[發明專利]一種用于驅動功率開關器件的驅動電路

有效

• 申請號: 201810163166.3
• 申請日: 2018-02-26
• 公開（公告）號: CN108322200B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 童喬凌
• 申請（專利權）人: 武漢英弗耐斯電子科技有限公司;上海力感電子科技有限公司
• 主分類號: H03K17/04
• 分類號: H03K17/04;H03K17/041;H03K17/567;H03K17/687
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 方可

本發明公開了一種用于驅動功率開關器件的驅動電路，包括第一、第二邏輯運算模塊、主驅動電流模塊和輔助驅動電流模塊；第一邏輯運算模塊的第一、二輸入端用于接入第一控制信號、第一位選信號；主驅動電流模塊的輸入端與第一邏輯運算模塊的輸出端相連，輸出端用于連接功率開關器件的柵極；第二邏輯運算模塊的第一、二輸入端用于接入第二控制信號、第二位選信號；輔助驅動電流模塊的輸入端與第二邏輯運算模塊的輸出端相連，輸出端用于連接功率開關器件的柵極；主驅動電流模塊、輔助驅動模塊的輸出電流共同構成功率開關器件門極驅動電流，通過對兩者輸出電流的控制實現對門極驅動電流精確分階段的控制，在維持電流尖峰不變的情況下加快器件開關速度并減小開通損耗。

技術領域

本發明屬于集成電路設計技術領域，具體涉及一種用于驅動功率開關器件的驅動電路。

背景技術

碳化硅功率開關器件、IGBT等功率開關器件憑借其耐高壓、耐高溫、高頻率等遠優于傳統硅基功率開關器件的優異物理化學特性和電特性，擁有廣闊的發展前景，將被廣泛地應用于各種電力電子設備中。

由于碳化硅功率開關器件、IGBT等大功率器件開關過程中會產生較大的功耗，所以通過驅動電路的改進來減小其開關損耗不僅可以防止器件因發熱嚴重而損壞，還可以節約能源。傳統的驅動電路的開環控制采用電壓型結構，通過調整門極電阻Rg的大小來控制開關速度，這類驅動電路在開通過程，通過減小門極電阻Rg，可以增大器件門極電流，加快開通速度，減少開通損耗，但會造成功率開關器件開通過程電流尖峰增大，帶來電磁干擾(EMI)問題，甚至造成器件的過流損壞；通過增大門極電阻Rg，可以減小門極電流，減小功率開關器件開通過程電流尖峰，但是會減慢開通速度，使開通損耗增加，造成發熱等不良效果；因此上述傳統的開環控制無法依靠調整門極電阻Rg來解決電流尖峰和開通損耗的矛盾。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種用于驅動功率開關器件的驅動電路，其目的在于通過電路來精確的分階段控制功率開關器件門極驅動電流，在維持功率開關器件開通過程電流尖峰不變的情況下加快開關速度、減小開通損耗，解決現有技術采用的開環控制電路單純依靠調整門極電阻來實現電流尖峰與開通損耗的折中，導致開通功耗大、開關速度慢的問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種用于驅動功率開關器件的驅動電路，包括第一邏輯運算模塊、第二邏輯運算模塊、主驅動電流模塊和輔助驅動電流模塊；

其中，第一邏輯運算模塊的第一輸入端用于接入第一控制信號，第二輸入端用于接入第一位選信號；主驅動電流模塊的輸入端與第一邏輯運算模塊的輸出端相連；主驅動電流模塊的輸出端用于連接功率開關器件的柵極；

第二邏輯運算模塊的第一輸入端用于接入第二控制信號，第二輸入端用于接入第二位選信號；輔助驅動電流模塊的輸入端與第二邏輯運算模塊的輸出端相連；輔助驅動電流模塊的輸出端也用于連接功率開關器件的柵極；

其中，第一邏輯運算模塊用于將第一控制信號與第一位選信號進行邏輯運算，生成用于控制主驅動電流模塊輸出電流大小及主驅動電流模塊開關的第一電流控制信號；

第二邏輯運算模塊用于將第二控制信號與第二位選信號進行邏輯運算，生成用于控制輔助驅動電流模塊輸出電流大小及輔助驅動電流模塊開關的第二電流控制信號；

主驅動電流模塊用于在第一電流控制信號的控制下在第一階段為功率開關器件提供驅動電流；

輔助驅動模塊用于在第二電流控制信號的控制下在第二階段為功率開關器件提供驅動電流。

優選的，上述用于驅動功率開關器件的驅動電路，還包括用于生成第一控制信號和第二控制信號的可編程信號發生器。

優選的，上述用于驅動功率開關器件的驅動電路，其第一控制信號與第二控制信號電平大小相同。