[發(fā)明專(zhuān)利]一種eGaN HEMT橋臂串?dāng)_抑制驅(qū)動(dòng)電路及其控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810326422.6
• 申請(qǐng)日: 2018-04-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108649777A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張英;秦海鴻;彭子和;修強(qiáng);徐華娟
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02M1/08
• 分類(lèi)號(hào): H02M1/08;H02M1/32;H02M1/38
• 代理公司: 南京蘇高專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種eGaN HEMT橋臂串?dāng)_抑制驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于：該驅(qū)動(dòng)電路連接在eGaN HEMT橋臂電路中，所述eGaN HEMT橋臂電路包括上橋臂和下橋臂，上橋臂包括相互連接的第一供電電源U_1(H)和上管，下橋臂包括相互連接的第二供電電源U_1(L)和下管；所述驅(qū)動(dòng)電路包括連接在上橋臂的第一供電電源與上管之間的第一驅(qū)動(dòng)電路和連接在下橋臂的第二供電電源與下管之間的第二驅(qū)動(dòng)電路，第一驅(qū)動(dòng)電路和第二驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)相同；

所述第一驅(qū)動(dòng)電路包括第一柵極電壓圖騰柱結(jié)構(gòu)電路和第一低阻抗橋臂串?dāng)_抑制電路，所述第一柵極電壓圖騰柱結(jié)構(gòu)電路的輸入端連接第一供電電源，輸出端連接上管的柵極，所述第一低阻抗橋臂串?dāng)_抑制電路的輸入端連接第一供電電源，輸出端分別連接上管的柵極和源極；

所述第二驅(qū)動(dòng)電路包括第二柵極電壓圖騰柱結(jié)構(gòu)電路和第二低阻抗橋臂串?dāng)_抑制電路，所述第二柵極電壓圖騰柱結(jié)構(gòu)電路的輸入端連接第二供電電源，輸出端連接下管的柵極，所述第二低阻抗橋臂串?dāng)_抑制電路的輸入端連接第二供電電源，輸出端分別連接下管的柵極和源極。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種eGaN HEMT橋臂串?dāng)_抑制驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于：所述第一柵極電壓圖騰柱結(jié)構(gòu)電路和第二柵極電壓圖騰柱結(jié)構(gòu)相同，均包括第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、外接電阻和第一二極管，所述第一開(kāi)關(guān)管的漏極連接第一供電電源或第二供電電源的正極，第一開(kāi)關(guān)管的源極連接第二開(kāi)關(guān)管的漏極，第二開(kāi)關(guān)管的源極連接第一供電電源或第二供電電源的負(fù)極；外接電阻的一端連接在第一開(kāi)關(guān)管和第二開(kāi)關(guān)管之間，另一端連接上管或下管的柵極，第一二極管的陽(yáng)極連接上管或下管的柵極，第一二極管的陰極連接第一開(kāi)關(guān)管的源極，所述第一開(kāi)關(guān)管和第二開(kāi)關(guān)管的柵極連接控制信號(hào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種eGaN HEMT橋臂串?dāng)_抑制驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于：所述第一柵極電壓圖騰柱結(jié)構(gòu)電路和第二柵極電壓圖騰柱結(jié)構(gòu)分別通過(guò)寄生電阻與上管或下管的柵極連接，上管或下管的柵極與漏極之間、柵極與源極之間以及漏極與源極之間分別串聯(lián)有柵漏電容、柵源電容和漏源電容，所述柵漏電容、柵源電容和漏源電容均為寄生電容。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種eGaN HEMT橋臂串?dāng)_抑制驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于：所述第一低阻抗橋臂串?dāng)_抑制電路和第二低阻抗橋臂串?dāng)_抑制電路結(jié)構(gòu)相同，均包括第三開(kāi)關(guān)管、第四開(kāi)關(guān)管和第二二極管，所述第三開(kāi)關(guān)管的漏極連接第一供電電源或第二供電電源的正極，第三開(kāi)關(guān)管的源極連接第四開(kāi)關(guān)管的漏極和上管或下管的源極，第四開(kāi)關(guān)管的源極連接第一供電電源或第二供電電源的負(fù)極和第二二極管的陽(yáng)極；第二二極管的陰極連接上管或下管的柵極。

5.一種基于權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的eGaN HEMT橋臂串?dāng)_抑制驅(qū)動(dòng)電路的控制方法，其特征在于：在下管開(kāi)通前，t₀時(shí)刻之前，第一驅(qū)動(dòng)電路中第四開(kāi)關(guān)管和第二驅(qū)動(dòng)電路中第四開(kāi)關(guān)管均保持導(dǎo)通狀態(tài)，上管和下管均處于關(guān)斷狀態(tài)；t₀時(shí)刻，第一驅(qū)動(dòng)電路中第二開(kāi)關(guān)管和第三開(kāi)關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通，第四開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，第一供電電源加在上管的柵極和源極兩端，為上管的柵源電容充入一定量電荷，第二驅(qū)動(dòng)電路中第四開(kāi)關(guān)管仍保持導(dǎo)通狀態(tài)；t₁時(shí)刻，第一驅(qū)動(dòng)電路中第二開(kāi)關(guān)管和第三開(kāi)關(guān)管同時(shí)關(guān)斷，同時(shí)第二驅(qū)動(dòng)電路中第一開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，第二供電電源加在下管的柵極和源極兩端，下管開(kāi)通，第二驅(qū)動(dòng)電路中第四開(kāi)關(guān)管始終保持導(dǎo)通狀態(tài)；

下管開(kāi)通瞬間，上管柵極和源極之間出現(xiàn)正向串?dāng)_電壓，與之前的負(fù)壓相互抵消，正向串?dāng)_電壓得到抑制；t₂時(shí)刻，第一驅(qū)動(dòng)電路中第四開(kāi)關(guān)管開(kāi)通，并在下管導(dǎo)通期間始終保持導(dǎo)通狀態(tài)，t₃時(shí)刻，第二驅(qū)動(dòng)電路中第二開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，并一直持續(xù)到t₅時(shí)刻，下管關(guān)斷；

下管關(guān)斷瞬間，上管的柵極和源極之間會(huì)出現(xiàn)負(fù)向串?dāng)_電壓，第一驅(qū)動(dòng)電路中的第二二極管起箝位作用，保證上管的柵源電壓始終為第二二極管的導(dǎo)通壓降；此期間內(nèi)第二驅(qū)動(dòng)電路中第四開(kāi)關(guān)管仍保持導(dǎo)通狀態(tài)；

在上管開(kāi)通前，t₄時(shí)刻，第二驅(qū)動(dòng)電路中第三開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，第四開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，第二供電電源加在下管的柵極和源極兩端，為下管的柵源電容充入一定量電荷；t₅時(shí)刻，第二驅(qū)動(dòng)電路中的第二開(kāi)關(guān)管和第三開(kāi)關(guān)管同時(shí)關(guān)斷，第一驅(qū)動(dòng)電路中第一開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，第一供電電源加在上管的柵極和源極兩端，上管開(kāi)通；

上管開(kāi)通瞬間，下管柵極和源極之間出現(xiàn)正向串?dāng)_電壓，與之前的負(fù)壓相互抵消，正向串?dāng)_電壓得到抑制；t₆時(shí)刻，第二驅(qū)動(dòng)電路中第四開(kāi)關(guān)管開(kāi)通，第一驅(qū)動(dòng)電路中第一開(kāi)關(guān)管仍保持導(dǎo)通狀態(tài)；t₇時(shí)刻，第一驅(qū)動(dòng)電路中第二開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，第一開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，上管關(guān)斷；

上管關(guān)斷瞬間，下管的柵極和源極之間會(huì)出現(xiàn)負(fù)向串?dāng)_電壓，第二驅(qū)動(dòng)電路中第二二極管起箝位作用，保證上管的柵源電壓始終為第二二極管的導(dǎo)通壓降。