[发明专利]一种氮化镓功率管的负压关断自举驱动电路

说明书

本发明公开了一种氮化镓功率管的负压关断自举驱动电路，包括自举驱动芯片IC、自举电容、开通‑关断电阻和负压关断电路：自举驱动芯片IC通过自举电容实现对半桥拓扑中上管的驱动，导通电阻和关断电阻配置不同阻值以解耦米勒平台影响和驱动峰值过压，负压关断电路实现氮化镓功率管负压关断以提高驱动可靠性，且负压关断电路仅由电阻、电容、稳压管和二极管构成，结构简单、体积小、成本低。本发明能够改善低压氮化镓功率管导通电压阈值低导致的可靠性低问题，降低了对低压氮化镓功率管驱动回路布局结构的要求，保证了低压氮化镓功率管高可靠工作。

技术领域：

本发明属于半导体器件技术领域，具体涉及一种氮化镓功率管的负压关断自举驱动电路。

背景技术：

随着光伏逆变器朝着小型化方向发展，对光伏逆变器的高效、高频和高功率密度提出了更高的要求，传统硅管的性能已不能满足市场的应用需求。20世纪90年代以后，在工作温度、击穿场强、工作电压等级、工作频率以及热传导效率等物理特性均优于传统硅管的宽禁带器件的迅速发展，使得光伏逆变器功率密度的进一步提高成为可能。

氮化镓功率管工作频率的提高使得电路寄生参数的影响变大，寄生参数造成的驱动电压震荡会导致半桥结构的电路拓扑直通，因此，氮化镓功率管的驱动可靠稳定工作是功率变换器能正常工作的基础，这对氮化镓功率管驱动电路性能提出了更苛刻的要求。

目前常用的低压氮化镓功率管(100V～200V)的驱动电路均使用0V～5V驱动方案，而低压氮化镓功率管的导通电压阈值为0.8V，容易受到驱动电路寄生参数和外界干扰影响而误导通。减小驱动电路寄生参数需要非常精确的对驱动回路进行布局设计并需增大PCB铜层厚度以减小寄生电阻影响，而氮化镓功率管的焊盘非常小，常规PCB工艺难以完成设计，进一步采用高精度工艺会导致成本增加。

因此，在氮化镓功率管导通电压阈值不变的情况，拉低关断电压实现负压关断以增大对干扰的承受裕量，进一步提高氮化镓功率管运行可靠性将至关重要。

本发明要解决的技术问题是提供一种氮化镓功率管的负压关断自举驱动电路，该驱动电路可实现低压氮化镓功率管的负压关断。

发明内容：

为解决上述技术问题，本发明所述的技术方案是一种氮化镓功率管的负压关断自举驱动电路，包括自举驱动芯片IC、自举电容、上管的开通-关断电阻、上管的负压关断电路、下管的开通-关断电阻、下管的负压关断电路。

在所述的驱动方案中，上一级隔离电路输出的PWM控制信号通过所述自举驱动芯片IC的HI引脚和LI引脚输入；所述自举驱动芯片IC的HB引脚和HS引脚连接在所述自举电容两端；所述自举驱动芯片IC的HS引脚连接到半桥电路中点；所述自举驱动芯片IC的地电位VSS与半桥电路的电位连接；所述自举驱动芯片IC的HOH和HOL引脚分别连接上管的开通电阻和关断电阻，LOH和LOL引脚分别连接下管的开通电阻和关断电阻；上管开通电阻的输出连接所述上管负压关断电路中的储存负压的并联阻容结构，上管关断电阻的输出连接所述上管负压关断电路中的反向抑制二极管；下管开通电阻的输出连接所述下管负压关断电路中的储存负压的并联阻容结构，下管关断电阻的输出连接所述下管负压关断电路中的反向抑制二极管；所述上管负压关断电路中储存负压的并联阻容结构的输出端连接上管的门级，所述下管负压关断电路中储存负压的并联阻容结构的输出端连接下管的门级；所述上管负压关断电路中背靠背连接的稳压管并联在上管的门级两端，所述下管负压关断电路中背靠背连接的稳压管并联在下管的门级两端。