[发明专利]一种GaN栅驱动电路的系统保护方法

权利要求书

1.一种GaN栅驱动电路的系统保护方法，其特征在于，所述GaN栅驱动电路包括GaN功率管、以及与GaN功率管安装在同一个低热阻热传导材料上的Si基驱动器，所述Si基驱动器包括电平位移模块、GaN功率管驱动模块、Si MOS管和Si MOS管驱动模块；所述GaN栅驱动电路输入信号的脉宽调制信号依次经过所述电平位移模块和GaN功率管驱动模块后连接所述GaN功率管的栅极；所述GaN功率管与所述Si MOS管串联；

所述GaN栅驱动电路的系统保护方法为：分别检测所述GaN栅驱动电路是否过流、过温和欠压，并根据检测结果产生过流信号、过温信号和欠压信号，所述Si MOS管驱动模块根据所述过流信号、过温信号和欠压信号控制所述Si MOS管的开启和关断，当所述GaN栅驱动电路正常工作即没有产生过流信号、过温信号或欠压信号时所述Si MOS管开启，当过流信号、过温信号和欠压信号中任意一个产生时使能所述Si MOS管驱动模块关断所述Si MOS管，从而关断所述GaN栅驱动电路；

检测所述GaN栅驱动电路是否过流的方法为：通过采样流过所述Si MOS管的电流得到流过所述GaN功率管的电流，当流过所述GaN功率管的电流大于预设的电流标准时产生所述过流信号；

检测所述GaN栅驱动电路是否过温的方法为：通过检测所述Si MOS管的结温得到所述GaN功率管的结温，当所述GaN功率管的结温大于预设的温度标准时产生所述过温信号；

检测所述GaN栅驱动电路是否欠压的方法为：分别检测所述电平位移模块、GaN功率管驱动模块和Si MOS管驱动模块的电源轨是否欠压，当其中任一电源轨欠压时产生所述欠压信号。

2.根据权利要求1所述的GaN栅驱动电路的系统保护方法，其特征在于，检测所述SiMOS管的结温的具体方法为：利用一个基准电路产生正温度系数电流和基准电压，将Si MOS管的源极通过一个电阻后连接所述正温度系数电流和过温比较器的第一输入端，过温比较器的第二输入端连接所述基准电压，其输出端输出所述过温信号。

3.根据权利要求1或2所述的GaN栅驱动电路的系统保护方法，其特征在于，所述GaN功率管驱动模块的电源轨为负压关断信号；所述Si MOS管驱动模块的电源轨为外部电源电压经过一个低压差线性稳压器后产生的内部供电电压；当所述GaN功率管为低侧功率管时所述电平位移模块的电源轨为外部电源电压，当所述GaN功率管为高侧功率管时所述电平位移模块的电源轨为外部电源电压经过自举产生的高侧供电电压；

判断所述电平位移模块的电源轨或Si MOS管驱动模块的电源轨是否欠压的方法为：将所述电平位移模块的电源轨或Si MOS管驱动模块的电源轨通过两个串联的分压电阻后接地，两个分压电阻的串联点连接一个欠压比较器的正向输入端，该欠压比较器的负向输入端连接基准电压，其输出端输出所述欠压信号；

判断所述GaN功率管驱动模块的电源轨是否欠压的方法为：将所述GaN功率管驱动模块的电源轨通过两个串联的分压电阻后连接基准电压，两个分压电阻的串联点连接一个欠压比较器的正向输入端，该欠压比较器的负向输入端接地，其输出端输出所述欠压信号。

4.根据权利要求3所述的GaN栅驱动电路的系统保护方法，其特征在于，通过将采样管并联在所述Si MOS管上采样流过所述Si MOS管的电流，具体方法为：采样管的栅极连接所述Si MOS管的栅极，其漏极连接所述Si MOS管的漏极，其源极通过一个采样电阻后连接所述Si MOS管的源极，再利用一个过流比较器将采样管的源极电压和基准电压进行比较得到所述过流信号。