[發明專利]GaN功率管驅動電路、驅動方法及相應的電子裝置

在審

• 申請號: 202010586743.7
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111654178A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 張程龍;郭春明;李盛峰
• 申請（專利權）人: 華源智信半導體（深圳）有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08
• 代理公司: 上海慧晗知識產權代理事務所(普通合伙) 31343
• 代理人: 徐海晟

1.一種GaN功率管驅動電路，其特征在于，包括交流驅動單元與直流驅動單元；

所述交流驅動單元的輸入側用于接入第一控制信號，所述交流驅動單元的輸出側連接GaN功率管的柵極；

所述直流驅動單元的輸入側用于接入第二控制信號，所述直流驅動單元的輸出側連接所述GaN功率管的柵極；所述第二控制信號與所述第一控制信號為相同的控制信號，或者：所述第二控制信號是響應于所述第一控制信號的變化而變化的；

所述交流驅動單元用于：

根據所述第一控制信號輸出驅動信號至所述GaN功率管的柵極，以驅動所述GaN功率管的開啟與關閉；其中，所述驅動信號包括低電平驅動信號與高電平驅動信號；所述驅動信號與所述第一控制信號是同步變化的；

所述直流驅動單元用于：

響應于所述第二控制信號的變化，控制所述高電平驅動信號的電壓處于第一電壓，以及控制所述低電平驅動信號的電壓處于第二電壓。

2.根據權利要求1所述的GaN功率管驅動電路，其特征在于，所述直流驅動單元包括第一電壓輸出模塊與切換開關；

所述第一電壓輸出模塊的輸出端直接或間接連接所述GaN功率管的柵極；

所述切換開關的第一端連接所述第一電壓輸出模塊的輸出端，所述切換開關的第二端直接或間接接地，所述切換開關的控制端接入所述第二控制信號，所述第二控制信號用于控制所述切換開關的啟閉，以使得：

在所述交流驅動單元開始輸出所述高電平驅動信號后，所述GaN功率管的柵極與所述第一電壓輸出模塊導通，使所述高電平驅動信號處于所述第一電壓；以及

在所述交流驅動單元開始輸出所述低電平驅動信號后，所述GaN功率管的柵極與地導通，使所述低電平驅動信號處于所述第二電壓。

3.根據權利要求2所述的GaN功率管驅動電路，其特征在于，所述第二控制信號為將所述第一控制信號反相后得到的信號。

4.根據權利要求2所述的GaN功率管驅動電路，其特征在于，所述直流驅動單元還包括延時器件；

所述切換開關的控制端連接所述延時器件；

所述延時器件用于將所述第二控制信號延遲后反饋至所述切換開關。

5.根據權利要求2所述的GaN功率管驅動電路，其特征在于，所述第一電壓輸出模塊包括電壓跟隨器，所述電壓跟隨器的正相輸入端接入參考電壓，所述電壓跟隨器的反相輸入端連接所述電壓跟隨器的輸出端，所述電壓跟隨器的輸出端連接至所述GaN功率管的柵極與所述切換開關的第一端，所述第一電壓與所述參考電壓匹配。

6.根據權利要求1至5任一項所述的GaN功率管驅動電路，其特征在于，所述交流驅動單元包括第一開關管、第二開關管、反相器與耦合電容；

所述第一開關管的第一端連接電源，所述第一開關管的第二端連接所述第二開關管的第一端，所述第二開關管的第二端接地，所述第一開關管的控制端用于接入所述第一控制信號，所述反相器的輸入側接入所述第一控制信號，所述第二開關管的控制端連接所述反相器的輸出側；

所述耦合電容的第一端連接于所述第一開關管的第二端與所述第二開關管的第一端之間，所述耦合電容的第二端連接所述GaN功率管的柵極，以輸出所述驅動信號。

7.根據權利要求6所述的GaN功率管驅動電路，其特征在于，所述交流驅動單元還包括放大器，所述放大器的輸入側接入所述第一控制信號，所述放大器的輸出側連接所述第一開關管的控制端，以將放大后的第一控制信號輸入至所述第一開關管的控制端。

8.根據權利要求1至5任一項所述的GaN功率管驅動電路，其特征在于，還包括電阻，所述電阻的一端直接或間接連接所述GaN功率管的柵極，所述電阻的另一端直接或間接接地，其中，所述GaN功率管的導通速度和/或關斷速度關聯于所述電阻的阻值。

9.根據權利要求8所述的GaN功率管驅動電路，其特征在于，所述電阻與所述GaN功率管的柵極之間還設有二極管；

所述二極管的正極連接所述GaN功率管的柵極，或者：所述二極管的負極連接所述GaN功率管的柵極。