[发明专利]一种GaN功率开关器件的短路保护装置

权利要求书

1.一种GaN功率开关器件的短路保护装置，其特征在于，包括依次连接的短路状态检测模块、信号处理模块和驱动模块；所述短路状态检测模块包括依次连接的耦合电感采样电路和比较电路；

所述GaN功率开关器件位于PCB板上，利用PCB走线或外置铜箔构成耦合电感，用于感应所述GaN功率开关器件上通过的电流；所述耦合电感采样电路包括原边电路和副边电路，原边电路包括被测器件和原边电感，其中原边电感由所述PCB走线或外置铜箔的寄生杂散电感产生，副边电感由耦合线圈的电感产生；

所述耦合线圈通过在所述PCB板上绕线而成；

所述比较电路包括比较器，所述比较器的两输入分别为一预设阈值电压V_ref和所述耦合电感采样电路两端的输出电压V_out，比较得到的输出为短路状态判断信号V_O1；当V_O1为高电平时表示电路发生短路，输出V_O1为低电平则表示电路未发生短路；

所述信号处理模块包括逻辑门和DQ触发器，对短路状态判断信号进行处理得到驱动信号，控制被测器件的开通和关断。

2.如权利要求1所述的短路保护装置，其特征在于，所述副边电路包括副边电感、二极管、电阻和电容，所述副边电感与二极管串联得到的支路分别与电阻和电容并联，采集电容两端的电压作为采样电压输出。

3.如权利要求1所述的短路保护装置，其特征在于，所述副边电路包括相互并联的第一支路、第二支路和第三支路，第一支路包括串联连接的第一副边电感与第一二极管，第二支路包括串联连接的第二副边电感与第二二极管，第三支路包括电容C，所述第一二极管和第二二极管以相反的方向与所有支路的公共连接点相连，采集电容两端的电压V_out作为采样电压输出。

4.如权利要求1所述的短路保护装置，其特征在于，所述信号处理模块包括第一逻辑与门AND1、第二逻辑与门AND2、逻辑非门NOT1及DQ触发器DQ1；

第一逻辑与门AND1的两个输入端分别连接所述短路状态判断信号和电路输入的PWM信号，其输出信号为V_O2；电路输入的PWM信号还连接逻辑非门NOT1的输入端，逻辑非门NOT1的输出信号为V_O3；逻辑与门AND1的输出信号V_O2和逻辑非门NOT1的输出信号V_O3分别与DQ触发器DQ1的D端及CLR端连接，DQ触发器DQ1的输出端的输出信号为V_O4；电路输入的PWM信号与DQ触发器DQ1的输出信号V_O4分别连接逻辑与门AND2的两个输入端，相与后输出信号V_O5至驱动芯片信号输入端，从而控制被测器件Q的开通和关断。

5.如权利要求1所述的短路保护装置，其特征在于，所述驱动模块包括半桥电路和驱动芯片，所述半桥电路由所述驱动芯片进行驱动，包括两个GaN功率开关器件。