本发明涉及开关器件的驱动电路领域,特别是涉及一种常开耗尽型开关器件的驱动电路。
背景技术:
1、耗尽型氮化镓(d mode gan)如图1所示,电流能力强,但是其阈值电压为负值,栅源之间需要负电压驱动才能关断,一般级联一个低压si mosfet器件,其拓扑结构如图2所示。
2、开通时,si mosfet器件的栅源之间电压为高电平,si mosfet器件的漏源之间的电压为0,即gan的栅源之间电压为0,所以gan沟道开通;关断时,si mosfet器件的栅源之间电压为低电平,负载给si mosfet器件的coss充电,导致si mosfet器件漏源之间电压上升,当此电压上升到gan的阈值电压以上时,gan关断,负载继续给si mosfet器件和gan的结电容充电,当总体vds电压上升到母线电压时候,负载停止给结电容充电。
3、如图2所示的级联gan器件内部有2个die,一个为si mosfet die,另外一个为耗尽型gan die,且级联gan器件的驱动是直接驱动内部的si mosfet die的,由于si mosfet的栅极电荷qg比较大,因此,驱动速度慢,si mosfet器件还存在反向恢复负荷的问题,级联内部2个die之间的开关滞后导致不易在更高频率下工作,同时级联gan器件内部本身存在一个低压si mosfet,因此级联gan不适宜做低压级联gan器件;级联gan器件内部的2个die,存在2个阈值电压,容易受多个因素的扰动,因此级联gan不易并联。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种常开耗尽型开关器件的驱动电路,以解决耗尽型器件需要通过级联低压si mosfet来驱动,导致开关速度慢、存在反向恢复负荷以及应用场景受限的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
3、一种常开耗尽型开关器件的驱动电路,包括:耗尽型gan器件、pnp型三极管、npn型三极管、开通电阻以及关断电阻;
4、所述耗尽型gan器件的栅极分别与所述开通电阻的一端以及所述关断电阻的一端相连接;所述耗尽型gan器件的源极与驱动供电电压vcc相连接;
5、所述关断电阻的另一端与所述pnp型三极管的发射极相连接;所述pnp型三极管的集电极与所述驱动供电电压vcc的地相连接;
6、所述开通电阻的另一端与所述npn型三极管的发射极相连接;所述npn型三极管的集电极与所述驱动供电电压vcc相连接;
7、所述pnp型三极管的基极以及所述npn型三极管的基极均连接信号脉冲;所述耗尽型gan器件的开通或关断由所述信号脉冲进行驱动控制。
8、可选的,所述信号脉冲为pwm驱动信号;
9、当所述pwm驱动信号为高电平时,所述npn型三极管开通,所述驱动供电电压vcc通过所述开通电阻加到所述耗尽型gan器件的栅极,耗尽型gan器件栅极电荷通过开通的所述的npn型三极管泄放掉,所述耗尽型gan器件开通。
10、可选的,当所述pwm驱动信号为高电压时,所述耗尽型gan器件的栅极电荷通过开通的npn型三极管泄放掉,所述耗尽型gan器件的栅极和源极之间的电压为0v。
11、可选的,当所述pwm驱动信号为低电压时,所述npn型三极管关断,所述pnp型三极管开通,所述驱动供电电压vcc通过所述开通的pnp型三极管给所述耗尽型gan器件的栅极充电,栅源电压为-vcc,所述耗尽型gan器件关断。
12、可选的,所述驱动供电电压vcc为大于所述耗尽型gan器件的阈值电压的绝对值。
13、可选的,当所述pwm驱动信号为低电压时,所述耗尽型gan器件的栅极的电势为0,所述耗尽型gan器件的栅极和源极之间的电压为-vcc;vcc为驱动供电电压。
14、根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:本发明实施例提供了一种常开耗尽型开关器件的驱动电路,gan器件的源极与供电电压驱动供电电压vcc相连接,即与供电电压相连接,利用与pnp型三极管的基极以及npn型三极管的基极连接的信号脉冲,通过开通电阻以及关断电阻,直接驱动gan器件的开通或关断,不需要si mosfet器件,避免了级联低压si mosfet器件所存在的开关速度慢、存在反向恢复负荷的问题以及级联gan器件应用场景受限等问题。
1.一种常开耗尽型开关器件的驱动电路,其特征在于,包括:耗尽型gan器件、pnp型三极管、npn型三极管、开通电阻以及关断电阻;
2.根据权利要求1所述的常开耗尽型开关器件的驱动电路,其特征在于,所述信号脉冲为pwm驱动信号;
3.根据权利要求2所述的常开耗尽型开关器件的驱动电路,其特征在于,当所述pwm驱动信号为高电压时,所述耗尽型gan器件的栅极电荷通过开通的npn型三极管泄放掉,所述耗尽型gan器件的栅极和源极之间的电压为0v。
4.根据权利要求2所述的常开耗尽型开关器件的驱动电路,其特征在于,当所述pwm驱动信号为低电压时,所述npn型三极管关断,所述pnp型三极管开通,所述驱动供电电压vcc通过所述开通的pnp型三极管给所述耗尽型gan器件的栅极充电,栅源电压为-vcc,所述耗尽型gan器件关断;vcc为驱动供电电压。
5.根据权利要求4所述的常开耗尽型开关器件的驱动电路,其特征在于,所述驱动供电电压vcc为大于所述耗尽型gan器件的阈值电压的绝对值。
6.根据权利要求4所述的常开耗尽型开关器件的驱动电路,其特征在于,当所述pwm驱动信号为低电压时,所述耗尽型gan器件的栅极的电势为0,所述耗尽型gan器件的栅极和源极之间的电压为-vcc。