[发明专利]氮化镓晶体管的驱动方法、电路及应用其电路的反激变换器

权利要求书

1.一种氮化镓晶体管的驱动方法，包括如下步骤，

在t0时刻，提供第一电量，使氮化镓晶体管的驱动电压Vgs由负电压上升为中间电平Vm，中间电平大于零且小于氮化镓晶体管的开启电压；

在t0至t1阶段，将氮化镓晶体管的驱动电压Vgs保持在中间电平Vm，为氮化镓晶体管的开通提供预备状态，用以减小在零电压开通之前由于反向导通机制触发而带来的反向导通损耗；

在t1时刻，提供第二电量，使氮化镓晶体管的驱动电压Vgs自t0时刻所建立的中间电平Vm上升至氮化镓晶体管的开通驱动电压，驱动氮化镓晶体管开通；

在t1至t2阶段，将氮化镓晶体管的驱动电压Vgs保持在开通驱动电压，以维持氮化镓晶体管的导通状态；

在t2时刻，关断第一电量、第二电量，并提供负压电位，使氮化镓晶体管的驱动电压Vgs自开通驱动电压降低至负电压，以使氮化镓晶体管快速可靠关断；

在t2至t3阶段，将氮化镓晶体管的驱动电压Vgs保持在负压电位，以维持氮化镓晶体管的关断状态，用以防止由于开关管漏源两端电压的dv/dt造成的误导通；

在t3时刻，返回t0时刻的步骤。

2.按照权利要求1所述的氮化镓晶体管的驱动方法，其特征在于，在所述氮化镓晶体管的栅极增设可抑制驱动电压Vgs的振荡尖峰的阻尼。

3.一种氮化镓晶体管的驱动电路，包括氮化镓晶体管及驱动氮化镓晶体管的驱动脉冲放大单元，其特征在于：还包括中间电平产生单元和负压偏置单元，

所述中间电平产生单元，在t0时刻，提供第一电量，使氮化镓晶体管的驱动电压Vgs由负电压上升为中间电平Vm，中间电平大于零且小于氮化镓晶体管的开启电压；在t0至t1阶段，将氮化镓晶体管的驱动电压Vgs保持在中间电平Vm，以为氮化镓晶体管的开通提供预备状态；

所述驱动脉冲放大单元，在t1时刻，提供第二电量，使氮化镓晶体管的驱动电压Vgs自t0时刻所建立的中间电平Vm上升至氮化镓晶体管的开通驱动电压，驱动氮化镓晶体管开通；在t1至t2阶段，将氮化镓晶体管的驱动电压Vgs保持在开通驱动电压，以维持氮化镓晶体管的导通状态；

所述负压偏置单元，在t2时刻，在中间电平产生单元关断第一电量、驱动脉冲放大单元关断第二电量后，提供负压电位，使氮化镓晶体管的驱动电压Vgs自开通驱动电压降低至负电压，以使氮化镓晶体管快速可靠关断；

其中，驱动脉冲放大单元、中间电平产生单元和负压偏置单元在t2至t3阶段，将氮化镓晶体管的驱动电压Vgs保持在负压电位，以维持氮化镓晶体管的关断状态；在t3时刻，重复新的周期。

4.按照权利要求3所述的氮化镓晶体管的驱动电路，其特征在于，

还包括电阻Rg1和电阻Rg2，用作抑制驱动电压Vgs的振荡尖峰的阻尼，

所述中间电平产生单元，由NPN型三极管和PNP型三极管构成，所述NPN型三极管的集电极引出为第一供电端；NPN型三极管的基极与PNP型三极管的基极连接后引出为第一输入端；NPN型三极管的发射极与PNP型三极管的发射极连接后引出为中间电平端；PNP型三极管的集电极引出为第一接地端；

所述驱动脉冲放大单元，由P型MOS管和N型MOS管构成，所述P型MOS管的源极引出为第二供电端；P型MOS管的栅极与N型MOS管的栅极连接后引出为第二输入端；P型MOS管的漏极引出为开启控制端；N型MOS管的漏极引出为关断控制端；N型MOS管的源极引出为第二接地端；

所述负压偏置单元，包括稳压二极管D_z和并联于稳压二极管Dz两端的电容C₁，所述稳压二极管Dz的阳极引出为第三接地端，稳压二极管Dz的阴极引出为第三输入端；

其中，中间电平产生单元的第一供电端接电源Vx，第一接地端接地，第一输入端由第一控制信号CON驱动，中间电平端与驱动脉冲放大单元的第二接地端连接；驱动脉冲放大单元的第二供电端接电源Vcc，第二输入端由第二控制信号OSC驱动，开启控制端通过电阻Rg1与氮化镓晶体管的栅极连接，关断控制端通过电阻Rg2与氮化镓晶体管的栅极连接，氮化镓晶体管的源极与负压偏置单元的第三输入端连接，负压偏置单元的第三接地端接地。