[發明專利]充電樁及其功率開關管的負壓驅動電路

有效

• 申請號: 202011329519.6
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112653430B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 王彥
• 申請（專利權）人: 國創移動能源創新中心（江蘇）有限公司
• 主分類號: H03K3/021
• 分類號: H03K3/021
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 姜曉鈺

本發明提供了一種充電樁及其功率開關管的負壓驅動電路，所述電路包括三電平生成電路、關斷開關管和負壓截斷管，三電平生成電路分別與關斷開關管和功率開關管相連，負壓截斷管分別與關斷開關管和功率開關管相連，其中，三電平生成電路用于生成三段電平，并且三段電平中的第一段電平發送至功率開關管，三段電平中的第二段電平發送至關斷開關管，負壓截斷管用于接收功率開關管的控制信號，并在控制信號為負向控制信號時，截斷負向控制信號，以使負向控制信號發送至關斷開關管來控制關斷開關管導通，從而實現功率開關管的關斷。本發明能夠保證負壓的穩定性，并能夠簡化關斷回路的設計，從而能夠提高關斷速度，并能夠減少關斷過程中產生的寄生電感。

技術領域

本發明涉及開關控制技術領域，具體涉及一種功率開關管的負壓驅動電路和一種充電樁。

背景技術

GaN作為最新的寬禁帶開關器件，憑借它的優良的開通特性，適用于高頻功率電路，在電力電子領域的應用越來越多。但是，GaN的驅動電壓的門檻值很低，只有1V左右，所以需要在驅動電路中提供負壓才能保證GaN的安全穩定工作。

然而，現有GaN驅動電路，往往通過在驅動電路中串聯電容C以產生驅動用的負壓，具體如圖1所示，當驅動GaN的驅動信號，即PWM信號為正時，可在電容C上產生正向電壓，當驅動GaN的驅動信號，即PWM信號為負時，電容C的正向電壓會加到GaN的門極端以進行驅動。但是，該負壓驅動方案存在以下不足：其一，因為負向電壓跟隨PWM的占空比及開關周期變化，往往導致負向電壓不穩定；其二，整個驅動電路的長度過長，不適合高頻應用情況。其中，驅動GaN的驅動信號波形如圖2所示。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種功率開關管的負壓驅動電路，能夠保證負壓的穩定性，并能夠簡化關斷回路的設計，從而能夠提高關斷速度，并能夠減少關斷過程中產生的寄生電感。

本發明的第二個目的在于提出一種充電樁。

為達到上述目的，本發明第一方面實施例提出了一種功率開關管的負壓驅動電路，包括三電平生成電路、關斷開關管和負壓截斷管，所述三電平生成電路分別與所述關斷開關管和所述功率開關管相連，所述負壓截斷管分別與所述關斷開關管和所述功率開關管相連，其中，所述三電平生成電路用于生成三段電平，并且所述三段電平中的第一段電平發送至所述功率開關管，所述三段電平中的第二段電平發送至所述關斷開關管，所述負壓截斷管用于接收所述功率開關管的控制信號，并在所述控制信號為負向控制信號時，截斷所述負向控制信號，以使所述負向控制信號發送至所述關斷開關管來控制所述關斷開關管導通，從而實現所述功率開關管的關斷。

根據本發明實施例提出的功率開關管的負壓驅動電路，通過三電平生成電路用于生成三段電平，并且三段電平中的第一段電平發送至功率開關管，三段電平中的第二段電平發送至關斷開關管，并通過負壓截斷管用于接收功率開關管的控制信號，并在控制信號為負向控制信號時，截斷負向控制信號，以使負向控制信號發送至關斷開關管來控制關斷開關管導通，從而實現功率開關管的關斷，由此，能夠保證負壓的穩定性，并能夠簡化關斷回路的設計，從而能夠提高關斷速度，并能夠減少關斷過程中產生的寄生電感。

另外，根據本發明上述實施例提出的功率開關管的負壓驅動電路還可以具有如下附加的技術特征：

根據本發明的一個實施例，所述三電平生成電路包括：驅動電源；穩壓二極管，所述穩壓二極管的負極與所述驅動電源的正極相連；第一電阻，所述第一電阻的一端與所述穩壓二極管的正極相連；第二電阻，所述第二電阻的一端與所述第一電阻的另一端相連，所述第二電阻的另一端與所述驅動電源的負極相連并接地；第一電容，所述第一電容的一端與所述驅動電源的正極相連，所述第一電容的另一端與所述穩壓二極管的正極相連；第二電容，所述第二電容的一端與所述穩壓二極管的正極相連，所述第二電容的另一端與所述第一電阻的另一端相連；第三電容，所述第三電容的一端與所述第二電阻的一端相連，所述第三電容的另一端與所述驅動電源的負極相連并接地。