[发明专利]高边栅极驱动器、开关芯片及供电设备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请主张2012年4月5日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2012-0035598的权益，其公开在这里通过引用以整体形式被并入。

技术领域

本公开涉及高边栅极驱动器（high side gate driver）、开关芯片以及供电设备，更特定地，涉及分别包含保护设备的高边栅极驱动器、开关芯片以及供电设备。

背景技术

近年来，电子装置已经开始包含接收主电源电压然后将其转换为每个设备所需的电压或者将其分布到每个设备的供电设备。这种供电设备可以通过使用基于硅的半导体来生产，或者可以通过使用基于混合半导体（例如GaN,SiC等）的氮化镓（GaN）晶体管或者碳化硅（SiC）晶体管来实现。

一个相对高电平的电压被作用于高边栅极驱动器的输出端。于是，为了接通或切断高边常开（normally-on）开关，与输出端电压相对应的相对高电平电压不得不被作用于高边常开开关的栅极。这种高电平电压可能引发周围开关设备的故障。

发明内容

本发明提供能够防止周围开关设备的故障现象的高边栅极驱动器、开关芯片以及供电设备。

其它方面一部分将在下面的描述中被阐述，一部分将从描述中显然的，或者可以通过本发明的实施例的实践来掌握。

根据本发明的一方面，用于控制高边常开开关的高边栅极驱动器包括：第一低电平驱动电源，被提供以切断高边常开开关；以及保护设备和第一开关设备，被串联连接在第一低电平驱动电源和高边常开开关的栅极之间。

保护设备的电阻值可以是第一开关设备的电阻值的大约50到100倍大。

所述保护设备可以包括附加常开开关。在这种情况中，附加常开开关的平面面积是高边常开开关面积的十分之一到百分之一。

被作用于附加常开开关的电压可以比附加常开开关的门限电压高。例如，附加常开开关的栅极可以被连接到地端。

附加常开开关的栅极可以被连接到第一低电平驱动电源。

附加常开开关和高边常开开关可以包含相同的结构。所述相同结构可以包括从氮化镓（GaN）晶体管、碳化硅（SiC）晶体管、以及绝缘栅极双极性晶体管当中所选择的一个。

所述高边栅极驱动器可以进一步包括第二开关设备，被连接在保护设备和第二低电平驱动电源之间，其中，第二低电平驱动电源的电压可以高于第一低电平驱动电源的电压。

在切断高边常开开关时，在第二开关设备被接通之后，第一开关设备可以被接通。

根据本发明的另一方面，供电设备包括：高边常开开关，包括被连接到输出端的源极、被连接到高电平电源的漏极以及栅极；以及高边栅极驱动器，用于控制高边常开开关，其中，高边栅极驱动器包括：第一低电平驱动电源，被提供以切断高边常开开关；以及保护设备和第一开关设备，被串联连接在第一低电平驱动电源和高边常开开关的栅极之间。

所述高边栅极驱动器可以进一步包括：高电平驱动电源，被提供以接通高边常开开关；以及第三开关设备，被连接在高电平驱动电源和高边常开开关的栅极之间。

高边栅极驱动器可以进一步包括电容设备，被连接在高电平驱动电源和高边常开开关的源极之间。

所述供电设备可以进一步包括：低边常开开关，包括被连接到低电平电源的源极、被连接到输出端的漏极以及栅极；以及低边栅极驱动器，用于控制低边常开开关。

根据本发明的另一方面，供电设备包括：高边常开开关，包括被连接到输出端的源极、被连接到高电平电源的漏极以及栅极；高电平驱动电源，被提供以接通高边常开开关；第一低电平驱动电源，被提供以切断高边常开开关；附加常开开关，被连接到高边常开开关的栅极；以及第一开关设备，被连接在第一低电平驱动电源和附加常开开关之间。

所述供电设备可以进一步包括：第二低电平驱动电源，被提供以减小高边常开开关的栅极电压；以及第二开关设备，被连接在第二低电平驱动电源和附加常开开关之间，其中，第二低电平驱动电源的电压高于第一低电平驱动电源的电压。

根据本发明的另一方面，开关芯片包括：高边常开开关，包括被连接到输出端的源极、被连接到高电平电源的漏极以及栅极；附加常开开关，被连接到高边常开开关的栅极；以及低边常开开关，包括被连接到低电平电源的源极、被连接到输出端的漏极以及栅极，其中，高边常开开关、附加常开开关、以及低边常开开关包含相同的结构。

附加常开开关的平面面积可以是高边常开开关面积的十分之一到百分之一。