[發(fā)明專利]柵極驅(qū)動電路以及電力電路

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110088919.0
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN113162592A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 莊博欽
• 申請（專利權(quán)）人: 臺達(dá)電子工業(yè)股份有限公司
• 主分類號: H03K17/687
• 分類號: H03K17/687
• 代理公司: 隆天知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 李琛;黃艷

本發(fā)明在此提出一種柵極驅(qū)動電路用以導(dǎo)通以及關(guān)斷開關(guān)元件，開關(guān)元件包括耦接至驅(qū)動節(jié)點(diǎn)的柵極端、耦接至功率節(jié)點(diǎn)的漏極端以及源極端。柵極驅(qū)動電路包括驅(qū)動開關(guān)以及電壓控制電路。驅(qū)動開關(guān)包括耦接至控制節(jié)點(diǎn)的柵極端、耦接至功率節(jié)點(diǎn)的漏極端以及耦接至驅(qū)動節(jié)點(diǎn)的源極端。電壓控制電路耦接于控制節(jié)點(diǎn)以及驅(qū)動節(jié)點(diǎn)之間。當(dāng)正脈沖產(chǎn)生于控制節(jié)點(diǎn)時，電壓控制電路具有延遲時間地將正脈沖提供至驅(qū)動節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明還涉及一種電力電路。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種驅(qū)動開關(guān)元件的柵極驅(qū)動電路，特別涉及一種驅(qū)動開關(guān)元件的自驅(qū)動?xùn)艠O驅(qū)動電路。

背景技術(shù)

在一個電力電路中，往往需要利用電荷泵將供應(yīng)電壓升壓至更高的電壓來驅(qū)動功率晶體管。圖1顯示一般的電力電路。如圖1所示的電力電路100中，上橋驅(qū)動電路DRV1用以驅(qū)動第一功率晶體管110A，下橋驅(qū)動電路DRV2用以驅(qū)動第二功率晶體管110B。此外，升壓電容CB以及升壓二極管DB用以將供應(yīng)電壓VDD升壓至升壓電壓VB，使得第一功率晶體管110A能夠完全導(dǎo)通。因此，第一功率晶體管110A由輸入電壓VIN所供應(yīng)，第二功率晶體管110B能夠通過電感L以及電容C來驅(qū)動負(fù)載裝置RL。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明在此提出自驅(qū)動的柵極驅(qū)動電路，自驅(qū)動?xùn)艠O驅(qū)動電路無需供應(yīng)電壓供電，也無需使用許多的晶體管，使得大幅降低功率損耗并節(jié)省成本。

有鑒于此，本發(fā)明提出一種柵極驅(qū)動電路，用以導(dǎo)通以及關(guān)斷一開關(guān)元件，其中上述開關(guān)元件包括一柵極端、一漏極端以及一源極端，上述柵極端耦接至一驅(qū)動節(jié)點(diǎn)，上述漏極端耦接至一功率節(jié)點(diǎn)，其中上述柵極驅(qū)動電路包括一驅(qū)動開關(guān)以及一電壓控制電路。上述驅(qū)動開關(guān)包括耦接至一控制節(jié)點(diǎn)的柵極端、耦接至上述功率節(jié)點(diǎn)的漏極端以及耦接至上述驅(qū)動節(jié)點(diǎn)的源極端。上述電壓控制電路耦接于上述控制節(jié)點(diǎn)以及上述驅(qū)動節(jié)點(diǎn)之間，其中當(dāng)一正脈沖產(chǎn)生于上述控制節(jié)點(diǎn)時，上述電壓控制電路具有一延遲時間地將上述正脈沖提供至上述驅(qū)動節(jié)點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的一實施例，當(dāng)上述正脈沖產(chǎn)生于上述控制節(jié)點(diǎn)時，上述控制節(jié)點(diǎn)的電壓自一低電壓電平上升至一供應(yīng)電壓，使得驅(qū)動開關(guān)導(dǎo)通而將上述功率節(jié)點(diǎn)的一功率電壓提供至上述驅(qū)動節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而導(dǎo)通上述開關(guān)元件。

根據(jù)本發(fā)明的一實施例，當(dāng)上述控制節(jié)點(diǎn)的電壓達(dá)到上述供應(yīng)電壓時，上述驅(qū)動節(jié)點(diǎn)的一驅(qū)動電壓依然在一低電壓電平，使得上述驅(qū)動開關(guān)因上述控制節(jié)點(diǎn)至上述驅(qū)動節(jié)點(diǎn)的電壓差而導(dǎo)通，進(jìn)而導(dǎo)通上述開關(guān)元件。

根據(jù)本發(fā)明的一實施例，上述開關(guān)元件為一硅元件。

根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，上述開關(guān)元件為一碳化硅元件。

根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，上述開關(guān)元件為一氮化鎵元件。

根據(jù)本發(fā)明的一實施例，上述驅(qū)動開關(guān)為一硅元件。

根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，上述驅(qū)動開關(guān)為一碳化硅元件。

根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，上述驅(qū)動開關(guān)為一氮化鎵元件。

根據(jù)本發(fā)明的一實施例，上述電壓控制電路包括一第一電阻。上述第一電阻耦接于上述控制節(jié)點(diǎn)以及上述驅(qū)動節(jié)點(diǎn)之間。

根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，上述電壓控制電路包括一晶體管。上述晶體管包括耦接至上述控制節(jié)點(diǎn)的控制端、耦接至上述控制節(jié)點(diǎn)的第一節(jié)點(diǎn)以及耦接至上述驅(qū)動節(jié)點(diǎn)的第二節(jié)點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，上述電壓控制電路包括一第一二極管。上述第一二極管包括一第一陽極端以及一第一陰極端，其中上述第一陽極端耦接至上述控制節(jié)點(diǎn)，上述第一陰極端耦接至上述驅(qū)動節(jié)點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，上述電壓控制電路包括一第二齊納二極管。上述第二齊納二極管包括一第二陽極端以及一第二陰極端，其中上述第二陽極端耦接至上述控制節(jié)點(diǎn)，上述第二陰極端耦接至上述驅(qū)動節(jié)點(diǎn)。