KR20210064512A - Power switching module using the GaN transistor - Google Patents

Power switching module using the GaN transistor Download PDF

Info

Publication number
KR20210064512A
KR20210064512A KR1020190152719A KR20190152719A KR20210064512A KR 20210064512 A KR20210064512 A KR 20210064512A KR 1020190152719 A KR1020190152719 A KR 1020190152719A KR 20190152719 A KR20190152719 A KR 20190152719A KR 20210064512 A KR20210064512 A KR 20210064512A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
input
gallium nitride
switching module
gate driver
Prior art date
Application number
KR1020190152719A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김명복
곽봉우
Original Assignee
한국생산기술연구원
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 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020190152719A priority Critical patent/KR20210064512A/en
Publication of KR20210064512A publication Critical patent/KR20210064512A/en

Links

Images

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
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • 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

Abstract

The present invention relates to a power switching module using a gallium nitride transistor. More specifically, the power switching module comprises: an input unit to which a pulse signal generated from an external gate driver is input; a gate driver protection unit connected to the rear end of the input unit to protect an external gate driver from high voltage generated during gate oscillation of the switching unit by a pulse input from the input unit; a switching element protection unit connected to the rear end of the gate driver protection unit to protect the switching elements of the switching unit from high voltage generated during gate oscillation by a pulse input from the input unit; and a switching unit connected to the rear end of the switching element protection unit to switch a DC voltage in a pulse width modulation method according to a pulse signal input from the input unit and apply the same to a load through an output terminal.

Description

질화갈륨트랜지스터를 이용하는 전력 스위칭 모듈{Power switching module using the GaN transistor}Power switching module using the GaN transistor

본 발명은 질화갈륨트랜지스터를 이용하는 전력 스위칭 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 외부의 게이트구동기로부터 발생된 펄스신호가 입력되는 입력부와, 입력부의 후단에 결선되어 입력부로부터 입력된 펄스에 의한 스위칭부의 게이트 오실레이션시 발생되는 고전압으로부터 외부의 게이트구동기를 보호하는 게이트구동기 보호부와, 상기 게이트구동기보호부의 후단에 결선되어 상기 입력부로부터 입력된 펄스에 의한 게이트 오실레이션시 발생되는 고전압으로부터 스위칭부의 스위칭소자를 보호하는 스위칭소자 보호부와, 상기 스위칭소자보호부의 후단에 결선되어 상기 입력부로부터 입력된 펄스신호에 의하여 직류전압을 펄스폭변조방식으로 스위칭하여 출력단자를 통하여 부하로 인가하는 스위칭부를 포함하여 구성되는 전력스위칭 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a power switching module using a gallium nitride transistor, and more particularly, to an input unit to which a pulse signal generated from an external gate driver is input, and a switching unit connected to the rear end of the input unit by a pulse inputted from the input unit A gate driver protection unit that protects an external gate driver from high voltage generated during gate oscillation, and a switching element of the switching unit connected to the rear end of the gate driver protection unit from high voltage generated during gate oscillation by a pulse input from the input unit A switching device protection unit to protect the device, and a switching unit connected to the rear end of the switching device protection unit to switch a DC voltage in a pulse width modulation method by a pulse signal input from the input unit and apply it to a load through an output terminal. It relates to a power switching module that becomes

일반적으로, 실리콘(Si) 기반의 전력 반도체의 기술 개발이 한계에 도달함에 따라서 질화갈륨(GaN)계 반도체가 사용되고 있다.In general, as technology development of a silicon (Si)-based power semiconductor reaches its limit, a gallium nitride (GaN)-based semiconductor is used.

이러한 질화갈륨(GaN,Gallium Nitride) 반도체는 실리콘이나 갈륨비소(GaAs) 반도체와 비교하여 와이드 밴드갭 특성과 고온에서의 안정성이 있으며, 실리콘 기반 트랜지스터보다 전력밀도가 10 배 이상 높은 장점이 있다.Compared with silicon or gallium arsenide (GaAs) semiconductors, such gallium nitride (GaN) semiconductors have wide bandgap characteristics and stability at high temperatures, and have the advantage of having a power density 10 times higher than that of silicon-based transistors.

특히, 질화갈륨(GaN) 전력 스위칭 소자는 실리콘(Si)기반 트랜지스터에 비하여 스위칭 손실과 온(ON)-저항 손실이 낮아 에너지 절감이 가능하며, 해당 소자를 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 또는 전기자동차에 적용하면 소형화 및 경량화가 가능하고 변환 효율을 향상시킬 수 있다.In particular, gallium nitride (GaN) power switching devices can save energy because they have lower switching losses and ON-resistance losses compared to silicon (Si)-based transistors, and can be used in HEVs (Hybrid Electric Vehicles) or electric vehicles. When applied, miniaturization and weight reduction are possible and conversion efficiency can be improved.

그런데, 질화갈륨(GaN) 트랜지스터 소자의 경우, 게이트 소스(Gate Source)간의 문턱(threshold) 전압이 낮아서 허용전압이 낮게 형성되어 질화갈륨 소자 자체의 스위칭 특성이 빠르기 때문에 게이트 오실레이션(gate osillation)에 의해서 인가 전압보다 높은 전압이 발생될 수 있으며, 이렇게 되면 질화갈륨 트랜지스터의 게이트 단자에 심각한 데미지를 입혀서 질화갈륨 반도체 소자가 파괴될 우려가 있다.However, in the case of a gallium nitride (GaN) transistor device, the threshold voltage between the gate sources is low, so the allowable voltage is formed low, and the switching characteristics of the gallium nitride device itself are fast, so that gate oscillation is difficult. A voltage higher than the applied voltage may be generated by this, and in this case, there is a risk of serious damage to the gate terminal of the gallium nitride transistor and destruction of the gallium nitride semiconductor device.

따라서, 질화갈륨(GaN) 트랜지스터를 이용하는 전력 스위칭 회로의 경우, 질화갈륨(GaN) 소자와 외부의 게이트 구동용 IC 를 인접하여 설계하여야 하므로 회로 설계상의 제한이 존재하였으며, 나아가, 질화갈륨 트랜지스터를 고전력 스위칭용으로 이용하기 어려운 문제점이 있었다.Therefore, in the case of a power switching circuit using a gallium nitride (GaN) transistor, a gallium nitride (GaN) device and an external gate driving IC must be designed adjacent to each other, so there are limitations in circuit design. There was a problem in that it was difficult to use for switching.

한편, 질화갈륨 반도체 소자와 관련한 공지기술로서, 대한민국특허공보 제 1873219 호의 질화갈륨계 전력 스위칭 장치의 기술이 공지되어 있다.On the other hand, as a known technology related to a gallium nitride semiconductor device, the technology of a gallium nitride-based power switching device of Korean Patent Publication No. 1873219 is known.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 질화갈륨 트랜지스터를 이용하는 전력 스위칭 모듈을 제공하기 위한 것으로서, 고전력 리튬배터리 충전기나 태양광 인버터 시스템 등과 같이 고전력밀도를 요구하는 전력변환시스템 분야에 사용 가능한 질화갈륨트랜지스터를 이용하는 전력 스위칭 모듈의 구성을 제공하는데에 본 발명의 목적이 있다. An object of the present invention for solving the above problems is to provide a power switching module using a gallium nitride transistor, which is used in the field of power conversion systems requiring high power density, such as a high-power lithium battery charger or a solar inverter system. It is an object of the present invention to provide a configuration of a power switching module using a possible gallium nitride transistor.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned above can be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description. There will be.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 질화갈륨트랜지스터를 이용하는 전력 스위칭 모듈의 구성은, 외부의 게이트구동기로부터 발생된 펄스신호가 입력되는 입력부와, 입력부의 후단에 결선되어 입력부로부터 입력된 펄스에 의한 스위칭부의 게이트 오실레이션시 발생되는 고전압으로부터 외부의 게이트구동기를 보호하는 게이트구동기 보호부와, 상기 게이트구동기보호부의 후단에 결선되어 상기 입력부로부터 입력된 펄스에 의한 게이트 오실레이션시 발생되는 고전압으로부터 스위칭부의 스위칭소자를 보호하는 스위칭소자 보호부와, 상기 스위칭소자보호부의 후단에 결선되어 상기 입력부로부터 입력된 펄스신호에 의하여 직류전압을 펄스폭변조방식으로 스위칭하여 출력단자를 통하여 부하로 인가하는 스위칭부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. The configuration of the power switching module using the gallium nitride transistor of the present invention for achieving the above object includes an input unit to which a pulse signal generated from an external gate driver is input, and a pulse input from the input unit connected to the rear end of the input unit. A gate driver protection unit that protects an external gate driver from high voltage generated during gate oscillation of the switching unit, and a gate driver protection unit connected to the rear end of the gate driver protection unit to switch from high voltage generated during gate oscillation by a pulse input from the input unit A switching element protection unit that protects the negative switching element, and a switching unit connected to the rear end of the switching element protection unit to switch a DC voltage in a pulse width modulation method according to a pulse signal input from the input unit and apply it to a load through an output terminal It is characterized in that it comprises.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 스위칭부는, 2 개의 질화갈륨트랜지스터를 하프브릿지 방식으로 결선한 구성을 특징으로 한다.In an embodiment of the present invention, the switching unit is characterized in that two gallium nitride transistors are connected in a half-bridge manner.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 게이트구동기보호부는, 입력부의 일측입력단자와 병렬 연결된 하한치제한다이오드와 일측입력단자와 병렬 연결된 상한치제한다이오드와, 입력부의 타측입력단자와 병렬 연결된 하한치제한다이오드와 타측입력단자와 병렬 연결된 상한치제한다이오드를 포함하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment of the present invention, the gate driver protection unit includes a lower limiting diode connected in parallel with one input terminal of the input unit, an upper limiting diode connected in parallel with one input terminal, a lower limiting diode connected in parallel with the other input terminal of the input unit, and the other side It is characterized in that it includes an upper limiting diode connected in parallel with the input terminal.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 하한치제한다이오드는 쇼트키다이오드인 것을 특징으로 한다.In an embodiment of the present invention, the lower limit limiting diode is a Schottky diode.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 상한치제한다이오드는 제너다이오드인 것을 특징으로 한다.In an embodiment of the present invention, the upper limit diode is a Zener diode.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 스위칭소자보호부는, 상기 게이트구동기보호부의 후단으로 스위칭부의 일측 질화갈륨트랜지스터의 게이트 단자에 결선되는 한쌍의 상하한치제한다이오드와, 상기 게이트구동기보호부의 후단으로 스위칭부의 타측 질화갈륨트랜지스터의 게이트 단자에 결선되는 한쌍의 상하한치제한다이오드를 포함하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment of the present invention, the switching device protection unit includes a pair of upper and lower limit limiting diodes connected to the gate terminal of a gallium nitride transistor on one side of the switching unit at the rear end of the gate driver protection unit, and a switching unit at the rear end of the gate driver protection unit. It is characterized in that it includes a pair of upper and lower limit limiting diodes connected to the gate terminal of the other gallium nitride transistor.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 상하한치제한다이오드는 제너다이오드인 것을 특징으로 한다. In an embodiment of the present invention, the upper and lower limit limiting diodes are Zener diodes.

본 발명의 실시예에 있어서, 일측의 질화갈륨트랜지스터의 드레인단자와 타측의 질화갈륨트랜지스터의 소스단자 사이에 이상 전압 방지용 스너버 캐패시터가 결선된 구성을 특징으로 한다. In an embodiment of the present invention, a snubber capacitor for preventing abnormal voltage is connected between the drain terminal of the gallium nitride transistor on one side and the source terminal of the gallium nitride transistor on the other side.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 게이트구동기보호부와 상기 스위칭소자보호부 사이에서 질화갈륨트랜지스터의 소스 단자로 인가되는 직류의 옵셋값을 지정하기 위한 전류의 충방전을 수행하는 캐패시터가 부설되고, 해당 캐패시터의 충방전속도를 조절하는 충방전속도조절용저항이 해당 캐패시터와 병렬 연결된 구성을 특징으로 한다. In an embodiment of the present invention, a capacitor for charging and discharging a current for specifying an offset value of a DC applied to a source terminal of a gallium nitride transistor is installed between the gate driver protection unit and the switching element protection unit, It is characterized in that a resistor for adjusting the charge/discharge rate for controlling the charge/discharge speed of the capacitor is connected in parallel with the capacitor.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 질화갈륨트랜지스터들의 게이트-소스간 전압발생을 방지하는 전압분배저항들이 각 트랜지스터들의 게이트단자와 소스단자 사이에 각각 결선되는 구성을 특징으로 한다. In an embodiment of the present invention, voltage dividing resistors for preventing the generation of a gate-source voltage of the gallium nitride transistors are respectively connected between the gate terminal and the source terminal of each transistor.

상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 질화갈륨트랜지스터를 이용하는 전력 스위칭 모듈은 빠른 스위칭 특성으로 인하여 고전력밀도를 가지는 전력변환 시스템에 적용할 수 있는 효과가 있다.The power switching module using the gallium nitride transistor of the present invention according to the above configuration has an effect that can be applied to a power conversion system having a high power density due to a fast switching characteristic.

또한, 본 발명의 전력스위칭 모듈은 입력부 후단에 게이트구동기보호부를 설치하여 게이트 오실레이션시 발생되는 고전압으로부터 외부의 게이트구동기를 보호할 수 있는 효과를 발현한다.In addition, the power switching module of the present invention exhibits an effect of protecting an external gate driver from high voltage generated during gate oscillation by installing a gate driver protection unit at the rear end of the input unit.

또한, 본 발명의 전력스위칭 모듈은 게이트구동기보호부의 후단에 스위칭소자보호부를 설치하여 게이트 오실레이션시 발생되는 고전압으로부터 스위칭부의 스위칭소자를 보호할 수 있게 된 효과가 있다. In addition, in the power switching module of the present invention, the switching element protection unit is installed at the rear end of the gate driver protection unit to protect the switching element of the switching unit from high voltage generated during gate oscillation.

또한, 본 발명의 전력스위칭 모듈은 일측 질화갈륨트랜지스터의 드레인단자와 타측의 질화갈륨트랜지스터의 소스단자 사이에 스너버 캐패시터를 연결함으로써 이들 단자 사이에 발생되는 이상 전압을 효과적으로 제거할 수 있다.In addition, the power switching module of the present invention can effectively remove the abnormal voltage generated between these terminals by connecting a snubber capacitor between the drain terminal of the gallium nitride transistor on one side and the source terminal of the gallium nitride transistor on the other side.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and include all effects inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1 은 본 발명의 전력 스위칭 모듈의 블럭다이어그램이다.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 전력 스위칭 모듈의 회로도이다.1 is a block diagram of a power switching module of the present invention.
2 is a circuit diagram of a power switching module according to an embodiment of the present invention.

이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in several different forms, and thus is not limited to the embodiments described herein. And, in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속,접촉,결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is "connected (connected, contacted, coupled)" with another part, it is not only "directly connected" but also "indirectly connected" with another member interposed therebetween. "Including cases where In addition, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further provided, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명의 전력 스위칭 모듈의 블럭다이어그램이다.1 is a block diagram of a power switching module of the present invention.

도면을 참조하면, 도시된 실시예의 스위칭 모듈은 두개의 질화갈륨(GaN)트랜지스터(GaN1,GaN2)를 이용하여 직류 전압(VDC+)을 스위칭하여 펄스폭변조방식으로 변조된 구형파 펄스를 발생시켜 이를 출력단자(CENTER)를 통하여 부하(LOAD)에 인가하는 스위칭 모듈이다.Referring to the drawings, the switching module of the illustrated embodiment switches a DC voltage (VDC+) using two gallium nitride (GaN) transistors (GaN1, GaN2) to generate a square wave pulse modulated by a pulse width modulation method and output it It is a switching module that is applied to the load (LOAD) through the terminal (CENTER).

보다 상세하게는, 외부의 게이트구동기(Gate driver)로부터 발생된 펄스신호가 입력되는 입력부(10)와, 상기 입력부(10)의 후단에 결선되어 입력부(10)로부터 입력된 펄스에 의한 스위칭부(40)의 게이트 오실레이션시 발생되는 고전압으로부터 외부의 게이트구동기를 보호하는 게이트구동기 보호부(20)와, 상기 게이트구동기보호부(20)의 후단에 결선되어 상기 입력부(10)로부터 입력된 펄스에 의한 게이트 오실레이션시 발생되는 고전압으로부터 스위칭부(40)의 스위칭소자를 보호하는 스위칭소자 보호부(30)와, 상기 스위칭소자보호부(30)의 후단에 결선되어 상기 입력부(10)로부터 입력된 펄스신호에 의하여 직류전압(VDC+)를 펄스폭변조(PWM) 방식으로 스위칭하여 출력단자(CENTER)를 통하여 부하(LOAD)로 인가하는 스위칭부(40)를 포함하여 구성된다.More specifically, an input unit 10 to which a pulse signal generated from an external gate driver is input, and a switching unit connected to the rear end of the input unit 10 by a pulse input from the input unit 10 ( 40), the gate driver protection unit 20 that protects the external gate driver from high voltage generated during gate oscillation, and the gate driver protection unit 20 connected to the rear end of the input unit 10 The switching element protection unit 30 that protects the switching element of the switching unit 40 from high voltage generated during gate oscillation by the It is configured to include a switching unit 40 that switches the DC voltage (VDC+) by a pulse signal in a pulse width modulation (PWM) method and applies it to the load (LOAD) through the output terminal (CENTER).

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 전력 스위칭 모듈을 실시예의 회로도를 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the power switching module of the present invention configured as described above will be described in more detail with reference to the circuit diagram of the embodiment.

도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 스위칭 모듈의 회로도이다.2 is a circuit diagram of a power switching module according to an embodiment of the present invention.

회로도를 참조하면, 본 발명의 실시예의 전력 스위칭 모듈은 2 개의 질화갈륨트랜지스터(GaN1,GaN2)를 병렬 연결한 하프브릿지(Half bridge) 회로의 구성이다.Referring to the circuit diagram, the power switching module of the embodiment of the present invention is a configuration of a half bridge circuit in which two gallium nitride transistors (GaN1, GaN2) are connected in parallel.

상기 스위칭부(40)의 일측 질화갈륨트랜지스터(GaN1)의 드레인단자와 타측 질화갈륨트랜지스터(GaN2)의 소스단자에 부하로 인가될 직류전압의 양단(VDC+,VDC-)이 각각 입력된다.Both ends (VDC+, VDC-) of the DC voltage to be applied as a load are respectively input to the drain terminal of the one side gallium nitride transistor (GaN1) and the source terminal of the other side gallium nitride transistor (GaN2) of the switching unit 40 .

상기 입력부(10)로 입력되는 펄스(pulse)는 펄스폭변조(Pulse Width Modulation, PWM) 방식으로 직류전압(VDC+)을 스위칭하기 위하여 설정된 주파수를 가지는 구형파 펄스로서, 하프브릿지 방식으로 결선된 스위칭부(40)의 2 개의 질화갈륨트랜지스터(GaN1,GaN2)를 각각 스위칭하기 위하여 펄스의 상한전압(Voltage Gate High,VGH)를 이루는 게이트바이어스전압이 인가되는 일측입력단자(INH+ INH-)와, 펄스의 하한전압(Voltage Gate Low,VGL)를 이루는 게이트바이어스전압이 인가되는 타측입력단자(INL+, INL-)로 이루어져 있다.A pulse input to the input unit 10 is a square wave pulse having a frequency set to switch the DC voltage (VDC+) in a pulse width modulation (PWM) method, and a switching unit connected in a half-bridge method In order to switch the two gallium nitride transistors (GaN1, GaN2) of (40), one input terminal (INH+INH-) to which the gate bias voltage constituting the upper limit voltage (Voltage Gate High, VGH) of the pulse is applied, and the pulse It consists of the other input terminals (INL+, INL-) to which the gate bias voltage constituting the lower limit voltage (Voltage Gate Low, VGL) is applied.

따라서, 본 발명의 전력스위칭모듈은 스위칭부(40)를 통하여 필요한 듀티사이클(duty cycle)을 가지는 직류 전압을 출력하여 부하로 공급하여 줄 수 있게 된다. Accordingly, the power switching module of the present invention can output a DC voltage having a required duty cycle through the switching unit 40 and supply it to the load.

또한, 게이트구동기보호부(20)는, 일측입력단자(INH+,INH-)와 병렬 연결되어 스위칭부(40)의 게이트 오실레이션시 발생되는 전압의 하한치를 제한하는 하한치제한다이오드(DsIN1)과, 일측입력단자(INH+,INH-)와 병렬 연결되어 스위칭부(40)의 게이트 오실레이션시 발생되는 전압의 상한치를 제한하는 상한치제한다이오드(DzIN1)으로 이루어져 있으며, 마찬가지로, 타측입력단자(INL+,INL-)와 병렬 연결되어 스위칭부(40)의 게이트 오실레이션시 발생되는 전압의 하한치를 제한하는 하한치제한다이오드(DsIN2)와, 타측입력단자(INL+,INL-)와 병렬 연결되어 게이트 오실레이션시 발생되는 전압의 하한치를 제한하는 상한치제한다이오드(DzIN2)가 결선되어 있다.In addition, the gate driver protection unit 20 is connected in parallel with one of the input terminals (INH+, INH-) to limit the lower limit of the voltage generated during the gate oscillation of the switching unit 40. A lower limit limiting diode (DsIN1), It consists of an upper limiting diode (DzIN1) that is connected in parallel with one input terminal (INH+, INH-) to limit the upper limit of the voltage generated during gate oscillation of the switching unit 40, and similarly, the other input terminals (INL+, INL) -) and a lower limit diode (DsIN2) that limits the lower limit of the voltage generated during gate oscillation of the switching unit 40, and the other input terminals (INL+, INL-) in parallel to generate gate oscillation An upper limiting diode (DzIN2) that limits the lower limit of the applied voltage is connected.

본 발명 실시예는 상기 하한치제한다이오드(DsIN1,DsIN2)는 문턱전압(threshold voltage)이 낮은 쇼트키다이오드(shottky diode)를 채용하고, 상기 상한치제한다이오드(DzIN1,DzIN2)는 역방향에서의 정전압 특성을 가지는 제너다이오드(Zener Diode)를 채용한다.In the embodiment of the present invention, the lower limiting diodes DsIN1 and DsIN2 employ a Schottky diode having a low threshold voltage, and the upper limiting limiting diodes DzIN1 and DzIN2 have a constant voltage characteristic in the reverse direction. The branch employs a Zener diode.

따라서, 상기 게이트구동기보호부(20)는 하한치제한다이오드와 상한치제한다이오드에 의하여 스위칭부(40)의 게이트 오실레이션시 발생되는 전압의 하한치와 상한치가 일정하게 제한되므로 일측입력단자(INH+,INH-)와 타측입력단자(INL+,INL-)에 연결된 외부의 게이트구동기(Gate Driver)를 고전압으로부터 보호할 수 있게 된다.Accordingly, the gate driver protection unit 20 has a lower limit value and an upper limit value of the voltage generated during gate oscillation of the switching unit 40 by the lower limit value limiting diode and the upper limit value limiting diode, so that one input terminal (INH+, INH-) ) and the external gate driver connected to the other input terminals (INL+, INL-) can be protected from high voltage.

또한, 스위칭부(40)의 스위칭소자를 보호하는 스위칭소자보호부(30)는, 상기 게이트구동기보호부(20)의 후단으로 스위칭부(40)의 일측 질화갈륨트랜지스터(GaN1)의 게이트 단자에 결선되어 게이트 오실레이션시 발생되는 전압의 상한치 및 하한치를 각각 제한하는 한쌍의 상하한치제한다이오드(DzU1,DzD1)들로 이루어져 있으며, 양 다이오드들은 애노드(anode)측이 상호 연결되어 있다.In addition, the switching element protection unit 30 for protecting the switching element of the switching unit 40 is a rear end of the gate driver protection unit 20 and is connected to the gate terminal of the one side gallium nitride transistor (GaN1) of the switching unit 40 . It consists of a pair of upper and lower limit limiting diodes (DzU1, DzD1) that are connected and limit the upper and lower limits of the voltage generated during gate oscillation, respectively, and both diodes are interconnected at the anode side.

마찬가지로, 상기 게이트구동기보호부(20)의 후단으로 스위칭부(40)의 타측 질화갈륨트랜지스터(GaN2)의 게이트 단자에 결선되어 게이트 오실레이션시 발생되는 전압의 상한치 및 하한치를 각각 제한하는 한쌍의 상하한치제한다이오드(DzU2,DzD2)들로 이루어져 있으며, 양 다이오드들은 애노드(anode)측이 상호 연결되어 있다.Similarly, the rear end of the gate driver protection unit 20 is connected to the gate terminal of the gallium nitride transistor (GaN2) on the other side of the switching unit 40 to limit the upper and lower limits of the voltage generated during gate oscillation, respectively. It consists of limiting diodes (DzU2, DzD2), and both diodes are interconnected at the anode side.

본 발명 실시예는 상기 상하한치제한다이오드(DzU1,DzD1,DzU2,DzD2)로서 역방향에서의 정전압 특성을 가지는 제너다이오드(Zener Diode)를 채용한다.The embodiment of the present invention employs a Zener diode having a constant voltage characteristic in the reverse direction as the upper and lower limiting diodes DzU1, DzD1, DzU2, and DzD2.

따라서, 상기 스위칭소자보호부(20)는 하한치제한다이오드와 상한치제한다이오드들에 의하여 스위칭부(40)의 게이트 오실레이션시 발생되는 전압의 하한치와 상한치가 일정하게 제한되므로 스위칭부(40)의 질화갈륨트랜지스터(GaN1,GaN2)를 고전압으로부터 보호할 수 있게 된다.Therefore, the switching element protection unit 20 is constantly limited by the lower limit diode and the upper limit diode, so that the lower limit and upper limit of the voltage generated during the gate oscillation of the switching part 40 are constantly limited, so that the nitridation of the switching part 40 is limited. It is possible to protect the gallium transistors (GaN1, GaN2) from high voltage.

또한, 스위칭부(40)의 빠른 스위칭 속도로 인하여 일측의 질화갈륨트랜지스터(GaN1)의 드레인(Drain)단자와 타측의 질화갈륨트랜지스터(GaN2)의 소스(Source)단자 사이의 이상 전압을 발생하는 것을 방지하기 위하여 이들 단자들 사이에 스너버 캐패시터(Snubber Capacitor)(C snubber)를 직렬로 결선하였다.In addition, due to the fast switching speed of the switching unit 40, generating an abnormal voltage between the drain terminal of the gallium nitride transistor (GaN1) on one side and the source terminal of the gallium nitride transistor (GaN2) on the other side To prevent this, a snubber capacitor (C snubber) was connected in series between these terminals.

상기 스너버 캐패시터는 부하를 스위칭소자로 On/Off 시킬 때 발생하는 과도전압을 억제시키는 용도로서, 스너버 캐패시터(C snubber)의 용량은 스위칭 출력되는 부하 전류의 크기에 따라서 결정된다.The snubber capacitor is used to suppress the transient voltage generated when the load is turned on/off as a switching device, and the capacity of the snubber capacitor C snubber is determined according to the magnitude of the load current that is switched and output.

한편, 상기 게이트구동기보호부(20)와 상기 스위칭소자보호부(30) 사이에 직렬로 결선되어, 질화갈륨트랜지스터(GaN1,GaN2)의 소스(Source) 단자로 인가되는 직류의 옵셋(offset)값을 지정하기 위하여 전류의 충방전을 수행하는 캐패시터(Cde1,Cde2)가 결선되고, 해당 캐패시터의 충방전속도를 조절하는 충방전속도조절용저항(Rd1,Rd2)이 해당 캐패시터와 병렬로 연결된다.On the other hand, the offset value of the DC applied to the source terminals of the gallium nitride transistors GaN1 and GaN2 connected in series between the gate driver protection unit 20 and the switching element protection unit 30 . Capacitors (Cde1, Cde2) for charging and discharging current are connected in order to designate , and resistances (Rd1, Rd2) for regulating the charging/discharging speed of the capacitor are connected in parallel with the corresponding capacitor.

한편, 질화갈륨트랜지스터(GaN1,GaN2)들의 게이트(gate)-소스(source)간 전압발생을 방지하는 전압분배저항(Rp1,Rp2)들이 각 트랜지스터의 게이트(gate)단자와 소스(source)단자 사이에 각각 결선된다.On the other hand, voltage dividing resistors Rp1 and Rp2 for preventing voltage generation between the gate and source of the gallium nitride transistors GaN1 and GaN2 are formed between the gate terminal and the source terminal of each transistor. are connected to each

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명 실시예의 전력 스위칭 모듈의 작동을 설명한다. Hereinafter, the operation of the power switching module of the embodiment of the present invention configured as described above will be described.

본 발명 실시예의 스위칭 모듈의 입력부(10)의 일측입력단자(INH+ INH-)를 통하여 게이트바이어스전압이 인가되면, 하한치제한다이오드(DsIN1)와 상한치제한다이오드(DzIN1) 및 한쌍의 상하한치제한다이오드(DzU1,DzD1)들을 거쳐서 일측 질화갈륨트랜지스터(GaN1)의 게이트단자로 입력된다. When a gate bias voltage is applied through one input terminal (INH+ INH-) of the input unit 10 of the switching module according to the embodiment of the present invention, the lower limit diode DsIN1 and the upper limit diode DzIN1 and a pair of upper and lower limit diodes ( DzU1, DzD1) is inputted to the gate terminal of the one-side gallium nitride transistor (GaN1).

그러면, 일측 질화갈륨트랜지스터(GaN1)이 ON 상태로 되면서 바이어스된 인가전압의 주파수에 따라서 직류전압(VDC+)을 스위칭하여 출력단자(CENTER)로 출력하여 부하(LOAD)로 인가시킨다.Then, as the one-side gallium nitride transistor GaN1 is turned on, the DC voltage VDC+ is switched according to the frequency of the biased applied voltage, and the DC voltage VDC+ is outputted to the output terminal CENTER to be applied to the load.

또한, 스위칭 모듈의 입력부(10)의 타측입력단자(INL+ INL-)를 통하여 게이트바이어스전압이 인가되면, 하한치제한다이오드(DsIN2)와 상한치제한다이오드(DzIN2) 및 한쌍의 상하한치제한다이오드(DzU2,DzD2)들을 거쳐서 타측 질화갈륨트랜지스터(GaN2)의 게이트단자로 입력된다. In addition, when the gate bias voltage is applied through the other input terminal (INL+INL-) of the input unit 10 of the switching module, the lower limit diode DsIN2 and the upper limit diode DzIN2 and a pair of upper and lower limit diodes DzU2, DzD2) to the gate terminal of the other gallium nitride transistor (GaN2).

그러면, 타측 질화갈륨트랜지스터(GaN2)이 ON 상태로 되면서 바이어스된 인가전압의 주파수에 따라서 직류전압(VDC+)을 스위칭하여 출력단자(CENTER)로 출력하여 부하(LOAD)로 인가시킨다.Then, while the other gallium nitride transistor GaN2 is turned on, the DC voltage VDC+ is switched according to the frequency of the biased applied voltage, and the DC voltage VDC+ is outputted to the output terminal CENTER to be applied to the load.

이때, 상기 일측질화갈륨트랜지스터(GaN1) 및 타측질화갈륨트랜지스터(GaN2)가 입력단으로 인가되는 바이어스전압에 따라서 하브브릿지 방식으로 교대로 활성화되면서 설정된 주파수를 가지는 직류전압이 PWM 방식으로 변조되어 부하에 전력을 인가하게 된다.At this time, the one side gallium nitride transistor (GaN1) and the other side gallium nitride transistor (GaN2) are alternately activated in a half bridge method according to the bias voltage applied to the input terminal, and a DC voltage having a set frequency is modulated in a PWM method to provide power to the load. will be authorized

이때, 상기 일측입력단자(INH+,INH-)와 타측입력단자(INL+,INL-)의 후단으로 하한치제한다이오드(DsIN1,DsIN2)와 상한치제한다이오드(DzIN1,DzIN2) 및 상하한치제한다이오드(DzU1,DzD1,DzU2,DzD2)들이 결선되어 있으므로 게이트 오실레이션시 발생되는 전압의 하한치와 상한치가 일정하게 제한되어, 일측입력단자(INH+,INH-)와 타측입력단자(INL+,INL-)에 연결된 외부의 게이트구동기(Gate Driver) 및 스위칭부(40)의 질화갈륨트랜지스터(GaN1,GaN2)를 고전압으로부터 보호할 수 있게 된다.At this time, the lower limiting diodes DsIN1 and DsIN2, the upper limiting diodes DzIN1, DzIN2 and the upper and lower limiting diodes DzU1, Since DzD1, DzU2, DzD2) are connected, the lower and upper limits of the voltage generated during gate oscillation are constantly limited. It is possible to protect the gallium nitride transistors GaN1 and GaN2 of the gate driver and the switching unit 40 from high voltage.

한편, 스위칭부(40)의 스위칭 작동시 빠른 스위칭 속도로 인하여 일측의 질화갈륨트랜지스터(GaN1)의 드레인(Drain)단자와 타측의 질화갈륨트랜지스터(GaN2)의 소스(Source)단자 사이의 이상 전압이 발생될 수 있는데, 이러한 이상전압은 이들 단자들 사이에 직렬로 결선된 스너버 캐패시터(Snubber Capacitor)(C snubber)에 의하여 제거된다.On the other hand, due to the fast switching speed during the switching operation of the switching unit 40, the abnormal voltage between the drain terminal of the gallium nitride transistor (GaN1) on one side and the source terminal of the gallium nitride transistor (GaN2) on the other side is It may be generated, such an abnormal voltage is removed by a snubber capacitor (C snubber) connected in series between these terminals.

따라서, 상기와 같이 작동하는 본 발명의 전력 스위칭모듈은 고전력밀도를 가지는 전력변환 시스템에 적용가능한 효과를 수득하게 되었다.Accordingly, the power switching module of the present invention that operates as described above has an effect applicable to a power conversion system having a high power density.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.The above description of the present invention is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be.

그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로, 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a dispersed form, and similarly, components described as distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.

10; 입력부
20; 게이트구동기 보호부
30; 스위칭소자 보호부
40; 스위칭부10; input
20; gate driver protection
30; Switching element protection unit
40; switching part

Claims (10)

전력스위칭 모듈에 있어서,
외부의 게이트구동기(Gate driver)로부터 발생된 펄스신호가 입력되는 입력부(10);
상기 입력부(10)의 후단에 결선되어 입력부(10)로부터 입력된 펄스에 의한 스위칭부(40)의 게이트 오실레이션시 발생되는 고전압으로부터 외부의 게이트구동기를 보호하는 게이트구동기보호부(20);
상기 게이트구동기보호부(20)의 후단에 결선되어 상기 입력부(10)로부터 입력된 펄스에 의한 게이트 오실레이션시 발생되는 고전압으로부터 스위칭부(40)의 스위칭소자를 보호하는 스위칭소자보호부(30);
상기 스위칭소자보호부(30)의 후단에 결선되어 상기 입력부(10)로부터 입력된 펄스신호에 의하여 직류전압(VDC+)을 펄스폭변조(PWM) 방식으로 스위칭하여 출력단자(CENTER)를 통하여 부하(LOAD)로 인가하는 스위칭부(40); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전력스위칭 모듈.
In the power switching module,
an input unit 10 to which a pulse signal generated from an external gate driver is input;
a gate driver protection unit 20 connected to the rear end of the input unit 10 to protect an external gate driver from high voltage generated during gate oscillation of the switching unit 40 by a pulse input from the input unit 10;
A switching element protection unit (30) connected to the rear end of the gate driver protection unit (20) to protect the switching elements of the switching unit (40) from high voltage generated during gate oscillation by a pulse input from the input unit (10) ;
It is connected to the rear end of the switching element protection unit 30 and switches the DC voltage (VDC+) in the pulse width modulation (PWM) method by the pulse signal input from the input unit 10, and through the output terminal (CENTER), the load ( a switching unit 40 applied to the LOAD; Power switching module comprising a.
 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭부(40)는,
2 개의 질화갈륨트랜지스터(GaN1,GaN2)를 하프브릿지(Half bridge) 방식으로 결선한 구성을 특징으로 하는 전력스위칭 모듈.According to claim 1, wherein the switching unit 40,
A power switching module characterized in that two gallium nitride transistors (GaN1, GaN2) are connected in a half bridge method. 제 2 항에 있어서, 상기 게이트구동기보호부(20)는,
입력부(10)의 일측입력단자(INH+,INH-)와 병렬 연결된 하한치제한다이오드(DsIN1)와 일측입력단자(INH+,INH-)와 병렬 연결된 상한치제한다이오드(DzIN1); 및
입력부(10)의 타측입력단자(INL+,INL-)와 병렬 연결된 하한치제한다이오드(DsIN2)와 타측입력단자(INL+,INL-)와 병렬 연결된 상한치제한다이오드(DzIN2); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전력스위칭 모듈.
According to claim 2, wherein the gate driver protection unit (20),
A lower limiting diode (DsIN1) connected in parallel with one input terminal (INH+, INH-) of the input unit 10 and an upper limiting limiting diode (DzIN1) connected in parallel with one of the input terminals (INH+, INH-); and
A lower limiting diode (DsIN2) connected in parallel with the other input terminals (INL+, INL-) of the input unit 10 and an upper limiting limiting diode (DzIN2) connected in parallel with the other input terminals (INL+, INL-); Power switching module comprising a.
 제 3 항에 있어서,
상기 하한치제한다이오드(DsIN1,DsIN2)는 쇼트키다이오드(shottky diode)인 것을 특징으로 하는 전력스위칭 모듈.
4. The method of claim 3,
The lower limit limiting diode (DsIN1, DsIN2) is a power switching module, characterized in that the Schottky diode (shottky diode).
 제 3 항에 있어서,
상기 상한치제한다이오드(DzIN1,DzIN2)는 제너다이오드(Zener Diode)인 것을 특징으로 하는 전력스위칭 모듈.
4. The method of claim 3,
The upper limit diode (DzIN1, DzIN2) is a power switching module, characterized in that a Zener diode (Zener Diode).
 제 2 항에 있어서, 상기 스위칭소자보호부(30)는,
상기 게이트구동기보호부(20)의 후단으로 스위칭부(40)의 일측 질화갈륨트랜지스터(GaN1)의 게이트 단자에 결선되는 한쌍의 상하한치제한다이오드(DzU1,DzD1); 및
상기 게이트구동기보호부(20)의 후단으로 스위칭부(40)의 타측 질화갈륨트랜지스터(GaN2)의 게이트 단자에 결선되는 한쌍의 상하한치제한다이오드(DzU2,DzD2)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전력스위칭 모듈.
According to claim 2, wherein the switching element protection unit (30),
a pair of upper and lower limit limiting diodes (DzU1, DzD1) connected to the gate terminal of the one side gallium nitride transistor (GaN1) of the switching unit 40 at the rear end of the gate driver protection unit 20; and
A pair of upper and lower limit limiting diodes (DzU2, DzD2) connected to the gate terminal of the other side gallium nitride transistor (GaN2) of the switching unit 40 as the rear end of the gate driver protection unit 20 power switching module.
 제 6 항에 있어서,
상기 상하한치제한다이오드(DzU1,DzD1,DzU2,DzD2)는 제너다이오드(Zener Diode)인 것을 특징으로 하는 전력스위칭 모듈.
7. The method of claim 6,
The upper and lower limit limiting diodes (DzU1, DzD1, DzU2, DzD2) are power switching module, characterized in that it is a Zener diode.
 제 2 항에 있어서,
일측의 질화갈륨트랜지스터(GaN1)의 드레인(Drain)단자와 타측의 질화갈륨트랜지스터(GaN2)의 소스(Source)단자 사이에 이상 전압 방지용 스너버 캐패시터(Snubber Capacitor)(C snubber)가 결선된 구성을 특징으로 하는 전력스위칭 모듈.
3. The method of claim 2,
A snubber capacitor (C snubber) for preventing abnormal voltage is connected between the drain terminal of the gallium nitride transistor (GaN1) on one side and the source terminal of the gallium nitride transistor (GaN2) on the other side. Power switching module characterized.
 제 2 항에 있어서,
상기 게이트구동기보호부(20)와 상기 스위칭소자보호부(30) 사이에서 질화갈륨트랜지스터(GaN1,GaN2)의 소스(Source) 단자로 인가되는 직류의 옵셋(offset)값을 지정하기 위한 전류의 충방전을 수행하는 캐패시터(Cde1,Cde2)가 부설되고,
해당 캐패시터의 충방전속도를 조절하는 충방전속도조절용저항(Rd1,Rd2)이 해당 캐패시터(Cde1,Cde2)와 병렬 연결된 구성을 특징으로 하는 전력스위칭 모듈.
3. The method of claim 2,
The charge of current for designating the offset value of the DC applied to the source terminals of the gallium nitride transistors (GaN1, GaN2) between the gate driver protection unit 20 and the switching device protection unit 30 . Capacitors (Cde1, Cde2) for performing discharge are laid,
A power switching module characterized in that the charging/discharging speed control resistors (Rd1, Rd2) for controlling the charging/discharging speed of the corresponding capacitor are connected in parallel with the corresponding capacitors (Cde1, Cde2).
 제 9 항에 있어서,
상기 질화갈륨트랜지스터(GaN1,GaN2)들의 게이트(gate)-소스(source)간 전압발생을 방지하는 전압분배저항(Rp1,Rp2)들이 각 트랜지스터들의 게이트(gate)단자와 소스(source)단자 사이에 각각 결선되는 구성을 특징으로 하는 전력스위칭 모듈.10. The method of claim 9,
Voltage division resistors Rp1 and Rp2 for preventing voltage generation between the gate and source of the gallium nitride transistors GaN1 and GaN2 are disposed between the gate terminal and the source terminal of each transistor. A power switching module characterized in that each is connected.
KR1020190152719A 2019-11-25 2019-11-25 Power switching module using the GaN transistor KR20210064512A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190152719A KR20210064512A (en) 2019-11-25 2019-11-25 Power switching module using the GaN transistor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190152719A KR20210064512A (en) 2019-11-25 2019-11-25 Power switching module using the GaN transistor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210064512A true KR20210064512A (en) 2021-06-03

Family

ID=76396552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190152719A KR20210064512A (en) 2019-11-25 2019-11-25 Power switching module using the GaN transistor

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210064512A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115276627A (en) * 2022-08-04 2022-11-01 佛山市南海区赛德声电子有限公司 Gallium nitride MOSFET conduction loss power limiting circuit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115276627A (en) * 2022-08-04 2022-11-01 佛山市南海区赛德声电子有限公司 Gallium nitride MOSFET conduction loss power limiting circuit
CN115276627B (en) * 2022-08-04 2023-10-24 佛山市南海区赛德声电子有限公司 Gallium nitride MOSFET conduction loss power limiting circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11139808B2 (en) Semiconductor device and power conversion system
US9640972B2 (en) Controlled switch-off of a power switch
JP5638199B2 (en) Overcurrent protection device for variable speed drive
CN101540502B (en) Speed controller including a device for protection against overcurrents and overvoltages
US20120194003A1 (en) Bypass and protection circuit for a solar module and method of controlling a solar module
US10075098B2 (en) Power converter
US9035687B2 (en) Gate clamping
US9998057B2 (en) Power supply system
US10439605B2 (en) Circuit arrangement for an electronic device
US8779710B2 (en) Inverter device
JP2014193022A (en) Switching circuit and power conversion device
US10027234B2 (en) Power conversion device for performing power conversion between DC and DC by controlling switching of a semiconductor switching element
WO2012014725A1 (en) Power conversion apparatus and power conversion method
KR20210064512A (en) Power switching module using the GaN transistor
US11728802B2 (en) Drive circuit
KR102206918B1 (en) Power switching module having the isolated gate driver
US10992128B2 (en) Battery reverse voltage prevention system and method
EP1396926A1 (en) DC-DC converter with active clamp circuit
CN110970882A (en) Protection circuit and battery management system
US6969971B2 (en) Reverse battery protection circuit
US11063506B2 (en) Power converter
US20230122671A1 (en) Semiconductor drive device, semiconductor device, and power conversion device
US11863166B2 (en) Power semiconductor module and power converter
US20230261562A1 (en) Power conversion device and control method thereof
JP6914399B1 (en) Power converter

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application