[发明专利]用于功率开关管的驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种用于功率开关管的驱动装置。

背景技术

SiC或GaN开关管作为一种宽禁代半导体器件，具有饱和电子漂移速度高、电场击穿强度高、介电常数低和热导率高等特性。SiC/GaN开关管具有阻断电压高、工作频率高且耐高温能力强，同时又具有通态电阻低和开关损耗小等特点，是高频高压场合功率密度提高和效率提高的应用趋势。

但是其装置要求必需具有以下特性：

1.为了适应高频率的使用要求，要求驱动装置具有瞬时的驱动大功率特性，即要求具有大的容性负载能力；

2.为了适应高电压应用使用要求，要求驱动装置具有高耐压能力并且具有超低的隔离电容，来减少高压总线部分对低压控制侧的干扰；

3.为了适应高速开关的使用要求，要求驱动装置具有非常快的反应速度，来提高在异常状态出现时保护开关管的安全性；

4.为了适应更高的功率密度设计，要求驱动装置具有可直接处理的米勒钳位功能，来简化PCB板的布局和简单的解决方案。

5.隔离驱动装置必须具有合适的驱动电压，即要求电源具有正负输出电压，并且正负输出电压不是对称输出特性。

因此，亟需一种满足上述特性的驱动装置。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种用于功率开关管的驱动装置，该驱动装置可以提高功率开关管的工作效率和安全性，且成本较低。

为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种用于功率开关管的驱动装置，包括：电压提供模块，用于提供功率开关管所需的电压；驱动信号隔离模块，所述驱动信号隔离模块包括相互隔离的信号输入端和信号输出端，所述信号输入端用于接收外部驱动信号，所述信号输出端与所述功率开关管控制端相连，用于为所述功率开关管提供隔离驱动信号；短路/过流保护模块，与所述功率开关管的漏极相连，用于在所述功率开关管短路或过流时关闭所述功率开关管；米勒钳位模块，与所述功率开关管的驱动端相连，用于消除米勒效应；欠压保护模块，与所述驱动信号隔离模块和所述功率开关管之间的节点相连，用于输入电压欠压时，关闭所述隔离驱动信号对所述功率开关管的输入；以及过温保护模块，与所述驱动信号隔离模块和所述功率开关管之间的节点相连，用于根据所述驱动装置温度选择性关闭所述隔离驱动信号对所述功率开关管的输入。

进一步地，所述电压提供模块包括：DC-DC模块，所述DC-DC模块包括相互隔离的电压输入端和电压输出端，所述电压输入端与外部电压提供源相连，所述电压输出端与所述功率开关管相连，所述DC-DC模块用于将外部电压提供源的输入电压转换为所述功率开关管所需的电压。

进一步地，所述驱动信号隔离模块还包括：磁隔离装置，用于隔离所述信号输入端和所述信号输出端。

进一步地，所述短路/过流保护模块包括：短路/过流检测单元，用于检测所述功率开关管是否短路或者过流；软关断单元，用于在所述功率开关管短路或过流时关闭所述信号输入端的输入，以抑制所述开关管关闭高电压尖峰的产生；复位单元，用于在所述功率开关管短路或过流状态解除时接收外部输入的恢复信号，控制所述软关断单元停止关闭所述隔离驱动信号的输入。

进一步地，所述过温保护模块包括：温度检测单元，用于检测所述驱动装置的温度；驱动信号关闭单元，用于根据所述驱动装置温度选择性关闭所述隔离驱动信号对所述功率开关管的输入。

进一步地，所述功率开关管为碳化硅MOSFET或者氮化镓HEMT。

根据本发明实施例的用于功率开关管的驱动装置，驱动装置通过驱动电阻与功率开关管的控制端连接，功率开关管通过信号输出端接收开关关断信号，并在功率开关管短路或过流时，为短路/过流保护模块的输入单元提供关闭驱动信号输入，并启动软关断功能，使功率开关管不会因为短路/过流尖峰过高而损坏，使功率开关管能正常工作并在短路/过流情况下保护功率开关管，同时，驱动装置还具备副边欠压保护功能和过温保护功能，加强保护，从而提高功率开关管工作效率和靠高性，提高了产品竞争力，且成本较低。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的驱动装置的结构意图；

图2是根据本发明一个实施例的驱动装置的方框示意图；