用于控制氮化物基开关装置的电压尖峰吸收控制器及方法制造方法及图纸

本公开提供一种用于控制氮化物基开关装置的电压尖峰吸收控制器。所述电压尖峰吸收控制器包含：电压调节器，其被配置成接收DC电源且产生已调节的DC电压；分压器，其被配置成接收漏极

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制氮化物基开关装置的电压尖峰吸收控制器及方法


[0001]本专利技术大体上涉及一种电压尖峰吸收控制器，且更具体地说，本专利技术涉及一种用于控制反激转换器中的氮化物基开关装置的电压尖峰吸收控制器。

技术介绍

[0002]反激转换器为用于通过提供直流(DC)电源为许多家庭和工业机器供电的不可避免的装置，所述DC电源已经从由AC源提供的交流(AC)电源或从DC输入电源整流。通常，当浪涌电压施加到反激转换器的输入或反激转换器的输入中的任何波动时，CMOS晶体管的漏极端子和源极端子可处理高电压尖峰。CMOS晶体管具有雪崩击穿能力，所述雪崩击穿能力可吸收电压尖峰的能量且防止损坏。
[0003]已经提出若干架构来处理使用氮化镓(GaN)开关装置的反激转换器中的高电压尖峰。由于GaN开关装置的内部电路中不存在PN结且无雪崩击穿能力，因此当漏源极电压Vds超出GaN开关装置的击穿电压时，装置将被损坏。
[0004]随着需要处理反激转换器中的电压尖峰，可能需要开发一种用于控制GaN开关装置的电压尖峰吸收控制器，以处理反激转换器中的高电压尖峰以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于控制氮化物基开关装置的电压尖峰吸收控制器，其特征在于，包括：VCC节点，其被配置成用于电连接到DC电源；GND节点，其被配置成用于电连接到地；CTRL节点，其被配置成用于电连接到所述氮化物基开关装置的栅极端子并且传输用于接通和断开所述氮化物基开关装置的控制信号电压V
CTRL
；DS节点，其被配置成用于电连接到所述氮化物基开关装置的漏极端子且感测所述氮化物基开关装置上的漏极
‑
源极电压；电压调节器，其具有连接到所述VCC节点的输入端子；分压器，其具有连接到所述DS节点的输入端子；比较器，其具有连接到所述分压器的输出端子的正输入端子和连接到所述电压调节器的输出端子的负输入端子；驱动器，其具有连接到所述电压调节器的所述输出端子的内部电源端子；或门，其具有连接到所述比较器的输出端子的第一输入端子、连接到所述驱动器的输出端子的第二输入端子和连接到所述CTRL节点的输出端子；其中所述电压调节器被配置成接收所述DC电源并且基于所述DC电源产生已调节的DC电压；其中所述分压器被配置成接收所述漏极
‑
源极电压Vds且对所述漏极
‑
源极电压Vds进行分压以产生分压Vdiv；其中所述驱动器被配置成接收参考电压V
ref
并且产生驱动电压V
DRV
；其中所述比较器被配置成将所述分压Vdiv与所述参考电压Vref进行比较，并产生比较输出电压Vcomp，使得当所述分压Vdiv大于所述参考电压Vref时，所述比较输出电压Vcomp具有高电平值；且其中所述或门被配置成接收所述比较输出电压Vcomp和所述驱动电压V
DRV
，并产生用于控制所述氮化物基开关装置的控制电压V
CTRL
，使得当所述氮化物基开关装置上的所述漏极
‑
源极电压Vds高于阈值时，所述氮化物基开关装置接通。2.根据权利要求1所述的电压尖峰吸收控制器，其特征在于，进一步包括：FB节点，其被配置成用于电连接到反馈环路以感测反馈电压V
FB
，所述反馈电压指示流动通过负载的输出电流；CS节点，其被配置成用于电连接到所述氮化物基开关装置的源极端子并接收电流感测电压V
CS
，所述电流感测电压指示当所述氮化物基开关装置的所述源极端子通过电流感测电阻器连接到所述地时所述氮化物基开关装置的漏极到源极电流；时间延迟模块，其具有连接到所述CS节点的输入端子；接通时间控制模块，其具有连接到所述时间延迟模块的所述输出端子的第一输入端子和连接到所述FB节点的第二输入端子；且其中所述时间延迟模块被配置成将时间延迟施加到所述电流感测电压V
CS
以产生延迟电流感测电压V
CS_D
；其中所述接通时间控制模块被配置成接收所述延迟电流感测电压V
CS_D
和所述反馈电压V
FB
，并且基于所接收的反馈信号V
FB
和所述延迟电流感测信号电压V
CS_D
产生接通时间控制信号V
OT
；且
其中所述驱动器进一步被配置成接收所述接通时间控制信号V
OT
，并且基于所接收的接通时间控制信号V
CRTL_ON
产生所述驱动电压V
DRV
。3.根据权利要求1或2所述的电压尖峰吸收控制器，其特征在于，所述分压器包含：第一电阻器，其具有连接到所述分压器的所述输入端子的第一末端和连接到所述分压器的所述输出端子的第二末端；及第二电阻器，其具有连接到地的第一末端和连接到所述分压器的所述输出端子的第二末端。4.根据权利要求1所述的电压尖峰吸收控制器，其特征在于，所述参考电压V
ref
由带隙电压参考电路产生。5.根据权利要求1所述的电压尖峰吸收控制器，其特征在于，所述分压器为阻容分压器。6.根据权利要求1所述的电压尖峰吸收控制器，其特征在于，所述电压调节器为低压差调节器。7.根据权利要求1所述的电压尖峰吸收控制器，其特征在于，所述电压调节器为开关调节器。8.根据权利要求1或2所述的电压尖峰吸收控制器，其特征在于，所述接通时间控制模块为自适应接通时间控制模块，所述自适应接通时间控制模块被配置成基于所述DC电源、输出电压和负载电流而动态调整所述接通时间控制信号V
OT
。9.一种反激转换器，其特征在于，包括：变压器，其具有接收输入电压的初级绕组和提供输出电压的次级绕组；初级开关，其耦合到所述初级绕组且具有源极端子、漏极端子和栅极端子；次级开关，其耦合到所述次级绕组且具有源极端子、漏极端子和栅极端子；根据权利要求1所述的电压尖峰吸收控制器，且其中所述电压尖峰吸收控制器被配置成充当电压尖峰吸收初级控制器以用于监测所述初级开关上的漏极
‑
源极电压信号Vds，并产生所述初级开关的初级控制信号，使得当所述初级开关上的所述漏极
‑
源极电压Vds高于阈值时，所述初级开关接通。10.根据权利要求9所述的反激转换器，其特征在于：所述电压尖峰吸收初级控制器进一步包括：FB节点，其被配置成用于电连接到反馈环路以感测反馈电压V
FB
，所述反馈电压指示流动通过负载的输出电流；CS节点，其被配置成用于电连接到所述氮化物基开关装置的源极端子并接收电流感测电压V
CS
，所述电流感测电压指示当所述氮化物基开关装置的所述源极端子通过电流感测电阻器连接到所述地时所述氮化物基开关装置的漏极到源极电流；时间延迟模块，其具有连接到所述CS节点的输入端子；接通时间控制模块，其具有连接到所述时间延迟模块的所述输出端子的第一输入端子和连接到所述FB节点的第二输入端子；且其中所述时间延迟模块被配置成将时间延迟施加到所述电流感测电压V
CS
以产生延迟电流感测电压V
CS_D
；其中所述接通时间控制模块被配置成接收所述延迟电流感测电压V
CS_D
和所述反馈电压
V
FB
，并且基于所接收的反馈信号V
FB
和所述延迟电流感测信号电压V
CS_D
产生接通时间控制信号V
OT
；且其中所述驱动器进一步被配置成接收所述接通时间控制信号V
OT
，并且基于所接收的接通时间控制信号V
CRTL_ON
产生所述驱动电压V
DRV
。11.根据权利要求9所述的反激转换器，其特征在于，所述分压器包含：第一电阻器，其具有连接到所述分压器的所述输入端子的第一末端和连接到所述分压器的所述输出端子的第二末端；及第二电阻器，其具有连接到地的第一末端和连接到所述分压器的所述输出端子的第二末端。12.根据权利要求9所述的反激转换器，其特征在于，所述参考电压V
ref
由带隙电压参考电路产生。13.根据权利要求9所述的反激转换器，其特征在于，所述分压器为阻容分压器。14.根据权利要求9所述的反激转换器，其特征在于，所述电压调节器为低压差调节器。15.根据权利要求9所述的反激转换器，其特征在于，所述电压调节器为开关调节器。16.根据权利要求9或10所述的反激转换器，其特征在于，所述接通时间控制模块为自适应接通时间控制模块，所述自适应接通时间控制模块被配置成基于所述DC电源、输出电压和负载电流而动态调整所述接通时间控制信号V
OT
。17.一种反激转换器，其特征在于，包括：变压器，其具有接收输入电压的初级绕组和提供输出电压的次级绕组；初级开关，其耦合到所述初级绕组且具有源极端子、漏极端子和栅极端子；次级开关，其耦合到所述次级绕组且具有源极端子、漏极端子和栅极端...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹艳波，杜发达，陈钰林，汤超，
申请(专利权)人：英诺赛科深圳半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：