CN108649777A - 一种eGaN HEMT桥臂串扰抑制驱动电路及其控制方法 - Google Patents

一种eGaN HEMT桥臂串扰抑制驱动电路及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108649777A
CN108649777A CN201810326422.6A CN201810326422A CN108649777A CN 108649777 A CN108649777 A CN 108649777A CN 201810326422 A CN201810326422 A CN 201810326422A CN 108649777 A CN108649777 A CN 108649777A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tube
grid
driving circuit
power supply
bridge arm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810326422.6A
Other languages
English (en)
Inventor
张英
秦海鸿
彭子和
修强
徐华娟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Original Assignee
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Aeronautics and Astronautics filed Critical Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority to CN201810326422.6A priority Critical patent/CN108649777A/zh
Publication of CN108649777A publication Critical patent/CN108649777A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0048—Circuits or arrangements for reducing losses
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/38—Means for preventing simultaneous conduction of switches
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Abstract

本发明公开了一种eGaN HEMT桥臂串扰抑制驱动电路及其控制方法，电路包括连接在上桥臂的第一供电电源与上管之间的第一驱动电路和连接在下桥臂的第二供电电源与下管之间的第二驱动电路，第一、第二驱动电路结构相同，均包括栅极电压图腾柱结构电路和低阻抗桥臂串扰抑制电路。其中，栅极电压图腾柱结构电路的输入端接第一/第二供电电源，输出端连接上管/下管的栅极，低阻抗桥臂串扰抑制电路的输入端接第一/第二供电电源，输出端分别连接上管/下管的栅极和源极。此种驱动电路可充分发挥eGaN HEMT高速开关的性能优势，在实现桥臂串扰抑制功能的同时实现高速开关。

Description

一种eGaN HEMT桥臂串扰抑制驱动电路及其控制方法
技术领域
本发明涉及电力电子技术与电工技术电路及其控制方法，特别涉及一种eGaNHEMT桥臂串扰抑制驱动电路及其控制方法。
背景技术
氮化镓(GaN)器件作为新型宽禁带半导体代表性器件之一，比Si器件具有更低的导通电阻、更快的开关速度和更高的结温工作能力等器件优势，用其代替Si器件作为制作变换器的功率器件有望显著提高变换器的最高工作频率、效率，降低其体积、重量。
桥臂电路是GaN基变换器中常用的电路结构，含有两个相互串联、互补导通的开关器件。GaN功率器件的高速开关行为会产生很大的du/dt、di/dt，使得同一桥臂的上、下管在开关过程中相互影响，通常称为桥臂串扰现象。在某个开关管开通时，会导致同一桥臂的另一个开关管的栅源极出现正向串扰电压，由于GaN器件的阈值电压比同等定额的Si器件小得多，非常容易引起误导通现象，导致桥臂直通，影响安全工作；类似的，在某个开关管关断时，会导致同一桥臂的另一个开关管的栅源极出现负向串扰电压，可能超过GaN器件的栅源电压承受范围，加速器件性能的退化，甚至导致器件损坏。
目前文献中针对GaN基桥臂电路应用中的桥臂串扰问题，提出了在功率管栅源极间并联外部电容、功率管关断期间在其栅源极增加负偏置电压、有源密勒箝位等方法，但这些方法存在降低开关速度、增加开关损耗、驱动损耗和不能抑制负向串扰电压的缺点，实际应用价值受限。
发明内容
发明目的：为解决现有技术的不足，本发明提供了一种eGaN HEMT桥臂串扰抑制驱动电路及其控制方法，能够充分发挥eGaN HEMT高速开关的性能优势，在不影响其开关速度和开关损耗的同时抑制桥臂串扰现象，实现高速、高可靠性驱动eGaN HEMT。
技术方案：本发明提供了一种eGaN HEMT桥臂串扰抑制驱动电路，该驱动电路连接在eGaN HEMT桥臂电路中，所述eGaN HEMT桥臂电路包括上桥臂和下桥臂，上桥臂包括相互连接的第一供电电源U1(H)和上管，下桥臂包括相互连接的第二供电电源U1(L)和下管；所述驱动电路包括连接在上桥臂的第一供电电源与上管之间的第一驱动电路和连接在下桥臂的第二供电电源与下管之间的第二驱动电路，第一驱动电路和第二驱动电路结构相同；
所述第一驱动电路包括第一栅极电压图腾柱结构电路和第一低阻抗桥臂串扰抑制电路，所述第一栅极电压图腾柱结构电路的输入端连接第一供电电源，输出端连接上管的栅极，所述第一低阻抗桥臂串扰抑制电路的输入端连接第一供电电源，输出端分别连接上管的栅极和源极；
所述第二驱动电路包括第二栅极电压图腾柱结构电路和第二低阻抗桥臂串扰抑制电路，所述第二栅极电压图腾柱结构电路的输入端连接第二供电电源，输出端连接下管的栅极，所述第二低阻抗桥臂串扰抑制电路的输入端连接第二供电电源，输出端分别连接下管的栅极和源极。
优选的，所述第一栅极电压图腾柱结构电路和第二栅极电压图腾柱结构相同，均包括第一开关管、第二开关管、外接电阻和第一二极管，所述第一开关管的漏极连接第一供电电源或第二供电电源的正极，第一开关管的源极连接第二开关管的漏极，第二开关管的源极连接第一供电电源或第二供电电源的负极；外接电阻的一端连接在第一开关管和第二开关管之间，另一端连接上管或下管的栅极，第一二极管的阳极连接上管或下管的栅极，第一二极管的阴极连接第一开关管的源极，所述第一开关管和第二开关管的栅极连接控制信号。
优选的，所述第一栅极电压图腾柱结构电路和第二栅极电压图腾柱结构分别通过寄生电阻与上管或下管的栅极连接，上管或下管的栅极与漏极之间、栅极与源极之间以及漏极与源极之间分别串联有栅漏电容、栅源电容和漏源电容，所述栅漏电容、栅源电容和漏源电容均为寄生电容。
优选的，所述第一低阻抗桥臂串扰抑制电路和第二低阻抗桥臂串扰抑制电路结构相同，均包括第三开关管、第四开关管和第二二极管，所述第三开关管的漏极连接第一供电电源或第二供电电源的正极，第三开关管的源极连接第四开关管的漏极和上管或下管的源极，第四开关管的源极连接第一供电电源或第二供电电源的负极和第二二极管的阳极；第二二极管的阴极连接上管或下管的栅极。
本发明还提供了一种基于上述eGaN HEMT桥臂串扰抑制驱动电路的控制方法，具体为：在下管开通前，t0时刻之前，第一驱动电路中第四开关管和第二驱动电路中第四开关管均保持导通状态，上管和下管均处于关断状态；t0时刻，第一驱动电路中第二开关管和第三开关管同时导通，第四开关管关断，第一供电电源加在上管的栅极和源极两端，为上管的栅源电容充入一定量电荷，第二驱动电路中第四开关管仍保持导通状态；t1时刻，第一驱动电路中第二开关管和第三开关管同时关断，同时第二驱动电路中第一开关管导通，第二供电电源加在下管的栅极和源极两端，下管开通，第二驱动电路中第四开关管始终保持导通状态；
下管开通瞬间，上管栅极和源极之间出现正向串扰电压，与之前的负压相互抵消，正向串扰电压得到抑制；t2时刻，第一驱动电路中第四开关管开通，并在下管导通期间始终保持导通状态，t3时刻，第二驱动电路中第二开关管导通，并一直持续到t5时刻，下管关断；
下管关断瞬间，上管的栅极和源极之间会出现负向串扰电压，第一驱动电路中的第二二极管起箝位作用，保证上管的栅源电压始终为第二二极管的导通压降；此期间内第二驱动电路中第四开关管仍保持导通状态；
在上管开通前，t4时刻，第二驱动电路中第三开关管导通，第四开关管关断，第二供电电源加在下管的栅极和源极两端，为下管的栅源电容充入一定量电荷；t5时刻，第二驱动电路中的第二开关管和第三开关管同时关断，第一驱动电路中第一开关管导通，第一供电电源加在上管的栅极和源极两端，上管开通；
上管开通瞬间，下管栅极和源极之间出现正向串扰电压，与之前的负压相互抵消，正向串扰电压得到抑制；t6时刻，第二驱动电路中第四开关管开通，第一驱动电路中第一开关管仍保持导通状态；t7时刻，第一驱动电路中第二开关管导通，第一开关管关断，上管关断；
上管关断瞬间，下管的栅极和源极之间会出现负向串扰电压，第二驱动电路中第二二极管起箝位作用，保证上管的栅源电压始终为第二二极管的导通压降。
有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下技术效果：
(1)只在正向桥臂串扰电压出现前，为开关管的栅源极施加负压，能够降低其反向导通损耗，同时抑制正向串扰电压；
(2)采用并联二极管的方式提供低阻抗回路，能够抑制负向桥臂串扰电压；
(3)本发明能够降低开关损耗及驱动损耗。
附图说明
图1是本发明的电路图；
图2是本发明中栅极电压图腾柱结构电路的电路图；
图3是本发明中低阻抗桥臂串扰抑制电路；
图4是本发明中各开关管的波形时序图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
如图1所示，本发明为一种eGaN(enhancement Gallium Nitride，增强型氮化镓)HEMT(High Electron Mobility Transistor，高电子迁移率晶体管)桥臂串扰抑制驱动电路，连接在eGaN HEMT桥臂电路中，所述eGaN HEMT桥臂电路包括上桥臂和下桥臂，上桥臂包括相互连接的的第一供电电源U1(H)和上管，下桥臂包括相互连接的第二供电电源U1(L)和下管；所述驱动电路包括连接在上桥臂的第一供电电源与上管之间的第一驱动电路和连接在下桥臂的第二供电电源与下管之间的第二驱动电路，第一驱动电路和第二驱动电路结构相同，均包括栅极电压图腾柱结构电路和低阻抗桥臂串扰抑制电路。其中，栅极电压图腾柱结构电路的输入端接第一供电电源或第二供电电源，输出端连接上管或下管的栅极，低阻抗桥臂串扰抑制电路的输入端接第一供电电源或第二供电电源，输出端分别连接上管或下管的栅极和源极，上管的漏极连接UDC，上管的源极连接下管的漏极，下管的源极接地。上管或下管的栅极与漏极之间、栅极与源极之间以及漏极与源极之间均串联有寄生电容。第一驱动电路和第二驱动电路均通过寄生电阻与上管或下管的栅极连接。
所述第一驱动电路包括第一栅极电压图腾柱结构电路和第一低阻抗桥臂串扰抑制电路，所述第一栅极电压图腾柱结构电路的输入端连接第一供电电源，输出端连接上管的栅极，所述第一低阻抗桥臂串扰抑制电路的输入端连接第一供电电源，输出端分别连接上管的栅极和源极；
所述第二驱动电路包括第二栅极电压图腾柱结构电路和第二低阻抗桥臂串扰抑制电路，所述第二栅极电压图腾柱结构电路的输入端连接第二供电电源，输出端连接下管的栅极，所述第二低阻抗桥臂串扰抑制电路的输入端连接第二供电电源，输出端分别连接下管的栅极和源极。
所述第一栅极电压图腾柱结构电路和第二栅极电压图腾柱结构电路相同，第一低阻抗桥臂串扰抑制电路和第二低阻抗桥臂串扰抑制电路结构相同。
所述第一栅极电压图腾柱结构电路和第二栅极电压图腾柱结构电路分别通过寄生电阻RGin(H)或RGin(L)与上管或下管的栅极连接，上管或下管的栅极与漏极之间、栅极与源极之间以及漏极与源极之间分别串联有寄生电容。栅漏电容、栅源电容和漏源电容，所述栅漏电容CGD(H)或CGD(L)、栅源电容CGS(H)或CGS(L)以及漏源电容CDS(H)或CDS(L)均为寄生电容。
所述第一低阻抗桥臂串扰抑制电路和第二低阻抗桥臂串扰抑制电路分别通过寄生电阻RGin(H)或RGin(L)与上管或下管的栅极连接。
如图2所示，以上桥臂为例，是第一栅极电压图腾柱结构电路的电路图，所述第一栅极电压图腾柱结构电路包括第一开关管S1(H)、第二开关管S2(H)、外接电阻RG(H)和第一二极管D1(H)，其中，第一开关管S1(H)的漏极连接第一供电电源U1(H)的正极，第一开关管S1(H)的源极连接第二开关管S2(H)的漏极，第二开关管S2(H)的源极连接第一供电电源的负极；外接电阻RG(H)的一端连接在第一开关管S1(H)和第二开关管S2(H)之间，另一端作为输出端连接上管的栅极，第一二极管D1(H)的阳极连接上管的栅极，阴极连接第一开关管S1(H)的源极；所述第一开关管和第二开关管的栅极连接控制信号。
如图3所示，同样以上桥臂为例，是第一低阻抗桥臂串扰抑制电路电路图，所述第一低阻抗桥臂串扰抑制电路包括第三开关管S3(H)、第四开关管S4(H)和第二二极管D2(H)，其中，第三开关管的漏极连接第一供电电源U1(H)的正极，第三开关管的源极连接第四开关管的漏极，第四开关管的源极连接第一供电电源U1(H)的负极和第二二极管D2(H)的阳极，第二二极管D2(H)的阴极通过寄生电阻RGin(H)连接上管的栅极；第三开关管和第四开关管的连接点作为输出端连接上管的源极。
而在下桥臂中，下标均以L表示，包含有第一开关管S1(L)、第二开关管S2(L)、第三开关管S3(L)、第四开关管S4(L)，第一二极管D1(L)、第二二极管D2(L)、外接电阻RG(L)，第二供电电源U1(L)，栅漏电容CGD(L)、栅源电容CGS(L)和漏源电容CDS(L)，寄生电容RGin(L)。
另一实施例中，一种eGaN HEMT桥臂串扰抑制驱动电路的控制方法，该方法包括：在下管开通前，t0时刻之前，第一驱动电路中第四开关管和第二驱动电路中第四开关管均保持导通状态，上管和下管均处于关断状态。t0时刻，第一驱动电路中第二开关管和第三开关管同时导通，第四开关管关断，第一供电电源加在上管的栅极和源极两端，为上管的栅源电容充入一定量电荷，第二驱动电路中第四开关管仍保持导通状态。t1时刻，第一驱动电路中第二开关管和第三开关管同时关断，同时第二驱动电路中第一开关管导通，第二供电电源加在下管的栅极和源极两端，下管开通，第二驱动电路中第四开关管始终保持导通状态。下管开通瞬间，上管栅极和源极之间出现正向串扰电压，与之前的负压相互抵消，正向串扰电压得到抑制。t2时刻，第一驱动电路中第四开关管开通，并在下管导通期间始终保持导通状态，直到t3时刻，第二驱动电路中第二开关管导通，并一直持续到t5时刻，下管关断。下管关断瞬间，上管的栅极和源极之间会出现负向串扰电压，第一驱动电路中的第二二极管起箝位作用，保证上管的栅源电压始终为第二二极管的导通压降。此期间内第二驱动电路中第四开关管仍保持导通状态。在上管开通前，t4时刻，第二驱动电路中第三开关管导通，第四开关管关断，第二供电电源加在下管的栅极和源极两端，为下管的栅源电容充入一定量电荷；t5时刻，第二驱动电路中的第二开关管和第三开关管同时关断，第一驱动电路中第一开关管导通，第一供电电源加在上管的栅极和源极两端，上管开通。上管开通瞬间，下管栅极和源极之间出现正向串扰电压，与之前的负压相互抵消，正向串扰电压得到抑制。t6时刻，第二驱动电路中第四开关管开通，第一驱动电路中第一开关管仍保持导通状态。t7时刻，第一驱动电路中第二开关管导通，第一开关管关断，上管关断。上管关断瞬间，下管的栅极和源极之间会出现负向串扰电压，第二驱动电路中第二二极管起箝位作用，保证上管的栅源电压始终为第二二极管的导通压降。
本发明的工作原理是：
在下管开通前，上管的驱动电路(即第一驱动电路)中第二开关管S2(H)和第三开关管S3(H)同时导通，同时第四开关管关断，第一供电电源U1(H)加在上管的栅源两端，为上管的栅源电容CGS(H)充入一定量的电荷后，第二开关管S2(H)和第三开关管S3(H)关断，此时上管的栅源电压UGS为负；下管开通瞬间，上管栅源极间出现正向串扰电压，与之前的负压相互抵消，正向串扰电压得到抑制；在下管导通期间，上管驱动电路(即第一驱动电路)中第四开关管S4(H)保持导通状态，其余开关管均保持关断状态；在下管关断期间，上管的栅源极间会出现负向串扰电压，第二二极管D2(H)起箝位作用，保证上管的栅源电压始终保持为第二二极管的导通压降。
为进一步增加eGaN HEMT的开关速度，通常采用不对称栅极外部电阻的驱动方式，在上管栅极外部电阻RG(H)两端并联第一二极管，在下管栅极外部电阻RG(L)两端并联第一二极管，当eGaN HEMT关断时将RG(H)和RG(L)短路。本发明提出了一种eGaN HEMT桥臂串扰抑制驱动电路及其控制方法，能够充分发挥eGaN HEMT高速开关的性能优势，在不影响其开关速度和开关损耗的同时抑制桥臂串扰现象，实现高速、高可靠性驱动eGaN HEMT。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.一种eGaN HEMT桥臂串扰抑制驱动电路，其特征在于：该驱动电路连接在eGaN HEMT桥臂电路中，所述eGaN HEMT桥臂电路包括上桥臂和下桥臂，上桥臂包括相互连接的第一供电电源U1(H)和上管，下桥臂包括相互连接的第二供电电源U1(L)和下管；所述驱动电路包括连接在上桥臂的第一供电电源与上管之间的第一驱动电路和连接在下桥臂的第二供电电源与下管之间的第二驱动电路，第一驱动电路和第二驱动电路结构相同；
所述第一驱动电路包括第一栅极电压图腾柱结构电路和第一低阻抗桥臂串扰抑制电路，所述第一栅极电压图腾柱结构电路的输入端连接第一供电电源，输出端连接上管的栅极，所述第一低阻抗桥臂串扰抑制电路的输入端连接第一供电电源，输出端分别连接上管的栅极和源极；
所述第二驱动电路包括第二栅极电压图腾柱结构电路和第二低阻抗桥臂串扰抑制电路，所述第二栅极电压图腾柱结构电路的输入端连接第二供电电源，输出端连接下管的栅极，所述第二低阻抗桥臂串扰抑制电路的输入端连接第二供电电源，输出端分别连接下管的栅极和源极。
2.根据权利要求1所述的一种eGaN HEMT桥臂串扰抑制驱动电路，其特征在于：所述第一栅极电压图腾柱结构电路和第二栅极电压图腾柱结构相同，均包括第一开关管、第二开关管、外接电阻和第一二极管，所述第一开关管的漏极连接第一供电电源或第二供电电源的正极，第一开关管的源极连接第二开关管的漏极，第二开关管的源极连接第一供电电源或第二供电电源的负极；外接电阻的一端连接在第一开关管和第二开关管之间，另一端连接上管或下管的栅极，第一二极管的阳极连接上管或下管的栅极，第一二极管的阴极连接第一开关管的源极，所述第一开关管和第二开关管的栅极连接控制信号。
3.根据权利要求2所述的一种eGaN HEMT桥臂串扰抑制驱动电路，其特征在于：所述第一栅极电压图腾柱结构电路和第二栅极电压图腾柱结构分别通过寄生电阻与上管或下管的栅极连接，上管或下管的栅极与漏极之间、栅极与源极之间以及漏极与源极之间分别串联有栅漏电容、栅源电容和漏源电容，所述栅漏电容、栅源电容和漏源电容均为寄生电容。
4.根据权利要求1所述的一种eGaN HEMT桥臂串扰抑制驱动电路，其特征在于：所述第一低阻抗桥臂串扰抑制电路和第二低阻抗桥臂串扰抑制电路结构相同，均包括第三开关管、第四开关管和第二二极管，所述第三开关管的漏极连接第一供电电源或第二供电电源的正极，第三开关管的源极连接第四开关管的漏极和上管或下管的源极，第四开关管的源极连接第一供电电源或第二供电电源的负极和第二二极管的阳极；第二二极管的阴极连接上管或下管的栅极。
5.一种基于权利要求1-4任一项所述的eGaN HEMT桥臂串扰抑制驱动电路的控制方法，其特征在于：在下管开通前，t0时刻之前，第一驱动电路中第四开关管和第二驱动电路中第四开关管均保持导通状态，上管和下管均处于关断状态；t0时刻，第一驱动电路中第二开关管和第三开关管同时导通，第四开关管关断，第一供电电源加在上管的栅极和源极两端，为上管的栅源电容充入一定量电荷，第二驱动电路中第四开关管仍保持导通状态；t1时刻，第一驱动电路中第二开关管和第三开关管同时关断，同时第二驱动电路中第一开关管导通，第二供电电源加在下管的栅极和源极两端，下管开通，第二驱动电路中第四开关管始终保持导通状态；
下管开通瞬间，上管栅极和源极之间出现正向串扰电压，与之前的负压相互抵消，正向串扰电压得到抑制；t2时刻，第一驱动电路中第四开关管开通，并在下管导通期间始终保持导通状态，t3时刻，第二驱动电路中第二开关管导通，并一直持续到t5时刻，下管关断；
下管关断瞬间，上管的栅极和源极之间会出现负向串扰电压，第一驱动电路中的第二二极管起箝位作用，保证上管的栅源电压始终为第二二极管的导通压降；此期间内第二驱动电路中第四开关管仍保持导通状态；
在上管开通前，t4时刻，第二驱动电路中第三开关管导通，第四开关管关断，第二供电电源加在下管的栅极和源极两端，为下管的栅源电容充入一定量电荷；t5时刻，第二驱动电路中的第二开关管和第三开关管同时关断，第一驱动电路中第一开关管导通，第一供电电源加在上管的栅极和源极两端，上管开通；
上管开通瞬间，下管栅极和源极之间出现正向串扰电压，与之前的负压相互抵消，正向串扰电压得到抑制；t6时刻，第二驱动电路中第四开关管开通，第一驱动电路中第一开关管仍保持导通状态；t7时刻，第一驱动电路中第二开关管导通，第一开关管关断，上管关断；
上管关断瞬间，下管的栅极和源极之间会出现负向串扰电压，第二驱动电路中第二二极管起箝位作用，保证上管的栅源电压始终为第二二极管的导通压降。
CN201810326422.6A 2018-04-12 2018-04-12 一种eGaN HEMT桥臂串扰抑制驱动电路及其控制方法 Pending CN108649777A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810326422.6A CN108649777A (zh) 2018-04-12 2018-04-12 一种eGaN HEMT桥臂串扰抑制驱动电路及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810326422.6A CN108649777A (zh) 2018-04-12 2018-04-12 一种eGaN HEMT桥臂串扰抑制驱动电路及其控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108649777A true CN108649777A (zh) 2018-10-12

Family

ID=63745913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810326422.6A Pending CN108649777A (zh) 2018-04-12 2018-04-12 一种eGaN HEMT桥臂串扰抑制驱动电路及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108649777A (zh)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109217645A (zh) * 2018-11-01 2019-01-15 南京航空航天大学 一种非绝缘栅型GaN HEMT驱动电路及控制方法
CN109450233A (zh) * 2018-11-30 2019-03-08 南京航空航天大学 一种谐振型SiC MOSFET桥臂串扰抑制驱动电路及其控制方法
CN109586555A (zh) * 2018-11-30 2019-04-05 南京航空航天大学 一种变关断负压的SiC MOSFET桥臂串扰抑制驱动电路及控制方法
CN110048699A (zh) * 2019-05-21 2019-07-23 哈尔滨工业大学 一种抑制GaN半桥模块桥臂串扰的栅极驱动电路
CN110492728A (zh) * 2019-08-20 2019-11-22 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 一种可抑制桥臂串扰的SiC功率器件驱动电路及其控制方法
CN111082788A (zh) * 2019-12-30 2020-04-28 上海瞻芯电子科技有限公司 栅极驱动装置及电子设备
CN111162671A (zh) * 2020-01-22 2020-05-15 北京交通大学 一种抑制SiC MOSFET串扰的多电平有源驱动电路
CN111464005A (zh) * 2020-04-26 2020-07-28 湖南大学 具有主动串扰抑制功能的SiC功率管驱动电路及控制方法
CN111786564A (zh) * 2020-07-15 2020-10-16 江苏能华微电子科技发展有限公司 一种高效率紧凑型快充电源
CN112147480A (zh) * 2020-10-16 2020-12-29 华中科技大学 一种抑制串扰的碳化硅mosfet桥臂电路及设计方法
CN112787643A (zh) * 2021-01-06 2021-05-11 元山(济南)电子科技有限公司 一种碳化硅场效应管的串扰抑制电路及方法
CN112910240A (zh) * 2021-01-22 2021-06-04 山东大学 一种可变栅极电压开通控制电路、功率模块及电力变换器
CN113114185A (zh) * 2021-03-26 2021-07-13 山东大学 一种抑制串扰的栅极驱动电路、功率器件及其驱动方法
CN113872420A (zh) * 2021-09-23 2021-12-31 上海电机学院 一种抑制SiC—MOSFET桥臂串扰的改进门极驱动电路
CN114094865A (zh) * 2021-11-12 2022-02-25 金琥新能源汽车(成都)有限公司 一种桥臂串扰处理方法、装置、电子设备及存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5331087B2 (ja) * 2010-11-10 2013-10-30 シャープ株式会社 ドライバ回路、及び、インバータ回路
CN106100296A (zh) * 2016-06-22 2016-11-09 南京航空航天大学 驱动电平组合优化的桥臂串扰抑制驱动电路及其控制方法
CN104935154B (zh) * 2015-07-10 2017-06-27 上海灿瑞科技股份有限公司 一种降压转换器的自举电路

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5331087B2 (ja) * 2010-11-10 2013-10-30 シャープ株式会社 ドライバ回路、及び、インバータ回路
CN104935154B (zh) * 2015-07-10 2017-06-27 上海灿瑞科技股份有限公司 一种降压转换器的自举电路
CN106100296A (zh) * 2016-06-22 2016-11-09 南京航空航天大学 驱动电平组合优化的桥臂串扰抑制驱动电路及其控制方法

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109217645B (zh) * 2018-11-01 2020-10-20 南京航空航天大学 一种非绝缘栅型GaN HEMT驱动电路及控制方法
CN109217645A (zh) * 2018-11-01 2019-01-15 南京航空航天大学 一种非绝缘栅型GaN HEMT驱动电路及控制方法
CN109450233A (zh) * 2018-11-30 2019-03-08 南京航空航天大学 一种谐振型SiC MOSFET桥臂串扰抑制驱动电路及其控制方法
CN109586555A (zh) * 2018-11-30 2019-04-05 南京航空航天大学 一种变关断负压的SiC MOSFET桥臂串扰抑制驱动电路及控制方法
CN109586555B (zh) * 2018-11-30 2020-12-08 南京航空航天大学 一种变关断负压的SiC MOSFET桥臂串扰抑制驱动电路及控制方法
CN110048699A (zh) * 2019-05-21 2019-07-23 哈尔滨工业大学 一种抑制GaN半桥模块桥臂串扰的栅极驱动电路
CN110048699B (zh) * 2019-05-21 2023-04-11 哈尔滨工业大学 一种抑制GaN半桥模块桥臂串扰的栅极驱动电路
CN110492728A (zh) * 2019-08-20 2019-11-22 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 一种可抑制桥臂串扰的SiC功率器件驱动电路及其控制方法
CN111082788A (zh) * 2019-12-30 2020-04-28 上海瞻芯电子科技有限公司 栅极驱动装置及电子设备
CN111082788B (zh) * 2019-12-30 2023-09-22 上海瞻芯电子科技有限公司 栅极驱动装置及电子设备
CN111162671B (zh) * 2020-01-22 2021-03-30 北京交通大学 一种抑制SiC MOSFET串扰的多电平有源驱动电路
CN111162671A (zh) * 2020-01-22 2020-05-15 北京交通大学 一种抑制SiC MOSFET串扰的多电平有源驱动电路
CN111464005A (zh) * 2020-04-26 2020-07-28 湖南大学 具有主动串扰抑制功能的SiC功率管驱动电路及控制方法
CN111464005B (zh) * 2020-04-26 2021-04-02 湖南大学 具有主动串扰抑制功能的SiC功率管驱动电路及控制方法
CN111786564A (zh) * 2020-07-15 2020-10-16 江苏能华微电子科技发展有限公司 一种高效率紧凑型快充电源
CN112147480A (zh) * 2020-10-16 2020-12-29 华中科技大学 一种抑制串扰的碳化硅mosfet桥臂电路及设计方法
CN112787643A (zh) * 2021-01-06 2021-05-11 元山(济南)电子科技有限公司 一种碳化硅场效应管的串扰抑制电路及方法
CN112910240A (zh) * 2021-01-22 2021-06-04 山东大学 一种可变栅极电压开通控制电路、功率模块及电力变换器
CN113114185A (zh) * 2021-03-26 2021-07-13 山东大学 一种抑制串扰的栅极驱动电路、功率器件及其驱动方法
CN113872420A (zh) * 2021-09-23 2021-12-31 上海电机学院 一种抑制SiC—MOSFET桥臂串扰的改进门极驱动电路
CN114094865A (zh) * 2021-11-12 2022-02-25 金琥新能源汽车(成都)有限公司 一种桥臂串扰处理方法、装置、电子设备及存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108649777A (zh) 一种eGaN HEMT桥臂串扰抑制驱动电路及其控制方法
CN104604134B (zh) 半导体装置
CN104506028B (zh) 一种SiC MOSFET半桥电路驱动器以及半桥电路驱动方法
CN109586555B (zh) 一种变关断负压的SiC MOSFET桥臂串扰抑制驱动电路及控制方法
CN106100296B (zh) 驱动电平组合优化的桥臂串扰抑制驱动电路及其控制方法
CN109450233A (zh) 一种谐振型SiC MOSFET桥臂串扰抑制驱动电路及其控制方法
CN110048699A (zh) 一种抑制GaN半桥模块桥臂串扰的栅极驱动电路
CN108988617A (zh) 一种主动抑制SiC MOSFET串扰现象的驱动电路及电路改进方法
CN111525780B (zh) 宽禁带功率器件驱动串扰电压抑制电路、方法及装置
CN113098240B (zh) 一种Cascode型GaN功率器件的驱动电路
CN205847212U (zh) 一种高可靠性的igbt驱动电路
CN102231594A (zh) 一种防栅极驱动信号振荡的驱动电路
CN109672336A (zh) 一种SiC MOSFET门极辅助电路
CN106656130A (zh) 一种分段电阻型igbt驱动电路及其控制方法
CN109743054A (zh) 一种SiC MOSFET二类短路电流抑制电路及方法
CN111162671B (zh) 一种抑制SiC MOSFET串扰的多电平有源驱动电路
CN111600461A (zh) 一种改进型SiC MOSFET桥臂串扰抑制驱动电路及方法
CN103595226B (zh) 变压器隔离对称互补驱动电路
CN107623512B (zh) 一种有源密勒箝位保护电路
CN109921620B (zh) 一种串扰抑制驱动电路及控制方法
CN102185286A (zh) 大功率igbt冗余驱动保护电路
CN207070035U (zh) 氮化镓高电子迁移率晶体管的漏极调制电路
CN106786461B (zh) 一种电压反灌处理电路
CN114337201B (zh) 一种抑制SiC MOSFET尖峰及串扰的驱动电路
CN114865890A (zh) 一种用于GaN功率管半桥驱动的高抗扰电路

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181012