【技术实现步骤摘要】
一种全氮化镓集成功率转换模块
[0001]本专利技术涉及全氮化镓功率集成
，特别是涉及一种全氮化镓集成功率转换模块。
技术介绍
[0002]随着电力电子技术迅速发展，功率变换器正朝着高功率密度的方向发展。对于功率变换器来说，无源储能元件(电感、电容等)占据了较大的体积，限制了功率密度的进一步提升。
[0003]常用的硅基器件一般工作在几十KHz到几百KHz，而氮化镓器件具有小的导通电阻和极小的寄生电容，且不存在硅基器件的反向恢复时间，因此可以工作在更高的频率，工作频率能达到几MHz。更高的工作频率意味着后续的功率变换器可以极大地减小电感电容的体积和重量，进而减小整个功率变换器的体积和重量，达到提高功率密度效果。
[0004]但对于氮化镓功率器件来说，几MHz的工作频率对氮化镓功率管的驱动提出了更高的要求，也带来了使用方面的多重限制。首先常见的氮化镓功率器件具有更小的栅极电压容限，对于常用的增强型氮化镓器件来说，栅极安全电压为
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5V到8V，而一般商用增强型氮化镓器件的栅极工作电压为5V...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种全氮化镓集成功率转换模块，其特征在于，包括低边驱动电路、高边驱动电路和半桥模块，所述半桥模块包括第一氮化镓功率器件和第二氮化镓功率器件，所述第一氮化镓功率器件的漏极连接高电压HV，源极连接所述第二氮化镓功率器件的漏极，栅极连接所述高边驱动电路的输出端；所述第二氮化镓功率器件的源极接地，栅极连接所述低边驱动电路的输出端；所述高边驱动电路包括第一输入端和第二输入端，所述第一输入端与第一高边驱动信号源相连，所述第二输入端与第二高边驱动信号源相连；所述低边驱动电路的输入端与低边驱动信号源相连；在一个完整的半桥驱动周期内，在t0时刻，所述第一高边驱动信号源、所述第二高边驱动信号源和所述低边驱动信号源均为低电平，所述第一氮化镓功率器件和第二氮化镓功率器件均为关闭状态；在t1时刻，所述低边驱动信号源转位高电平，所述第二氮化镓功率器件转为打开状态；在t2到t3时刻，所述低边驱动信号源、所述第一高边驱动信号源和所述所述第二高边驱动信号源均为低电平，所述第一氮化镓功率器件和第二氮化镓功率器件均为关闭状态；在t3到t4时刻，所述第一高边驱动信号源转换为高电平，所述第一氮化镓功率器件打开，使得所述第一氮化镓功率器件和第二氮化镓功率器件的中点输出升高至高电压HV，所述第一氮化镓功率器件的栅极电压抬升至高电压HV和阈值电压VTH之和；在t4到t5时刻，所述第一高边驱动信号源和所述第二高边驱动信号源为低电平，所述第一氮化镓功率器件的栅极电压，以及所述第一氮化镓功率器件和第二氮化镓功率器件的中点输出保持上一个状态；在t5到t6时刻，所述第一高边驱动信号源为低电平，所述第二高边驱动信号源为高电平，所述第一氮化镓功率器件的栅极电压转为高电压HV，所述第一氮化镓功率器件和第二氮化镓功率器件的中点输出维持为高电压HV，所述第一氮化镓功率器件的驱动电压Vgs小于阈值电压VTH，所述第一氮化镓功率器件关闭。2.根据权利要求1所述的全氮化镓集成功率转换模块，其特征在于，所述高边驱动电路包括第一高边N型增强型氮化镓HEMT器件、第二高边N型增强型氮化镓HEMT器件、第三高边N型增强型氮化镓HEMT器件、第四高边N型增强型氮化镓HEMT器件、第五高边N型增强型氮化镓HEMT器件、第六高边N型增强型氮化镓HEMT器件、第七高边N型增强型氮化镓HEMT器件和第八高边N型增强型氮化镓HEMT器件，所述第一高边N型增强型氮化镓HEMT器件的栅极作为所述高边驱动电路的第一输入端，连接所述第一高边驱动信号源，源极连接第五二维电子气电阻的一端，漏极连接第一二维电子气电阻的一端，所述第一二维电子气电阻的另一端连接高端供电源，所述第五二维电子气电阻的另一端接地；所述第六高边N型增强型氮化镓HEMT器件的栅极作为所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：程新红，田宇飞，王达，郑理，俞跃辉，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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