【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种实现零寄生电感的集成化高功率密度模块。
技术介绍
1、在当今的行业应用内，高频大功率电路的应用十分广泛，涉及通信、雷达、医学、食品加工、电力、广播、电信以及家用电器等多个领域。因此对电路中的元件特别是半导体器件有极高的要求。随着当下电路的小型化与高速化，传统的si(硅基)半导体已经难以达到电路运行的要求，因而需要在电路中采用新型材料所制成的半导体器件支持。
2、通过不断的实验与数据比对，以及对桥式拓扑电路的统计分析，我们发现基于当下gan(氮化镓)、sic(碳化硅)这些宽禁带半导体器件可以满足未来电源的需求。这些新型器件具有更好的带载能力，并能在更高的工作频率下稳定运行。并且，它们的高频化有利于实现电源电路所需要的高度集成化与功率密度增大化。这些优势是受工艺与技术限制的传统si(硅基)产品无法比拟的。
3、然而，在长期的高频大功率运行环境下，我们发现电路中剧烈的震荡大电流会对元器件与电路的可靠性产生严重威胁，图1为现有的半桥结构功率模块的结构示意图，测量其驱动电压波形，如图2所示，可以看出，多功率模块串并联时，如果不采取同步控制，则会发生严重的振荡，导致两桥臂同时导通，发生直通故障，甚至烧毁电源产品。此外，第三方供电是当今常见的芯片供电方式，由于要设计辅助电源，会增加电路的复杂程度，需要更多的pcb板空间。这大大降低了电源的功率密度。第三代宽禁带半导体器件的驱动与传统si基器件还存在巨大的差别，其阈值电压更低导致抗噪能力弱，栅控电压低则无法与传统si基控制芯片完全兼容，因此我们需要新的驱
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种集成式高功率密度模块，旨在靶向性地解决高频大功率电源对于高频化半导体技术与器件的需求。
2、本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
3、一种实现零寄生电感的集成化高功率密度模块，包括同步与时序控制单元、驱动模块、同步模块以及功率模块；
4、所述功率模块包括上桥臂器件和下桥臂器件；
5、所述同步模块包括上桥臂器件同步缓冲器和下桥臂器件同步缓冲器；
6、所述驱动模块包括上桥臂功率驱动网络，以及下桥臂功率驱动网络，其中上桥臂功率驱动网络与上桥臂器件同步缓冲器串联，上桥臂器件同步缓冲器连接到上桥臂器件的栅极和源极；下桥臂功率驱动网络与下桥臂器件同步缓冲器串联，下桥臂器件同步缓冲器连接到下桥臂器件的栅极和源极，上桥臂器件的源极与下桥臂器件的漏极连接；
7、所述同步与时序控制单元接收输入信号，并将驱动信号传递给驱动模块，同步信号传递给同步缓冲器，所述同步与时序控制单元检测每个功率模块的栅电压的上升沿及下降沿，以判断模块的驱动速度，然后将快的驱动信号同步，使其与最慢的模块速度一致，以实现所有功率模块的同步驱动。
8、优选的，还包括供电模块，所述供电模块给集成化高功率密度模块供电。
9、优选的，所述集成化高功率密度模块包括多个环路分层，每一层的结构如前所述，层与层之间的功率模块并联。
10、优选的，在下一层中与上一层的上桥臂器件对应位置设置的是下桥臂器件，在下一层中与上一层的下桥臂器件对应位置设置的是上桥臂器件，从而使得两层之间的功率环路相反，上下两层环路形成的磁场正好可以抵消，大大减小线路中的寄生电感，实现零寄生电感器件，提升高频特性。
11、优选的，所述同步与时序控制单元接收的输入信号为pwm模拟信号。
12、本专利技术通过同步与时序控制单元及同步单元的设置，对模块的栅电压进行检测，再通过调控同步缓冲，实现多模块单元之间的同步开关，避免电路出现剧烈震荡电流的现象，有利于电路的长期运行及可靠性，提高了电路的安全性，降低了电路的维护成本。通过层间对称布局的设计削减了寄生电感，使得电路可以在高频率、大功率的情况下稳定高效运行。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种实现零寄生电感的集成化高功率密度模块，包括同步与时序控制单元、驱动模块、同步模块以及功率器件；
2.根据权利要求1所述的集成化高功率密度模块，其特征在于还包括供电模块，所述供电模块给集成化高功率密度模块供电。
3.根据权利要求1或2所述的集成化高功率密度模块，其特征在于所述集成化高功率密度模块包括多个环路分层，每一层的结构如权利要求1所述，层与层之间的功率器件并联。
4.根据权利要求3所述的集成化高功率密度模块，其特征在于在下一层中与上一层的上桥臂器件对应位置设置的是下桥臂器件，在下一层中与上一层的下桥臂器件对应位置设置的是上桥臂器件。
5.根据权利要求1或2所述的集成化高功率密度模块，其特征在于所述同步与时序控制单元接收的输入信号为PWM模拟信号。
【技术特征摘要】
1.一种实现零寄生电感的集成化高功率密度模块，包括同步与时序控制单元、驱动模块、同步模块以及功率器件；
2.根据权利要求1所述的集成化高功率密度模块，其特征在于还包括供电模块，所述供电模块给集成化高功率密度模块供电。
3.根据权利要求1或2所述的集成化高功率密度模块，其特征在于所述集成化高功率密度模块包括多个环路分层，每一层的结构如...
【专利技术属性】
技术研发人员：周祥兵，金涛，高潮，王潇男，
申请(专利权)人：扬州江新电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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