[发明专利]电平偏移电路

说明书

电平偏移电路具有配置用于接收输入信号的输入端，其中输入信号具有对称的最大和最小电压。电平偏移电路进一步包括配置用于提供输出信号的输出端，其中输出信号具有非对称的最大和最小电压。响应于输入信号而产生输出信号。施加输出信号以驱动SiC MOSFET的栅极端子。

技术领域

本公开涉及集成电路，并且更具体而言涉及用于在将控制信号施加至非对称驱动器电路之前电平偏移控制信号的电平偏移电路。

背景技术

碳化硅(SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)是在许多功率电子器件应用中的有吸引力的功率开关部件。宽带隙SiC材料的先进和创新性的特性提供了如下切换晶体管：其呈现比硅MOSFET器件或绝缘栅极双极晶体管(IGBT)器件更好的操作特性。例如，SiC MOSFET器件具有相当的Si基晶体管开关远远更低的开关损耗，并且可以以比相当的Si基晶体管开关大二至五倍的开关频率进行操作。SiC MOSFET进一步呈现非常低的泄漏电流，并且这有助于提升系统可靠性和一致性，甚至当经受提高的反向电压或温度升高时。

以此方式驱动SiC MOSFET以便于促进最低可能的导通和开关损耗是至关重要的。然而，应该注意，绝对最大额定值(AMR)设置了非对称的SiC MOSFET的最大Vgs-on和最小Vgs-off。例如，最大Vgs-on可以是+25V，而最小Vgs-off是-10V。例如，产生具有+12V的最大电压和-12V的最小电压的栅极驱动信号的常规对称驱动电路无法适当和高效地驱动SiCMOSFET。在该示例中，用于驱动电路的+12V最大驱动信号电压产生对于以最佳性能导通的SiC MOSFET而言不够高的Vgs-on，并且用于驱动电路的-12V的最小电压产生在SiC MOSFET的AMR之外的Vgs-off。

本领域需要诸如脉冲变压器之类的电平偏移电路以将具有对称电压的输入信号转换为具有非对称电压的、适用于驱动具有晶体管器件的AMR需求的SiC MOSFET的栅极的输出信号。

发明内容

在一个实施例中，一种电路包括：电平偏移电路，具有被配置用于接收具有对称的最大和最小电压的输入信号的输入端，以及被配置用于提供具有非对称的最大和最小电压的输出信号的输出端；以及SiC MOSFET，具有由所述输出信号所驱动的栅极端子。

电平偏移电路的一个实施例包括：电容器，被耦合在输入端和输出端之间；电压分压器电路，被耦合在输入端与被配置用于耦合至SiC MOSFET的源极端子的参考节点之间，电压分压器电路具有分接头节点；以及第一二极管，具有被耦合至分接头节点的阳极、以及被耦合至电容器的端子的阴极。

附图说明

为了更好理解实施例，现在将借由示例的方式而参考附图，其中：

图1A和图1B是用于使用非对称信号驱动SiC MOSFET的栅极的电平偏移电路的示意图；

图2示出了用于图1A或图1B的电平偏移电路的操作波形；

图3A和图3B是用于使用非对称信号驱动SiC MOSFET的栅极的电平偏移电路的示意图；

图4示出了用于图3A或图3B的电平偏移电路的操作波形；

图5是具有驱动高压侧和低压侧SiC MOSFET的栅极的电平偏移电路的半桥驱动器电路的示意图；以及

图6示出了用于图5的电路的操作波形。

具体实施方式

现在参照图1A，示出了用于使用非对称信号驱动SiC MOSFET14的栅极的电平偏移电路10的示意图。SiC MOSFET 14是n沟道器件，具有漏极端子16、栅极端子18(耦合至电平偏移电路10的输出端12)以及源极端子20。漏极端子16被配置用于在节点22处连接至在低压侧驱动器操作中待被驱动的电路。源极端子20连接至低参考电源电压节点(接地)。