【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及氮化镓驱动，尤其是指一种氮化镓半桥式驱动电路。
技术介绍
1、近年来，数据中心电源、无线电能传输、射频功率放大等应用领域都对电力电子设备的体积、重量和效率提出了越来越严格的要求，进而导致对这些电源设备中电力电子功率器件的开关频率的要求不断提高。对基于硅的半导体功率器件，其开关频率上限进一步提升的空间有限。与此同时，随着氮化镓功率器件制造工艺的日趋完善，大量的氮化镓功率器件逐渐被应用于超高频电力电子领域。由于氮化镓器件的通态和开关损耗较低，且比场效应管（si-mosfet）具备更好的反向恢复特性，可以显著改善电源的整体效率。而且氮化镓材料本身具有高禁带宽度、高电子迁移率、高临界击穿电场和高电子饱和速率等优点，因此基于氮化镓功率器件的开关类功率放大器能够为射频类负载提供高频、高功率和低损耗的正弦交流电。为了充分发挥氮化镓功率器件的优势，需要设计一种稳定且高频的驱动电路。
2、氮化镓半桥式电路是一种广泛应用于高效能电力变换中的电路架构，其核心特点是采用氮化镓功率器件（例如：gan-hemt）作为开关元件来实现高效且高速的电力转换。如图1所示为氮化镓半桥式电路及现有技术中的氮化镓半桥式自举驱动电路示意图，其中，氮化镓半桥式电路包括两个氮化镓功率器件（如图1中的和），上管作为高端开关连接电源的正极，下管作为低端开关连接负载或接地，通过控制上管和下管按照时序交替导通，从而控制电流流向负载；氮化镓半桥式自举驱动电路包括自举电容、自举二极管和自举型驱动芯片，当自举型驱动芯片基于pwm信号控制氮化镓半桥电路中的下管导通时
3、综上所述，现有技术中氮化镓半桥式自举驱动电路对氮化镓半桥式电路进行驱动时，存在自举电容被过度充电进而导致上管被过压击穿的问题；若降低自举驱动电路的工作频率以减少自举电容过充的机会，又无法充分发挥氮化镓功率器件开关速度快的优势，降低了氮化镓半桥式电路的响应速度和功率密度。
技术实现思路
1、为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中的氮化镓半桥式自举驱动电路存在自举电容被过度充电进而导致上管被过压击穿的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种氮化镓半桥式驱动电路，包括：
3、高频驱动信号产生模块，用于产生互补无死区的第一高频信号和第二高频信号；所述第一高频信号和所述第二高频信号的占空比均为50%；
4、隔离型死区产生模块，其第一输入端与所述高频驱动信号产生模块的第一输出端相连，其第二输入端与所述高频驱动信号产生模块的第二输出端相连；用于将所述第一高频信号和所述第二高频信号的死区时间调节至预设值，输出第一目标高频信号和第二目标高频信号；
5、电压匹配模块，包括第一电压匹配电路和第二电压匹配电路；所述第一电压匹配电路的输入端与所述隔离型死区产生模块的第一输出端相连，用于调整所述第一目标高频信号的电压；所述第二电压匹配电路的输入端与所述隔离型死区产生模块的第二输出端相连，用于调整所述第二目标高频信号的电压；
6、隔离驱动模块，包括第一隔离驱动电路和第二隔离驱动电路；所述第一隔离驱动电路的输入端与所述第一电压匹配电路的输出端相连，用于调整所述第一目标高频信号的上升沿和下降沿，输出第一驱动信号以驱动氮化镓半桥式电路中的上管；所述第二隔离驱动电路的输入端与所述第二电压匹配电路的输出端相连，用于调整所述第二目标高频信号的上升沿和下降沿，输出第二驱动信号以驱动氮化镓半桥式电路中的下管。
7、优选地，还包括隔离供电模块，所述隔离供电模块包括：
8、第一隔离供电芯片，其输出端与所述隔离型死区产生模块的第一输出供电端相连，用于为所述隔离型死区产生模块的输出端供电；
9、第二隔离供电芯片，其输出端与所述隔离型死区产生模块的第二输出供电端相连，用于为所述隔离型死区产生模块的输出端供电；
10、第三隔离供电芯片，其输出端与所述第一隔离驱动电路的电源输入端相连，用于为所述第一隔离驱动电路供电；
11、第四隔离供电芯片，其输出端与所述第二隔离驱动电路的电源输入端相连，用于为所述第二隔离驱动电路供电。
12、优选地，还包括保护模块，所述保护模块包括：
13、第一保护电路，其输入端与所述第一隔离驱动电路的输出端相连，其输出端与氮化镓半桥式电路中的上管的栅极相连，用于抑制所述第一驱动信号的震荡；
14、第二保护电路，其输入端与所述第二隔离驱动电路的输出端相连，其输出端与氮化镓半桥式电路中的下管的栅极相连，用于抑制所述第二驱动信号的震荡。
15、优选地，所述隔离型死区产生模块包括：
16、隔离驱动芯片，其第一信号输入引脚作为隔离型死区产生模块的第一输入端，与所述高频驱动信号产生模块的第一输出端相连；其第二信号输入引脚作为隔离型死区产生模块的第二输入端，与所述高频驱动信号产生模块的第二输出端相连；其第一信号输出引脚作为隔离型死区产生模块的第一输出端；其第二信号输出引脚作为隔离型死区产生模块的第二输出端；
17、第一电阻，其第一端与所述隔离驱动芯片的死区时间输入引脚相连，其第二端接地，通过改变所述第一电阻的阻值调节所述第一高频信号和所述第二高频信号的死区时间；其中，所述死区时间的计算公式为：
18、，
19、其中，表示第一目标高频信号和第二目标高频信号的死区时间；表示第一电阻的阻值。
20、优选地，所述第一电压匹配电路和所述第二电压匹配电路均包括：
21、第二电阻，其第一端作为电压匹配电路的输入端；
22、第三电阻，其第一端与所述第二电阻的第二端相连作为电压匹配电路的输出端，其第二端接地。
23、优选地，所述第一隔离驱动电路和所述第二隔离驱动电路均包括：
【技术保护点】
1.一种氮化镓半桥式驱动电路，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的氮化镓半桥式驱动电路，其特征在于，还包括隔离供电模块，所述隔离供电模块包括：
3.根据权利要求1所述的氮化镓半桥式驱动电路，其特征在于，还包括保护模块，所述保护模块包括：
4.根据权利要求1所述的氮化镓半桥式驱动电路，其特征在于，所述隔离型死区产生模块包括：
5.根据权利要求1所述的氮化镓半桥式驱动电路，其特征在于，所述第一电压匹配电路和所述第二电压匹配电路均包括：
6.根据权利要求1所述的氮化镓半桥式驱动电路，其特征在于，所述第一隔离驱动电路和所述第二隔离驱动电路均包括：
7.根据权利要求3所述的氮化镓半桥式驱动电路，其特征在于，所述第一保护电路和所述第二保护电路均包括：
8.根据权利要求2所述的氮化镓半桥式驱动电路，其特征在于，所述第一隔离供电芯片、所述第二隔离供电芯片、所述第三隔离供电芯片和所述第四隔离供电芯片的型号包括B0509-2WR3、B0505-2WR3。
9.根据权利要求4所述的氮化镓半桥式驱动电
10.根据权利要求6所述的氮化镓半桥式驱动电路，其特征在于，所述高速驱动芯片的型号包括HD1001、LMG1020。
...【技术特征摘要】
1.一种氮化镓半桥式驱动电路，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的氮化镓半桥式驱动电路，其特征在于，还包括隔离供电模块，所述隔离供电模块包括：
3.根据权利要求1所述的氮化镓半桥式驱动电路，其特征在于，还包括保护模块，所述保护模块包括：
4.根据权利要求1所述的氮化镓半桥式驱动电路，其特征在于，所述隔离型死区产生模块包括：
5.根据权利要求1所述的氮化镓半桥式驱动电路，其特征在于，所述第一电压匹配电路和所述第二电压匹配电路均包括：
6.根据权利要求1所述的氮化镓半桥式驱动电路，其特征在于，所述第一隔离驱动电路和所述第二隔离驱动电...
【专利技术属性】
技术研发人员：何立群，汪振锋，徐嘉伟，葛文智，肖扬，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：
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