一种用于减小栅极负压驱动电路功耗的装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于减小栅极负压驱动电路功耗的栅极驱动器装置。本发明专利技术旨在解决传统驱动电路在采用电荷泵电路产生负压时，并且在高开关频率及高被驱动器件栅极电荷的情况下负压损耗非常大的问题。本发明专利技术在驱动电路对被驱动器件进行关断时，先将栅极电压从正电压拉至零电压，经过短暂时间后，再将零电压拉至负电压，保证了负压关断能够顺利完成的同时使绝大部分栅极电荷经由地回路泄放而非负压回路，从而减小负压回路的功率消耗。本发明专利技术提供的技术方案能够有效地降低栅极驱动器产生的功耗和发热，从而提高系统效率和稳定性。从而提高系统效率和稳定性。从而提高系统效率和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于减小栅极负压驱动电路功耗的装置


[0001]本申请涉及栅极驱动电路
，具体涉及一种用于减小栅极负压驱动电路功耗的装置。

技术介绍

[0002]为了能够高效利用电能，需要充分发挥电力电子设备中的功率开关管的性能，因此需要对功率开关管设计专用的驱动电路。功率开关管的通断受控于其栅极和源极（对场效应管器件而言，对IGBT器件应为发射极）之间的电压，当其超过阈值电压时，功率开关管就会打开。大多数功率开关管的阈值电压较低，在实际工况中，如半桥模块中，桥臂上下管会相互影响，严重的会引起功率开关管的误导通，导致桥臂直通，烧毁模块或设备。因此，在系统设计中常常引入负压驱动技术，以保证功率开关管在关断时栅极相对源极处于负压，防止其误导通。负压的产生往往需要较为复杂的辅助电路，为了解决这一问题，常用的方法是采用电荷泵电路产生负压。通过简单的元器件搭建电路，加以简单的控制，就能产生负压。电荷泵负压发生器不仅成本低，还能可靠地工作。然而在功率晶体管驱动电路中采用电荷泵负压发生器时，在开关过程中，会导致驱动电路功耗的增加，尤其是在高频及大功率工况下，如功率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于减小栅极负压驱动电路功耗的装置，其特征在于，所述装置包括栅极驱动电路模块和电荷泵负压发生器模块；所述减小栅极负压驱动电路模块包括控制单元FPGA，开关管Q1、Q2、Q3，驱动电阻R
on
、R
off
1、R
off
2以及隔离二极管D
off
2；所述电荷泵负压发生电路包括泵电容C1、储能电容C2和两个高频二极管D1、D2。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制单元FPGA接收输入PWM信号，由所述控制单元FPGA进行逻辑运算处理后，产生三路PWM信号，其中两路PWM信号控制开关管Q1和Q2的通断，实现传统的两电平栅极驱动信号输出，另一路PWM信号在输入信号由高到低跳变时有效，控制开关管Q3与开关管Q1和Q2共同实现输出电平从正压到零再到负压的过程。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述开关管Q3与开关管Q1和Q2共同实现输出电平从正压到零再到负压的过程，包括：当输入PWM信号为高电平时，关闭开关管Q2、Q3，打开开关管Q1，此时输出端G拉高至接近正电压V+；当输入信号为低电平时，关闭开关管Q1，先打开开关管Q3，此时输出端G经开关管Q3、驱动电阻R
off
2、隔离二极管D
off
2拉低至接近零电压，经过数十ns延时后再打开开关管Q2，此时输出端G拉低至接近负电压V
‑
。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈显平，高博，
申请(专利权)人：重庆平创半导体研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：