一种驱动电路、驱动装置及驱动方法与流程

allin2025-07-25  39


本技术涉及电源系统管理,特别是涉及一种驱动电路、驱动装置及驱动方法。


背景技术:

1、在电力电子系统中,驱动电路位于电源主电路(即大功率电力传输和转换部分)和数字控制核心(如微控制器、dsp等,负责生成控制信号)之间,其本质是将数字控制核心产生的pwm信号(pulse width modulation,脉冲宽度调制信号)进行功率放大,以驱动功率开关器件(如igbt、mosfet等)的开断,实现对电源主电路中电流和电压的精确控制。传统的耗尽型氮化镓为级联架构,驱动电路通过驱动功率开关器件间接驱动耗尽型氮化镓工作,无法直接驱动耗尽型氮化镓工作,导致耗尽型氮化镓的通流能力受到限制。

2、因此,为了充分发挥耗尽型氮化镓的通流能力,亟需一种能够直接驱动功率开关器件的驱动电路。


技术实现思路

1、鉴于相关技术中的上述缺陷或不足,本技术的目的是提供一种驱动电路、驱动装置及驱动方法,可充分发挥耗尽型氮化镓器件的通流能力。

2、为实现上述目的,本技术提供了如下方案:

3、第一方面,本技术提供了一种驱动电路,所述驱动电路包括:第一耗尽型氮化镓器件、第一二极管、场效应晶体管、检测触发模块以及逻辑驱动模块;

4、所述第一耗尽型氮化镓器件的漏极与高压输入电源连接,所述第一耗尽型氮化镓器件的源极与所述场效应晶体管的漏极连接,所述第一耗尽型氮化镓器件的栅极通过所述第一二极管与所述场效应晶体管的源极连接;所述检测触发模块的输入端与所述场效应晶体管的漏极连接,所述检测触发模块的输出端与所述逻辑驱动模块连接,所述检测触发模块连接有隔离供电电源;所述逻辑驱动模块的输入端与控制器连接,所述逻辑驱动模块的输出端与所述第一耗尽型氮化镓器件的栅极连接,所述逻辑驱动模块连接有供电电源以及所述隔离供电电源;其中,

5、所述场效应晶体管用于在所述第一耗尽型氮化镓器件上电后,且所述场效应晶体管的漏极电压大于第一阈值,使所述第一耗尽型氮化镓器件处于关断状态;所述检测触发模块用于在所述第一耗尽型氮化镓器件处于关断状态且所述检测触发模块上电后,对所述隔离供电电源的电压进行监测,若所述隔离供电电源的电压值大于第二阈值,向所述逻辑驱动模块发送drv信号;所述逻辑驱动模块用于响应所述drv信号与所述供电电源导通,对接收到的所述控制器发送的pwm in信号进行处理获得pwm信号,并利用所述pwm信号驱动所述第一耗尽型氮化镓器件处于导通状态或者关断状态。

6、可选地,所述检测触发模块包括检测触发功能单元和开关管;所述开关管的输入端与所述检测触发功能单元连接,所述开关管的第一输出端与所述第一耗尽型氮化镓器件的源极连接,所述开关管的第二输出端连接所述隔离供电电源;所述开关管用于在所述隔离供电电源的电压值大于所述第二阈值时处于导通状态,以使所述检测触发功能单元向所述逻辑驱动模块发送所述drv信号。

7、可选地,所述逻辑驱动模块包括:第一与门单元、第二与门单元、第一栅极驱动器、第二栅极驱动器;所述第一与门单元的第一输入端与所述检测触发功能单元连接,所述第一与门单元的第二输入端与所述供电电源连接,所述第一与门单元的输出端与所述第一栅极驱动器的输入端连接,所述第一栅极驱动器的输出端分别与所述场效应晶体管的栅极、所述第二与门单元的第一输入端连接,所述第二与门单元的第二输入端与所述控制器连接,所述第二与门单元的输出端与所述第二栅极驱动器的输入端连接,所述第二栅极驱动器的输出端与所述第一耗尽型氮化镓器件的栅极连接,其中,所述第一与门单元用于响应所述drv信号输出高电平信号,使得所述第一栅极驱动器的输出端输出pwm en信号,以驱动所述场效应晶体管处于导通状态;所述第二与门单元用于响应所述pwm en信号,将所述控制器输入的pwm in信号转换成pwm信号,以使所述第二栅极驱动器的输出端输出所述pwm信号,直接驱动所述第一耗尽型氮化镓器件处于导通状态或者关断状态。

8、可选地,所述驱动电路还包括第一隔离通信模块和第二隔离通信模块;所述第一与门单元的第一输入端通过所述第一隔离通信模块与所述检测触发功能单元连接;所述第二与门单元的输出端通过所述第二隔离通信模块与所述第二栅极驱动器的输入端连接。

9、可选地,所述驱动电路还包括第二二极管和与所述第一耗尽型氮化镓器件并联的第二耗尽型氮化镓器件;其中,所述第二耗尽型氮化镓器件的漏极与所述高压输入电源连接,所述第二耗尽型氮化镓器件的源极与所述场效应晶体管的漏极连接,所述第二耗尽型氮化镓器件的栅极通过所述第二二极管与所述场效应晶体管的源极连接。

10、可选地,所述第一耗尽型氮化镓器件、所述第二耗尽型氮化镓器件均在处于导通状态时为零电压、处于关断状态时为负电压。

11、可选地,所述场效应晶体管为nmos管,所述开关管为nmos管或者pmos管。

12、第二方面,本技术提供了一种驱动装置,包括:所述驱动装置包括如上述第一方面任一项所述的驱动电路,所述驱动装置应用于电力电子系统。

13、第三方面,本技术提供了一种驱动方法,应用于上述第一方面任一项所述的驱动电路,所述驱动方法包括:所述场效应晶体管在所述第一耗尽型氮化镓器件上电后,且所述场效应晶体管的漏极电压大于第一阈值,使所述第一耗尽型氮化镓器件处于关断状态;所述检测触发模块在所述第一耗尽型氮化镓器件处于关断状态且所述检测触发模块上电后,对所述隔离供电电源的电压进行监测,若所述隔离供电电源的电压值大于第二阈值,向所述逻辑驱动模块发送drv信号;所述逻辑驱动模块响应所述drv信号与所述供电电源导通,对接收到的所述控制器发送的pwm in信号进行处理获得pwm信号,并利用所述pwm信号驱动所述第一耗尽型氮化镓器件处于导通状态或者关断状态。

14、可选地,所述所述逻辑驱动模块响应所述drv信号与所述供电电源导通,对接收到的所述控制器发送的pwm in信号进行处理获得pwm信号,并利用所述pwm信号驱动所述第一耗尽型氮化镓器件处于导通状态或者关断状态,包括:所述第一与门单元响应所述drv信号输出高电平信号,使得所述第一栅极驱动器的输出端输出pwm en信号,以驱动所述场效应晶体管处于导通状态;所述第二与门单元用于响应所述pwm en信号,将所述控制器输入的pwm in信号转换成pwm信号,以使所述第二栅极驱动器的输出端输出所述pwm信号,直接驱动所述第一耗尽型氮化镓器件处于导通状态或者关断状态。

15、根据本技术提供的具体实施例,本技术公开了以下技术效果:

16、本技术提供了一种驱动电路、驱动装置及驱动方法,通过检测触发模块对隔离供电电源的电压进行监测,若隔离供电电源的电压值大于第二阈值,向逻辑驱动模块发送drv信号;通过逻辑驱动模块响应drv信号与供电电源导通,对接收到的控制器发送的pwm in信号进行处理获得pwm信号,并利用pwm信号直接驱动第一耗尽型氮化镓器件处于导通状态或者关断状态;即,通过检测触发模块和逻辑驱动模块的结合实现对第一耗尽型氮化镓器件的直接驱动,且不改变第一耗尽型氮化镓器件控制逻辑的情况下实现零电压开通和负电压关断的功能,从而充分发挥第一耗尽型氮化镓器件的强通流能力。


技术特征:

1.一种驱动电路,其特征在于,所述驱动电路包括:第一耗尽型氮化镓器件、第一二极管、场效应晶体管、检测触发模块以及逻辑驱动模块;

2.根据权利要求1所述的驱动电路,其特征在于,所述检测触发模块包括检测触发功能单元和开关管;

3.根据权利要求1所述的驱动电路,其特征在于,所述逻辑驱动模块包括:第一与门单元、第二与门单元、第一栅极驱动器、第二栅极驱动器;

4.根据权利要求3所述的驱动电路,其特征在于,所述驱动电路还包括第一隔离通信模块和第二隔离通信模块;

5.根据权利要求3所述的驱动电路,其特征在于,所述驱动电路还包括第二二极管和与所述第一耗尽型氮化镓器件并联的第二耗尽型氮化镓器件;其中,

6.根据权利要求5所述的驱动电路,其特征在于,所述第一耗尽型氮化镓器件、所述第二耗尽型氮化镓器件均在处于导通状态时为零电压、处于关断状态时为负电压。

7.根据权利要求2所述的驱动电路,其特征在于,所述场效应晶体管为nmos管,所述开关管为nmos管或者pmos管。

8.一种驱动装置,其特征在于,所述驱动装置包括如上述权利要求1-6任一项所述的驱动电路,所述驱动装置应用于电力电子系统。

9.一种驱动方法,其特征在于,应用于如上述权利要求1-7任一项所述的驱动电路,所述驱动方法包括:

10.根据权利要求9所述的驱动方法,其特征在于,所述所述逻辑驱动模块响应所述drv信号与所述供电电源导通,对接收到的所述控制器发送的pwm in信号进行处理获得pwm信号,并利用所述pwm信号驱动所述第一耗尽型氮化镓器件处于导通状态或者关断状态,包括:


技术总结
本申请公开了一种驱动电路、驱动装置及驱动方法,涉及电源系统管理技术领域,该驱动电路包括:第一耗尽型氮化镓器件的漏极与高压输入电源连接,第一耗尽型氮化镓器件的源极与场效应晶体管的漏极连接,第一耗尽型氮化镓器件的栅极通过第一二极管与场效应晶体管的源极连接;检测触发模块的输入端与场效应晶体管的漏极连接,检测触发模块的输出端与逻辑驱动模块连接,检测触发模块连接隔离供电电源;逻辑驱动模块的输入端与控制器连接,逻辑驱动模块的输出端与第一耗尽型氮化镓器件的栅极连接,逻辑驱动模块连接供电电源以及隔离供电电源。本申请可充分发挥耗尽型氮化镓器件的通流能力。

技术研发人员:孟祥翰,章涛,朱廷刚
受保护的技术使用者:江苏能华微电子科技发展有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
转载请注明原文地址: https://www.8miu.com/read-23365.html

最新回复(0)