管T1_H的发射极与电阻R1_H的连接点和高侧GaN功率管MH的栅极，二极管D1_H的正极连接正向串扰电压尖峰吸收电路中PNP三极管T1_H的集电极与电容C1_H的连接点，NPN三极管T2_H的发射极连接正向串扰电压尖峰吸收电路中电容C1_H与二极管D2_H正极的连接点，NPN三极管T2_H的基极连接电阻R2_H的一端，电阻R2_H的另一端和NPN三极管T2_H的集电极均连接高侧参考地浮动电压VS；低侧高抗扰电路内设有低侧串扰抑制辅助回路，低侧串扰抑制辅助回路与高侧串扰抑制辅助回路的结构相同，包括正向串扰电压尖峰吸收电路和负向串扰电压尖峰吸收电路；正向串扰电压尖峰吸收电路包括电阻R1_L、PNP三极管T1_L、电容C1_L和二极管D2_L，电阻R1_L的一端连接低侧驱动电路的输出端和PNP三极管T1_L的基极，电阻R1_L的另一端连接PNP三极管T1_L的发射极，PNP三极管T1_L的集电极连接电容C1_L的一端，电容C1_L的另一端连接二极管D2_L的正极，二极管D2_L的负极连接低侧参考地GND；负向串扰电压尖峰吸收电路包括电阻R2_L、二极管D1_L、NPN三极管T2_L以及和正向串扰电压尖峰吸收电路共用的电容C1_L；二极管D1_L的负极连接正向串扰电压尖峰吸收电路中PNP三极管T1_L的发射极与电阻R1_L的连接点和低侧GaN功率管ML的栅极，二极管D1_L的正极连接正向串扰电压尖峰吸收电路中PNP三极管T1_L的集电极与电容C1_L的连接点，NPN三极管T2_L的发射极连接正向串扰电压尖峰吸收电路中电容C1_L与二极管D2_L正极的连接点，NPN三极管T2_L的基极连接电阻R2_L的一端，电阻R2_L的另一端和NPN三极管T2_L的集电极均连接低侧参考地GND。2.根据权利要求1所述的用于GaN功率管半桥驱动的高抗扰电路，其特征在于：在所述高侧串扰抑制辅助回路中的正向串扰电压尖峰吸收电路中去除二极管D2_H，增设电阻R3_H、电阻R4_H、电容C3_H、电容C4_H以及二极管D4_H，连接关系为：电阻R1_H的一端连接高侧驱动电路的输出端和PNP三极管T1_H的基极以及电阻R4_H的一端和二极管D4_H的正极，二极管D4_H的负极连接电容C4_H的一端，电容C4_H的另一端连接电阻R4_H的另一端以及电容C3_H的一端、电阻R3_H的一端和电容C1_H的一端并连接高侧参考地浮动电压VS，电容C1_H的另一端连接PNP三极管T1_H的集电极，PNP三极管T...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟锋，袁清，魏涛，郑逸飞，时龙兴，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：