【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子电路，具体涉及一种适用于gan半桥栅驱动芯片的集成自举开关电路。
技术介绍
1、目前以第三代宽禁带半导体gan材料制成的功率器件在汽车电子、消费电子、数据中心、通信电源等高速高功率的功率电子应用中发挥着越来越重要的作用。这对于gan功率器件的栅驱动电路的性能、功率密度、以及可靠性提出了严峻挑战。
2、常规gan半桥驱动为高侧浮动电源轨供电的自举电路，一般由外部分立高压二极管和小电阻组成，如图1所示。如果高压二极管的反向恢复时间过长，则不能满足gan半桥在高频应用的需求。在死区时间内，开关节点电压变负，会造成过压风险。
3、因此，为了提高功率密度，且便于pcb的快速设计过程，减小额外元件开销，可以将自举二极管集成到hvic中。然而，高压二极管少子电流可能会引起周围电路的故障，将高压二极管直接集成到hvic中并不是体硅技术中能实施的合理方法，且随着母线电压的抬升，许多工艺平台没有高压二极管，必须寻找其他耐压器件代替。因此，为了避免少数载流子带来的影响，专利技术一种片内电路充当自举二极管，即“自举二极管模拟器”，有源控制自举充电路径，防止自举电容过充损坏gan，在高压gan半桥驱动的应用中具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的，就是针对上述问题，提出一种适用于gan半桥栅驱动芯片的片内自举二极管模拟器，即片内自举开关电路。与片外自举电容共同构成自举充电电路。该电路具有控制自举充电路径的能力，在保证可靠性的情况下，为高侧浮动电源轨提供稳
2、本专利技术的技术方案是：
3、一种片内集成开关的自举电路，如图2所示，包括第一高压开关管nldmos、第二高压开关管nldmos、第一低压开关pmos、自举电容、开关管的栅极控制电路、比较器电路和逻辑电路。
4、所述第一高压开关管nldmos的栅极接栅极控制电路的输出，第一高压开关管nldmos的漏极连接自举电压、自举电容的上极板，第一高压开关管nldmos的源极通过第一低压开关pmos连接电源电压，第一高压开关管nldmos的衬底端接地；
5、第二高压开关管nldmos的栅极连接栅极控制电路的输出，第二高压开关管nldmos的漏极连接自举电压、自举电容的上极板，第二高压开关管nldmos的源极连接比较器模块的同相输入端，第二高压开关管nldmos的衬底端接地；
6、第一低压开关pmos的源极接第一高压开关管nldmos的源极，第一低压开关pmos的栅极接逻辑电路的输出，第一低压开关pmos的漏极接电源电压；
7、自举电容的下极板接sw点电压，自举电容的上极板接自举电压、第一高压开关管nldmos的漏极、第二高压开关管nldmos的漏极；
8、所述控制电路还包括第一、第二高压开关管nldmos栅极控制电路、比较器电路、逻辑模块；其中栅极控制电路的输出连接第一、第二高压开关管nldmos的栅极；比较器电路的同相输入端接第二高压开关管nldmos的源极，比较器电路的反相输入端接电源电压；逻辑电路的第一输入接比较器电路的输出，逻辑电路的输出接第一低压开关pmos的栅极；逻辑电路的第二输入接低侧驱动信号，逻辑电路的第三输入接使能信号；
9、所述栅极控制电路的技术方案如图3所示，包括第一低压nmos管、第二低压nmos管、第一电容、第二电容、第一齐纳管、第一反相器、第二反相器；
10、其中，第一反相器的输入接栅极控制电路的输入，第一反相器的输出接第一电容的下极板和第二反相器的输入；
11、第二反相器的输入接第一反相器的输出，第二反相器的输出接第二电容的下极板和第一齐纳管的阳极；
12、第一低压nmos管的栅极接电源电压，第一低压nmos管的源极和衬底接电源电压，第一低压nmos管的漏极接第一电容的上极板以及第二低压nmos管的栅极；
13、第二低压nmos管的栅极接第一低压nmos管的漏极和第一电容的上极板，第二低压nmos管的源极和衬底接电源电压，第二低压nmos管的漏极接第二电容的上极板、第一齐纳管的阴极，同时接到栅极控制电路的输出；
14、比较器模块为共栅极输入的比较器，以匹配该应用的共模输入范围；逻辑模块由反相器、与非门、或非门等数字逻辑门组成，本专利技术并未对其改进，在此省略该部分不必要的描述；
15、本专利技术的有益效果为：通过对自举大电流路径的时序控制，以满足开下功率管对自举电容充电、开上功率管时自举电容供电的需求。将片外高压自举二极管集成至片内对应用设计的简易性提出大幅改善，提高功率密度。同时规避自举电容过充风险。
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1.一种适用于高压GaN半桥栅驱动芯片的集成自举开关电路，其特征在于，包括第一高压开关管NLDMOS、第二高压开关管NLDMOS、第一低压开关PMOS、自举电容、栅极控制电路、比较器电路和逻辑电路；
【技术特征摘要】
1.一种适用于高压gan半桥栅驱动芯片的集成自举开关电路，其特征在于，包括第一高压开关管nldmos...
【专利技术属性】
技术研发人员：明鑫，吴之久，邵瑞洁，庄春旺，王卓，张波，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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