CN111224536A - 抗米勒效应功率模块的驱动装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种抗米勒效应功率模块的驱动装置及电子设备，所述装置包括信号产生模块、功率模块，所述功率模块包括晶体管模块、变容模块，其中：信号产生模块，用于输出第一控制信号和第二控制信号；晶体管模块，电连接于信号产生模块，包括并联连接的多个晶体管，每个晶体管的栅极用于接收第一控制信号，并根据第一控制信号导通或断开；变容模块，电连接于信号产生模块及晶体管模块，用于接收第二控制信号，并根据第二控制信号改变晶体管模块中每个晶体管的栅极与源极之间的电容大小。通过以上装置，本公开消除米勒效应产生的尖峰电压的影响，避免晶体管模块因米勒效应损坏，提高晶体管模块的可靠性，并延长装置的使用寿命。

Description

抗米勒效应功率模块的驱动装置及电子设备

技术领域

本公开涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种抗米勒效应功率模块的驱动装置及电子设备。

背景技术

栅极驱动器是电源、电驱等电力电子系统中必须的一类器件，处在信号处理的弱电信号和大功率的强电信号之间，其作用是将较弱的控制信号转换成较强的驱动信号，从而推动大功率器件完成能量转换的功能，同时更高端的栅极驱动器具有检测和保护功能，以确保电力电子系统安全运转。栅极驱动器驱动的大功率电源的功率管多为MOSFET, IGBT（绝缘栅双极型晶体管）和SiC FET（碳化硅场效应管）。由于SiC具有更小的寄生电容，更小导通阻抗和更快的开关速度，使用SiC的电源可以用更高的效率，更小的体积。随着SiC技术成熟和成本降低，SiC的应用越来越普及。

由于米勒效应（Miller Effect，ME）存在，在高开关速度时，门电压产生的电压尖峰可能会使功率器件误导通或误关断，或使得驱动电压超出安全驱动范围，造成器件损坏，影响器件寿命及可靠性，因此，如何有效抑制米勒效应成了当下的一大难题。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种抗米勒效应功率模块的驱动装置，所述装置包括信号产生模块、功率模块，所述功率模块包括晶体管模块、变容模块，其中：

所述信号产生模块，用于输出第一控制信号和第二控制信号，所述第一控制信号用于控制所述晶体管模块的导通状态，所述第二控制信号用于控制所述变容模块的工作状态；

所述晶体管模块，电连接于所述信号产生模块，包括并联连接的多个晶体管，每个晶体管的栅极用于接收所述第一控制信号，并根据所述第一控制信号导通或断开；

所述变容模块，电连接于所述信号产生模块及所述晶体管模块，用于接收所述第二控制信号，并根据所述第二控制信号改变所述晶体管模块中每个晶体管的栅极与源极之间的电容大小，

其中，所述信号产生模块，还用于根据晶体管模块中晶体管的栅极端电压输出所述第二控制信号。

在一种可能的实施方式中，所述根据晶体管模块中晶体管的栅极端电压输出所述第二控制信号包括：

在输出第一控制信号以控制所述晶体管模块中每个晶体管断开时，根据晶体管模块中晶体管的栅极端电压输出第二控制信号以控制所述变容模块增加所述晶体管模块中每个晶体管的栅极与源极之间的电容大小；或

在输出第一控制信号以控制所述晶体管模块中每个晶体管导通时，根据晶体管模块中晶体管的栅极端电压输出第二控制信号以控制所述变容模块减小所述晶体管模块中每个晶体管的栅极与源极之间的电容。

在一种可能的实施方式中，所述信号产生模块包括第一控制单元、第二控制单元及第一电容，所述第一控制单元的输出端电连接于所述第一电容的第一端，所述第二控制单元的输入端电连接于所述第一电容的第二端，所述第一电容的第二端电连接于所述晶体管模块中每个晶体管的栅极，其中：

所述在输出第一控制信号以控制所述晶体管模块中每个晶体管断开时，根据晶体管模块中晶体管的栅极端电压输出第二控制信号以控制所述变容模块增加所述晶体管模块中每个晶体管的栅极与源极之间的电容大小，包括：

当所述第一控制单元输出第一控制信号以控制所述晶体管模块中每个晶体管断开时，所述第二控制单元根据所述第一电容的第二端的电压信号输出第二控制信号以控制所述变容模块增加所述晶体管模块中每个晶体管的栅极与源极之间的电容大小。

在一种可能的实施方式中，所述在输出第一控制信号以控制所述晶体管模块中每个晶体管导通时，根据晶体管模块中晶体管的栅极端电压输出第二控制信号以控制所述变容模块减小所述晶体管模块中每个晶体管的栅极与源极之间的电容大小，包括：

当所述第一控制单元输出第一控制信号以控制所述晶体管模块中每个晶体管导通时，所述第二控制单元根据所述第一电容的第二端的电压信号输出第二控制信号以控制所述变容模块减小所述晶体管模块中每个晶体管的栅极与源极之间的电容大小。

在一种可能的实施方式中，所述第二控制单元包括比较器、第一电压源、第一晶体管，所述第一电压源的正极电连接于所述第一晶体管的漏极和所述第一电容的第一端，所述第一电压源的负极电连接于所述比较器的负极和所述第一电容的第二端，所述比较器的正极用于接收预设电压信号，所述比较器的输出端电连接于所述第一晶体管的栅极和所述变容模块，所述第一晶体管的源极接地，其中，

当所述信号产生模块输出第一控制信号以控制所述晶体管模块导通时，所述第一电容的第二端的电压信号高于所述预设电压信号，所述比较器输出的第二控制信号为低电平，所述第一晶体管不导通，所述变容模块减小所述晶体管模块中每个晶体管的栅极与源极之间的电容大小；或

当所述信号产生模块输出第一控制信号以控制所述晶体管模块断开时，所述第一电容的第二端的电压信号低于所述预设电压信号，所述比较器输出的第二控制信号为高电平，所述第一晶体管导通，所述变容模块增加所述晶体管模块中每个晶体管的栅极与源极之间的电容大小。

在一种可能的实施方式中，所述变容模块包括第一变容开关、第二电容、第一电阻，

所述第一变容开关的控制端电连接于所述第一电阻的第一端及所述信号产生模块，用于接收所述第二控制信号，所述第一变容开关的第一端及所述第一电阻的第二端电连接于所述晶体管模块中每个晶体管的源极，所述的第一变容开关的第二端电连接于所述第二电容的第一端，所述第二电容的第二端电连接于所述晶体管模块中每个晶体管的栅极，用于接收所述第一控制信号。

在一种可能的实施方式中，所述变容模块包括第二变容开关、第三电容、第二电阻及多个第三电阻，

所述第二变容开关的控制端电连接于所述第二电阻的第一端及所述信号产生模块，用于接收所述第二控制信号，所述第二变容开关的第一端及所述第二电阻的第二端电连接于所述晶体管模块中每个晶体管的源极，所述的第二变容开关的第二端电连接于所述第三电容的第一端，所述第三电容的第二端电连接于每个第三电阻的第一端，用于接收所述第一控制信号，

每个第三电阻的第二端分别电连接于所述晶体管模块中每个晶体管的栅极。

在一种可能的实施方式中，所述变容模块包括第三变容开关、多个第四电容、第四电阻及多个第五电阻，

所述第三变容开关的控制端电连接于所述第四电阻的第一端及所述信号产生模块，用于接收所述第二控制信号，所述第三变容开关的第一端及所述第四电阻的第二端电连接于所述晶体管模块中每个晶体管的源极，所述第三变容开关的第二端电连接于每个第四电容的第一端，每个第四电容的第二端电连接于每个第五电阻的第一端及所述晶体管模块中每个晶体管的栅极，每个第五电阻的第二端用于接收所述第一控制信号。

在一种可能的实施方式中，所述变容模块包括多个第四变容开关、多个第五电容、多个第六电阻及多个第七电阻，

每个第四变容开关的控制端电连接于每个第六电阻的第一端及所述信号产生模块，用于接收所述第二控制信号，每个第四变容开关的第一端及每个第六电阻的第二端电连接于所述晶体管模块中每个晶体管的源极，每个第四变容开关的第二端电连接于每个第五电容的第一端，每个第五电容的第二端电连接于每个第七电阻的第一端及所述晶体管模块中每个晶体管的栅极，每个第七电阻的第二端用于接收所述第一控制信号。

根据本公开的另一方面，提出了一种电子设备，所述电子设备包括所述的抗米勒效应功率模块的驱动装置。

通过以上装置，本公开实施方式可以利用第一控制信号控制晶体管模块的导通状态，并可以利用第二控制信号控制变容模块的工作状态以改变晶体管模块中每个晶体管的栅极与源极之间的电容大小，从而消除米勒效应产生的尖峰电压的影响，避免晶体管模块因米勒效应损坏，提高晶体管模块的可靠性，并延长装置的使用寿命。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。

图1示出了根据本公开一实施方式的抗米勒效应功率模块的驱动装置的示意图。

图2a示出了半桥连接示意图，图2b示出了晶体管栅极与源极之间的电压示意图。

图3a示出了根据本公开一实施方式的抗米勒效应功率模块的驱动装置的示意图。

图3b示出了根据本公开一实施方式的抗米勒效应功率模块的驱动装置的示意图。

图4a示出了根据本公开一实施方式的变容模块的示意图。

图4b示出了根据本公开一实施方式的变容模块的示意图。

图4c示出了根据本公开一实施方式的变容模块的示意图。

图4d示出了根据本公开一实施方式的变容模块的示意图。

图5a示出了相关技术中晶体管的栅源电压Vg的示意图，图5b示出了根据本公开实施例中的晶体管模块中晶体管的栅源电压Vg的示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

请参阅图1，图1示出了根据本公开一实施方式的抗米勒效应功率模块的驱动装置的示意图。

如图1所示，所述装置包括信号产生模块10、功率模块15，所述功率模块15包括晶体管模块20、变容模块30，其中：

所述信号产生模块10，用于输出第一控制信号和第二控制信号，所述第一控制信号用于控制所述晶体管模块20的导通状态，所述第二控制信号用于控制所述变容模块30的工作状态；

所述晶体管模块20，电连接于所述信号产生模块10，包括并联连接的多个晶体管，每个晶体管的栅极用于接收所述第一控制信号，并根据所述第一控制信号导通或断开；

所述变容模块30，电连接于所述信号产生模块10及所述晶体管模块20，用于接收所述第二控制信号，并根据所述第二控制信号改变所述晶体管模块20中每个晶体管的栅极与源极之间的电容大小，

其中，所述信号产生模块10，还用于根据晶体管模块20中晶体管的栅极端电压输出所述第二控制信号。

通过以上装置，本公开实施方式可以利用第一控制信号控制晶体管模块的导通状态，并可以利用第二控制信号控制变容模块的工作状态以改变晶体管模块中每个晶体管的栅极与源极之间的电容大小，从而消除米勒效应产生的尖峰电压的影响，避免晶体管模块因米勒效应损坏，提高晶体管模块的可靠性，并延长装置的使用寿命，并且，通过晶体管模块20中晶体管的栅极电压产生第二控制信号对变容模块进行控制，可以根据晶体管模块不同的工作状态实现自动控制。

本公开实施方式通过第二控制信号对变容模块的工作状态进行控制，可以在消除米勒效应产生的尖峰电压的影响的同时，降低信号产生模块产生第一控制信号的负荷。

其中，功率模块，也可以称为功率半导体模块，可以应用于电能转换的应用场合，如：电机驱动、电源、输变电等。在一个示例中，晶体管模块可以包括：IGBT（绝缘栅双极型晶体管）、功率MOSFET（场效应晶体管）、晶闸管以及功率二极管等。在一种可能的实施方式中，晶体管模块20中每个晶体管并联包括每个晶体管的栅极电连接、每个晶体管的源极电连接、每个晶体管的漏极电连接的方式。受功率半导体成品影响，大电流单晶体管的成本要比相同总电流的多个小电流晶体管要贵。因此，本公开通过包括多个晶体管的功率模块实现大电流单晶体管目的，通过将多个晶体管并联形成功率模块，相较于相关技术中利用单个大电流晶体管的技术方案，可以节约成本。

请参阅图2a和图2b，图2a示出了半桥连接示意图，图2b示出了晶体管栅极与源极之间的电压示意图。

如图2a及图2b所示，由于晶体管栅极与漏极之间存在的电容Cdg，当下管断开（Vg2为低电平）时，上管从导通变到关断，或从关断变导通的过程中、Vds发生快速变化，由于米勒效应，下管的栅极与源极之间的电压Vgs会出现正电压尖峰和负电压尖峰，当产生的正电压尖峰过大时，可能导致半桥直通而产生过流或损坏，当负电压尖峰过大时，可能会使得下管的栅氧过压而损坏。同样的问题也会发生在上管。当应用本公开的抗米勒效应功率模块的驱动装置的技术方案时，可以消除正电压尖峰和负电压尖峰，从而避免器件损坏，以延长装置的使用寿命。

下面将对本公开实施方式的抗米勒效应功率模块的驱动装置的各种可能实现方式进行示例性介绍。

在一种可能的实施方式中，所述根据晶体管模块20中晶体管的栅极端电压输出所述第二控制信号包括：

在输出第一控制信号以控制所述晶体管模块20中每个晶体管断开时，根据晶体管模块中晶体管的栅极端电压输出第二控制信号以控制所述变容模块30增加所述晶体管模块20中每个晶体管的栅极与源极之间的电容大小；或

在输出第一控制信号以控制所述晶体管模块20中每个晶体管导通时，根据晶体管模块中晶体管的栅极端电压输出第二控制信号以控制所述变容模块30减小所述晶体管模块20中每个晶体管的栅极与源极之间的电容大小。

当晶体管处于关断状态时，由于米勒效应的存在，产生的尖峰电压可能导致器件损坏，因此，本公开实施例可以在晶体管模块20中每个晶体管处于断开状态时，控制变容模块增加每个晶体管的栅极与源极之间的电容大小，以减弱或消除米勒效应产生的尖峰电压。

当晶体管处于导通状态时，本公开实施例可以利用第二控制信号控制变容模块减少晶体管的栅极与源极之间的电容大小，以使得器件正常快速导通，且，在这种情况下，由于变容模块切除了晶体管的栅极与源极之间的并联电容，信号产生模块产生的第一控制信号驱动晶体管导通时，驱动能力不变（不需要额外的驱动电流），在一定程度上降低了信号产生模块的实现复杂度和成本。

在晶体管处于不同的状态时，本公开实施例通过第二控制信号控制变容模块的工作状态，可以兼顾消除米勒效应的影响和信号产生模块的驱动能力

应该说明的是，当晶体管处于导通状态时，所述“减少所述晶体管模块20中每个晶体管的栅极与源极之间的电容大小”是指，变容模块30减小或切除晶体管栅极与源极之间的并联的电容值，使得晶体管的栅极与源极之间的电容相较于变容模块工作时的电容更小。当晶体管处于导通状态时，晶体管栅极与源极之间的电容大小为晶体管本身栅极与源极之间的等效电容大小Cgs，而当晶体管处于断开状态时，变容模块30控制晶体管栅极与源极之间的电容为变容模块产生的电容与晶体管本身Cgs的并联。

在一个示例中，当变容模块30工作时产生的电容的大小大于晶体管栅极与源极之间的电容Cgs的大小，例如，变容模块30工作时产生的电容大小可以为晶体管栅源之间的电容Cgs的K倍，K可以为大于或等于1的整数，优选的，K大于10。

请参阅图3a，图3a示出了根据本公开一实施方式的抗米勒效应功率模块的驱动装置的示意图。

在一种可能的实施方式中，如图3a所示，所述信号产生模块10包括第一控制单元110、第二控制单元120及第一电容C1，所述第一控制单元110的输出端电连接于所述第一电容C1的第一端，所述第二控制单元120的输入端电连接于所述第一电容C1的第二端，所述第一电容C1的第二端电连接于所述晶体管模块20中每个晶体管的栅极，其中：

所述在输出第一控制信号（Vg）以控制所述晶体管模块20中每个晶体管断开时，输出第二控制信号（XClamp）以控制所述变容模块30增加所述晶体管模块中每个晶体管的栅极与源极之间的电容，包括：

当所述第一控制单元110输出第一控制信号以控制所述晶体管模块20中每个晶体管断开时，所述第二控制单元120根据所述第一电容C1的第二端的电压信号输出第二控制信号以控制所述变容模块30增加所述晶体管模块中每个晶体管的栅极与源极之间的电容。

在一个示例中，当晶体管模块20中每个晶体管断开时，第一电容C1的第二端的电压信号为负。

在一种可能的实施方式中，如图3a所示，所述在输出第一控制信号以控制所述晶体管模块20中每个晶体管导通时，输出第二控制信号以控制所述变容模块30减少所述晶体管模块中每个晶体管的栅极与源极之间的电容，包括：

当所述第一控制单元110输出第一控制信号以控制所述晶体管模块20中每个晶体管导通时，所述第二控制单元120根据所述第一电容C1的第二端的电压信号输出第二控制信号以控制所述变容模块30减少增加所述晶体管模块中每个晶体管的栅极与源极之间的电容。

在一个示例中，当晶体管模块20中每个晶体管导通时，第一电容C1的第二端的电压信号为正。

在一种可能的实施方式中，如图3a所示，所述第二控制单元120包括比较器T、第一电压源V、第一晶体管Q1，所述第一电压源的正极电连接于所述第一晶体管Q1的漏极和所述第一电容C1的第一端，所述第一电压源V的负极电连接于所述比较器T的负极和所述第一电容C1的第二端，所述比较器T的正极用于接收预设电压信号V1，所述比较器T的输出端电连接于所述第一晶体管Q1的栅极和所述变容模块30，所述第一晶体管Q1的源极接地，其中，

当所述信号产生模块10输出第一控制信号以控制所述晶体管模块20导通时，所述第一电容C1的第二端的电压信号高于所述预设电压信号V1，所述比较器T输出的第二控制信号为低电平，所述第一晶体管Q1不导通，所述变容模块30减少所述晶体管模块中每个晶体管的栅极与源极之间的电容；或

当所述信号产生模块10输出第一控制信号以控制所述晶体管模块20断开时，所述第一电容C1的第二端的电压信号低于所述预设电压信号V1，所述比较器T输出的第二控制信号为高电平，所述第一晶体管Q1导通，所述变容模块30增加所述晶体管模块中每个晶体管的栅极与源极之间的电容。

在一个示例中，预设电压信号V1的大小可以为0~V2之间，其中，V2为晶体管模块20中晶体管的门槛电压，在一个示例中，V1可以为2V。

通过以上装置，本公开实施例可以利用检测到的第一电容C1的第二端的电压产生第二控制信号，从而对变容模块30的工作状态进行控制，以对晶体管模块20中每个晶体管的栅极与源极之间的电容大小进行调整，在第一电容C1的第二端的电压为负（晶体管模块中的晶体管被控制处于断开的状态）时，变容模块30产生的电容与晶体管的Cgs并联，增加了晶体管栅极与源极之间的电容大小，从而可以消除米勒效应产生的尖峰电压的影响。

在一种可能的实施方式中，信号产生模块10也可以不包括第一电容C1，第二控制单元120直接根据第一控制信号的大小确定第二控制信号。在一个示例中，当所述第一电压源的电压为零时，第一电容C1可以省去（短接）。

请参阅图3b，图3b示出了根据本公开一实施方式的抗米勒效应功率模块的驱动装置的示意图。

在一种可能的实施方式中，如图3b所示，对于晶体管模块中每个晶体管Q，可以设置电阻Rs于栅极，信号产生模块产生的第一控制信号Vg通过电阻Rs作用于晶体管Q的栅极，以控制晶体管Q的导通状态。

在一种可能的实施方式中，如图3b所示，对于每个晶体管Q，可以设置电容CX和开关Qx晶体管Q的栅极和源极之间，电容CX的一端电连接于电阻Rs与晶体管Q栅极，另一端电连接于开关Qx的第一端，开关Qx的第二端电连接于晶体管Q的源极S，开关的控制端用于接收第二控制信号XClamp，开关Qx根据第二控制信号XClamp导通或断开，从而控制电容CX与晶体管栅源电容的并联逆袭（并联或断开连接）。

在一个示例中，如图3b所示，可以在开关Qx的控制端与第二端之间串联电阻Rx。

以上以晶体管模块中单个晶体管为例对功率模块进行了示例性介绍，下面将对实现以上方案的可能实施方式进行示例性介绍。

本公开实施方式中的变容模块30可以包括多种实施方式，下面进行示例性介绍。

请参阅图4a，图4a示出了根据本公开一实施方式的变容模块的示意图。

在一种可能的实施方式中，如图4a所示，所述变容模块30包括第一变容开关S1、第二电容C2、第一电阻R1，

所述第一变容开关S1的控制端电连接于所述第一电阻R1的第一端及所述信号产生模块10，用于接收所述第二控制信号（XClamp），所述第一变容开关S1的第一端及所述第一电阻R1的第二端电连接于所述晶体管模块20中每个晶体管（Q）的源极，所述的第一变容开关S1的第二端电连接于所述第二电容C2的第一端，所述第二电容C2的第二端电连接于所述晶体管模块20中每个晶体管的栅极，用于接收所述第一控制信号Vg。

在一个示例中，第一变容开关S1可以为晶体管，也可以为其他类型的开关，对此本公开实施例不作限定。

当晶体管模块中的晶体管被断开时，第二控制信号为高电平，第一变容开关S1被导通，第二电容C2的两端电连接于每个晶体管的栅极与源极，在这种情况下，每个晶体管的栅极与源极之间的电容为Cgs与第二电容C2的并联，当第二电容C2选择的比Cgs大时，每个晶体管的栅极与源极之间的电容将被增大，因此，可以消除米勒效应产生的尖峰电压，从而避免晶体管被损坏。

请参阅图4b，图4b示出了根据本公开一实施方式的变容模块的示意图。

在一种可能的实施方式中，如图4b所示，所述变容模块30包括第二变容开关S2、第三电容C3、第二电阻R2及多个第三电阻R3，

所述第二变容开关S2的控制端电连接于所述第二电阻R2的第一端及所述信号产生模块10，用于接收所述第二控制信号（XClamp），所述第二变容开关S2的第一端及所述第二电阻R2的第二端电连接于所述晶体管模块20中每个晶体管的源极，所述的第二变容开关S2的第二端电连接于所述第三电容C3的第一端，所述第三电容C3的第二端电连接于每个第三电阻R3的第一端，用于接收所述第一控制信号Vg，

每个第三电阻R3的第二端分别电连接于所述晶体管模块20中每个晶体管的栅极。

在一个示例中，第二变容开关S2可以为晶体管，也可以为其他类型的开关，对此本公开实施例不作限定。

相较于图4a所示的情形，图4b中，晶体管模块中每个晶体管的栅极被串联了一个第三电阻R3。

由于晶体管模块由多个晶体管并联而成，相较于单个晶体管可以增加电流和功率，且，相比于大电流的晶体管，利用多个小电流晶体管并联得到的晶体管模块可以大幅降低成本，然而，多个晶体管并联得到的晶体管模块存在电流均流问题，由于每个晶体管存在差异，其导通时的门槛电压不一，当给晶体管模块施加同一电压时，门槛电压较低的晶体管会先导通，这样，所有的电流都会先流到该晶体管上；同样，当需要关断晶体管模块时，门槛电压低的晶体管会最后关断，这样，所有的电流又会流动到该晶体管上，这种现象会导致晶体管模块中各个晶体管存在不均流，发热不均匀，门槛电压较低的晶体管会产生高温发热现象，这会导致晶体管加速老化，更严重时，会导致晶体管被损坏。

因此，本公开实施例在晶体管模块的每个晶体管的栅极串联一个第三电阻R3，因此，晶体管模块中各个晶体管的栅极驱动电压互不影响，电流不均流的问题被改善，延长了晶体管的使用寿命。

如图4b所示，当晶体管模块中的晶体管被断开时，第二控制信号为高电平，第二变容开关S2被导通，第三电容C3的两端电连接于每个晶体管的栅极与源极，在这种情况下，每个晶体管的栅极与源极之间的电容为Cgs与第三电容C3的并联，当第三电容C3选择的比Cgs大时，每个晶体管的栅极与源极之间的电容将被增大，因此，可以消除米勒效应产生的尖峰电压，从而避免晶体管被损坏。

通过以上装置，本公开实施例可以同时解决晶体管模块中存在的电流不均流问题及米勒效应，从而延长器件的使用寿命。

在一个示例中，若晶体管模块中晶体管的数目较少，例如不超过4个，则，变容模块30可以为如图4a，图4b所示的情况，当晶体管模块中晶体管数目较少时，晶体管之间距离较近，通过一个电容和开关即可实现控制，可以节约成本。

请参阅图4c，图4c示出了根据本公开一实施方式的变容模块的示意图。

在一种可能的实施方式中，如图4c所示，所述变容模块30包括第三变容开关S3、多个第四电容C4、第四电阻R4及多个第五电阻R5，

所述第三变容开关S3的控制端电连接于所述第四电阻R4的第一端及所述信号产生模块10，用于接收所述第二控制信号，所述第三变容开关S3的第一端及所述第四电阻R4的第二端电连接于所述晶体管模块20中每个晶体管的源极，所述第三变容开关S3的第二端电连接于每个第四电容C4的第一端，每个第四电容C4的第二端电连接于每个第五电阻R5的第一端及所述晶体管模块20中每个晶体管的栅极，每个第五电阻R5的第二端用于接收所述第一控制信号。

在一个示例中，第三变容开关S3可以为晶体管，也可以为其他类型的开关，对此本公开实施例不作限定。

与图4b所示的装置相比，图4c中，各个晶体管仅共用变容开关，每个晶体管都有各自的电容。这样，当晶体管模块中晶体管较多，模块较大时，可以消除因导线走线长产生的电感的影响。

如图4c所示，当晶体管模块中的晶体管被断开时，第二控制信号为高电平，第三变容开关S3被导通，各个第四电容C4的两端电连接于各个晶体管的栅极与源极，在这种情况下，每个晶体管的栅极与源极之间的电容为Cgs与第四电容C4的并联，当第四电容C4选择的比Cgs大时，每个晶体管的栅极与源极之间的电容将被增大，因此，可以消除米勒效应产生的尖峰电压，从而避免晶体管被损坏。

请参阅图4d，图4d示出了根据本公开一实施方式的变容模块的示意图。

在一种可能的实施方式中，如图4d所示，所述变容模块30包括多个第四变容开关S4、多个第五电容C5、多个第六电阻R6及多个第七电阻R7，

每个第四变容开关S4的控制端电连接于每个第六电阻R6的第一端及所述信号产生模块10，用于接收所述第二控制信号，每个第四变容开关S4的第一端及每个第六电阻R6的第二端电连接于所述晶体管模块20中每个晶体管的源极，每个第四变容开关S4的第二端电连接于每个第五电容C5的第一端，每个第五电容C5的第二端电连接于每个第七电阻R7的第一端及所述晶体管模块20中每个晶体管的栅极，每个第七电阻R7的第二端用于接收所述第一控制信号。

在一个示例中，第四变容开关S4可以为晶体管，也可以为其他类型的开关，对此本公开实施例不作限定。

在一个示例中，也可以设置单个第六电阻R6，从而节约成本。例如，可保留图4d中左边第一个第六电阻R6或任意一个或任意数目个第六电阻R6以节约成本。

与图4c所示的装置相比，图4d中，每个晶体管都有各自的电容及变容开关。这样，当晶体管模块中晶体管较多，模块较大时，可以消除因导线走线长产生的电感的影响。

如图4d所示，当晶体管模块中的晶体管被断开时，第二控制信号为高电平，各个第四变容开关S4被导通，各个第五电容C5的两端电连接于各个晶体管的栅极与源极，在这种情况下，每个晶体管的栅极与源极之间的电容为Cgs与第五电容C5的并联，当第五电容C5选择的比Cgs大时，每个晶体管的栅极与源极之间的电容将被增大，因此，可以消除米勒效应产生的尖峰电压，从而避免晶体管被损坏。

在一个示例中，当晶体管模块中晶体管的数目较多时，例如数目大于4，则变容模块可以采用如图4c和4d的形式，当晶体管模块中晶体管数目较多时，晶体管模块的规模较大，晶体管之间的连接线会产生漏电感，因此，本公开实施例在每个晶体管的栅源之间设置单独的电容，可以降低漏电感的影响，实现对米勒效应的抑制。

请参阅图5a和图5b，图5a示出了相关技术中晶体管的栅源电压Vg的示意图，图5b示出了根据本公开实施例中的晶体管模块中晶体管的栅源电压Vg的示意图。

如图5a所示，相关技术中栅源电压Vg存在尖峰电压。

如图5b所示，本公开实施例的抗米勒效应功率模块的驱动装置中，晶体管模块中各个晶体管的栅源电压Vg消除了尖峰电压。

可见，本公开实施例的抗米勒效应功率模块的驱动装置，具有高可靠性，消除了米勒效应引起的电压尖峰，且可以确保晶体管模块中晶体管均流。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种抗米勒效应功率模块的驱动装置，其特征在于，所述装置包括信号产生模块、功率模块，所述功率模块包括晶体管模块、变容模块，其中：

所述信号产生模块，用于输出第一控制信号和第二控制信号，所述第一控制信号用于控制所述晶体管模块的导通状态，所述第二控制信号用于控制所述变容模块的工作状态；

所述晶体管模块，电连接于所述信号产生模块，包括并联连接的多个晶体管，每个晶体管的栅极用于接收所述第一控制信号，并根据所述第一控制信号导通或断开；

所述变容模块，电连接于所述信号产生模块及所述晶体管模块，用于接收所述第二控制信号，并根据所述第二控制信号改变所述晶体管模块中每个晶体管的栅极与源极之间的电容大小，

其中，所述信号产生模块，还用于根据晶体管模块中晶体管的栅极端电压输出所述第二控制信号。

2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述根据晶体管模块中晶体管的栅极端电压输出所述第二控制信号包括：

在输出第一控制信号以控制所述晶体管模块中每个晶体管断开时，根据晶体管模块中晶体管的栅极端电压输出第二控制信号以控制所述变容模块增加所述晶体管模块中每个晶体管的栅极与源极之间的电容；或

在输出第一控制信号以控制所述晶体管模块中每个晶体管导通时，根据晶体管模块中晶体管的栅极端电压输出第二控制信号以控制所述变容模块减小所述晶体管模块中每个晶体管的栅极与源极之间的电容。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述信号产生模块包括第一控制单元、第二控制单元及第一电容，所述第一控制单元的输出端电连接于所述第一电容的第一端，所述第二控制单元的输入端电连接于所述第一电容的第二端，所述第一电容的第二端电连接于所述晶体管模块中每个晶体管的栅极，其中：

所述在输出第一控制信号以控制所述晶体管模块中每个晶体管断开时，根据晶体管模块中晶体管的栅极端电压输出第二控制信号以控制所述变容模块增加所述晶体管模块中每个晶体管的栅极与源极之间的电容，包括：

当所述第一控制单元输出第一控制信号以控制所述晶体管模块中每个晶体管断开时，所述第二控制单元根据所述第一电容的第二端的电压信号输出第二控制信号以控制所述变容模块增加所述晶体管模块中每个晶体管的栅极与源极之间的电容。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述在输出第一控制信号以控制所述晶体管模块中每个晶体管导通时，根据晶体管模块中晶体管的栅极端电压输出第二控制信号以控制所述变容模块减小所述晶体管模块中每个晶体管的栅极与源极之间的电容，包括：

当所述第一控制单元输出第一控制信号以控制所述晶体管模块中每个晶体管导通时，所述第二控制单元根据所述第一电容的第二端的电压信号输出第二控制信号以控制所述变容模块减小所述晶体管模块中每个晶体管的栅极与源极之间的电容。

5. 根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第二控制单元包括比较器、第一电压源、第一晶体管，所述第一电压源的正极电连接于所述第一晶体管的漏极和所述第一电容的第一端，所述第一电压源的负极电连接于所述比较器的负极和所述第一电容的第二端，所述比较器的正极用于接收预设电压信号，所述比较器的输出端电连接于所述第一晶体管的栅极和所述变容模块，所述第一晶体管的源极接地，其中，

当所述信号产生模块输出第一控制信号以控制所述晶体管模块导通时，所述第一电容的第二端的电压信号高于所述预设电压信号，所述比较器输出的第二控制信号为低电平，所述第一晶体管不导通，所述变容模块减小所述晶体管模块中每个晶体管的栅极与源极之间的电容；或

当所述信号产生模块输出第一控制信号以控制所述晶体管模块断开时，所述第一电容的第二端的电压信号低于所述预设电压信号，所述比较器输出的第二控制信号为高电平，所述第一晶体管导通，所述变容模块增加所述晶体管模块中每个晶体管的栅极与源极之间的电容。

6.根据权利要求1~5任一项所述的装置，其特征在于，所述变容模块包括第一变容开关、第二电容、第一电阻，

所述第一变容开关的控制端电连接于所述第一电阻的第一端及所述信号产生模块，用于接收所述第二控制信号，所述第一变容开关的第一端及所述第一电阻的第二端电连接于所述晶体管模块中每个晶体管的源极，所述的第一变容开关的第二端电连接于所述第二电容的第一端，所述第二电容的第二端电连接于所述晶体管模块中每个晶体管的栅极，用于接收所述第一控制信号。

7.根据权利要求1~5任一项所述的装置，其特征在于，所述变容模块包括第二变容开关、第三电容、第二电阻及多个第三电阻，

所述第二变容开关的控制端电连接于所述第二电阻的第一端及所述信号产生模块，用于接收所述第二控制信号，所述第二变容开关的第一端及所述第二电阻的第二端电连接于所述晶体管模块中每个晶体管的源极，所述的第二变容开关的第二端电连接于所述第三电容的第一端，所述第三电容的第二端电连接于每个第三电阻的第一端，用于接收所述第一控制信号，

每个第三电阻的第二端分别电连接于所述晶体管模块中每个晶体管的栅极。

8.根据权利要求1~5任一项所述的装置，其特征在于，所述变容模块包括第三变容开关、多个第四电容、第四电阻及多个第五电阻，

所述第三变容开关的控制端电连接于所述第四电阻的第一端及所述信号产生模块，用于接收所述第二控制信号，所述第三变容开关的第一端及所述第四电阻的第二端电连接于所述晶体管模块中每个晶体管的源极，所述第三变容开关的第二端电连接于每个第四电容的第一端，每个第四电容的第二端电连接于每个第五电阻的第一端及所述晶体管模块中每个晶体管的栅极，每个第五电阻的第二端用于接收所述第一控制信号。

9.根据权利要求1~5任一项所述的装置，其特征在于，所述变容模块包括多个第四变容开关、多个第五电容、多个第六电阻及多个第七电阻，

每个第四变容开关的控制端电连接于每个第六电阻的第一端及所述信号产生模块，用于接收所述第二控制信号，每个第四变容开关的第一端及每个第六电阻的第二端电连接于所述晶体管模块中每个晶体管的源极，每个第四变容开关的第二端电连接于每个第五电容的第一端，每个第五电容的第二端电连接于每个第七电阻的第一端及所述晶体管模块中每个晶体管的栅极，每个第七电阻的第二端用于接收所述第一控制信号。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1~9任一项所述的抗米勒效应功率模块的驱动装置。

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