[发明专利]栅极驱动电路及方法

权利要求书

1.一种栅极驱动电路，为功率开关管提供栅极电压，其特征在于，所述栅极驱动电路至少包括：

死区时间控制模块、延迟模块、第一反相器、钳位模块、第二反相器、主驱动下管、预驱动管以及主驱动上管；

所述死区时间控制模块接收开关逻辑控制信号，根据所述开关逻辑控制信号产生非交叠的第一控制信号及第二控制信号；

所述主驱动下管的栅端接收所述第一控制信号，源端接地，漏端作为输出端；

所述第一反相器连接于所述死区时间控制模块的输出端，对所述第二控制信号进行反相处理；

所述预驱动管的栅端接收所述第二控制信号的反信号，漏端连接电源电压，源端与所述主驱动下管的漏端相连；

所述延迟模块接收所述开关逻辑控制信号，并产生第三控制信号和第四控制信号；

所述第二反相器接收所述第三控制信号，并对所述第三控制信号进行反相处理；

所述主驱动上管接收所述第三控制信号的反信号，漏端连接电源电压，源端与所述主驱动下管的漏端相连；

所述钳位模块的一端连接所述第一反相器的输出端，另一端接地，受所述第四控制信号的控制在所述功率开关管的米勒平台时间钳制所述预驱动管的栅极电压，降低电磁干扰的幅度。

2.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于：所述栅极驱动电路还包括第一电平移位模块及第二电平移位模块，所述第一电平移位模块连接于所述死区时间控制模块的输入端，用于将输入的开关逻辑控制信号的高电平从第一电位移位到所述电源电压；所述第二电平移位模块连接于所述延迟模块及所述第二反相器之间，用于将所述第三控制信号的高电平从第一电位移位到所述电源电压。

3.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于：所述第一反相器及所述第二反相器包括NMOS管、电阻以及PMOS管；NMOS管的源端接地，漏端连接电阻并作为信号输出端，电阻的另一端连接PMOS管的漏端，PMOS管的源端连接电源电压，NMOS管和PMOS管的栅端作为信号输入端。

4.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于：所述钳位模块包括稳压管及NMOS管，所述稳压管的阴极连接所述预驱动管的栅端，阳极连接NMOS管的漏端，NMOS管的源端接地，栅端接收所述第四控制信号。

5.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于：所述主驱动下管、所述预驱动管及所述主驱动上管为NMOS管。

6.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于：所述主驱动上管的尺寸大于所述预驱动管；所述预驱动管为所述功率开关管提供驱动电流；所述主驱动上管快速拉升所述功率开关管的栅极电压，减小导通损耗。

7.一种栅极驱动方法，应用如权利要求1～6任意一项所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述栅极驱动方法包括：

导通功率开关管：关断主驱动下管，随后导通预驱动管，同时将所述预驱动管的栅极电压钳制于钳制电压处，随着所述功率开关管的栅漏电压上升，所述功率开关管开始导通，随后进入米勒平台，米勒平台结束后解除对所述预驱动管的栅极电压的钳制，所述预驱动管的栅极电压上升，主驱动上管导通，所述功率开关管的栅漏电压迅速上升，所述功率开关管完全导通；

关断功率开关管：关断所述预驱动管及所述主驱动上管，随后导通所述主驱动下管，所述功率开关管的栅漏电压迅速下降，随后进过米勒平台后逐渐下降直至所述功率开关管完全关断。

8.根据权利要求7所述的栅极驱动方法，其特征在于：通过一脉冲信号使能钳位模块，对所述预驱动管的栅极电压进行钳制，所述脉冲信号的宽度为所述主驱动上管相对于所述预驱动管延迟导通的时间。

9.根据权利要求7所述的栅极驱动方法，其特征在于：所述钳制电压满足如下关系式：

V_thmnh1＜V_set＜VDD，

其中，V_thmnh1为预驱动管的阈值电压，V_set为钳制电压，VDD为电源电压。