申请/专利权人：无锡安趋电子有限公司

申请日：2021-08-27

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN113659966B

主分类号：H03K17/042

分类号：H03K17/042;H03K17/16;H03K17/687

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2021.12.03#实质审查的生效;2021.11.16#公开

摘要：本发明公开一种用于高侧GaN功率管的双NMOS分段驱动电路，在高侧GaN功率管开启过程中，通过dVSdt检测电路检测出VS上升斜率并转化成控制电压Vctr，Vctr通过控制压控电流源输出电流大小来控制上拉NMOS的栅极电压上升速度，进而调节GaN功率管在弥勒平台期间栅极驱动电流大小；当检测到弥勒平台结束，通过电荷泵抬升上拉NMOS的栅极电压，最大化GaN功率管栅极驱动电流，加快其完全开启，实现了小的dvdt噪声并保证了高侧GaN功率管快的开启速度，电路结构容易实现，占用面积小。

主权项：1.一种用于GaN功率管的高侧双NMOS管分段驱动系统，其特征在于：包括：dVSdt检测电路、压控电流源、下降沿触发器、反相器INV1、PMOS管P1、NMOS管N1、反相缓冲器Buffer1、同相缓冲器Buffer2、电荷泵电容Cp、开关管Np以及双NMOS管中的上拉NMOS管Nup和下拉NMOS管Ndown；反相器INV1的输入作为高侧双NMOS管分段驱动系统的输入端连接高压电平移位电路的输出信号VGH，反相器INV1的输出端连接PMOS管P1的栅极、NMOS管N1的栅极和同相缓冲器Buffer2的输入端，PMOS管P1的漏极与NMOS管N1的漏极互连并连接下降沿触发器的R端以及开关管Np的源极和开关管Np寄生的体二极管Dp的阳极，体二极管Dp的阴极连接开关管Np的漏极以及上拉NMOS管Nup的栅极和电荷泵电容Cp的一端，电荷泵电容Cp的另一端连接反相缓冲器Buffer1的输出端，反相缓冲器Buffer1的输入端连接下降沿触发器的输出端Q，上拉NMOS管Nup的漏极连接浮动电源VB，dVSdt检测电路连接在浮动电源VB与浮动地VS及公共地GND之间，dVSdt检测电路的一路输出电压信号Vctr连接由浮动电源VB供电的压控电流源的输入端，另一路输出脉冲信号Vmp连接下降沿触发器的输入端S，压控电流源的输出电流Ictr连接PMOS管P1的源极，NMOS管N1的源极连接浮动地VS，同相缓冲器Buffer2的输出端连接开关管Np的栅极和下拉NMOS管Ndown的栅极，下拉NMOS管Ndown的源极连接浮动地VS，上拉NMOS管Nup的源极与下拉NMOS管Ndown的漏极互连并作为高侧双NMOS管分段驱动系统的输出端，输出驱动信号VHO连接高侧GaN功率管MH的栅极；上述高侧双NMOS管分段驱动系统，根据高侧GaN功率管MH开启过程中不同的阶段，在高侧GaN功率管MH栅极使用不同的栅极驱动电流，在高侧GaN功率管开启过程中，反相器INV1的输入信号VGH由低电平变为高电平，反相器INV1的输出由高电平变为低电平，PMOS管P1导通，压控电流源输出电流Ictr依次通过PMOS管P1、开关管Np寄生的体二极管Dp为上拉NMOS管Nup的栅极充电；通过dVSdt检测电路检测浮动地VS处的电压变化率，将检测出的VS处电压的上升斜率转化成控制电压Vctr控制压控电流源输出电流Ictr的大小来控制上拉NMOS管Nup的栅极电压上升速度，进而调节高侧GaN功率管在弥勒平台期间栅极驱动电流大小；dVSdt检测电路的输出脉冲信号Vmp表示高侧GaN功率管弥勒平台时间段，脉冲信号Vmp的下降沿表示GaN功率管弥勒平台结束，下降沿触发器的输出端Q控制反相缓冲器Buffer1输出端翻转，电荷泵电容Cp抬升上拉NMOS管Nup的栅极电压，最大化高侧GaN功率管栅极驱动电流，加快高侧GaN功率管完全开启，在降低dVSdt噪声同时，加快了高侧GaN功率管MH的开启速度。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 无锡安趋电子有限公司 一种用于GaN功率管的高侧双NMOS管分段驱动系统

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