[发明专利]一种GaN器件动态导通电阻测量电路

权利要求书

1.一种GaN器件动态导通电阻测量电路，包括驱动电路、软硬开关转换单元和钳位电路；其特征在于：

所述驱动电路为隔离式精密半桥驱动器，驱动芯片型号为ADuM4223，共有16个引脚，提供两个隔离的驱动通道A和B，分别为：引脚1为驱动通道A的输入电压VIA，连接函数发生器输入方波，通过两个并联的电阻R1和R2接地，电阻与函数发生器呈并联关系；引脚2为驱动通道B的输入电压VIB，连接函数发生器输入方波，通过两个并联的电阻R3和R4接地，电阻与函数发生器呈并联关系；引脚3和8分别为VDD1和VDD2引脚，连接电源VDD，并通过电容C5与引脚4相连，电容与电源呈并联关系；引脚5为DISABLE，控制输出在设定时间后恢复到输入状态，通过电阻R5接地；引脚7、12、6、13均为空脚；引脚10为驱动通道A的供电电压，连接电源VDDA，通过两个并联的旁路电容C3和C4接14引脚，电容与电源呈并联关系；引脚11为驱动通道B的供电电压，连接电源VDDB，通过两个并联的旁路电容C1和C2接9引脚，电容与电源呈并联关系；引脚4、14、9分别为GND1、GNDA、GNDB，分别连接VDD1和VDD2电源的地GND1，VDDA电源地GNDA和VDDB电源地GNDB；引脚16为驱动通道A的输出引脚VOA，通过电阻R7与二极管D7串联再与电阻R6并联的电路连接到软硬开关转换单元；引脚15为驱动通道B的输出引脚VOB，通过电阻R9与二极管D8串联再与电阻R8并联的电路连接到软硬开关转换单元；

所述软硬开关转换单元采用两个增强型GaN晶体管为主体，分别为第一增强型GaN晶体管和第二增强型GaN晶体管，第一增强型GaN晶体管的源极与第二增强型GaN晶体管的漏极相连作为钳位电路的输入端；第一增强型GaN晶体管的栅极接电阻R7与二极管D7串联再与电阻R6并联的电路，第二增强型GaN晶体管的栅极接电阻R9与二极管D8串联再与电阻R8并联的电路；第一增强型GaN晶体管的漏极接并联的电容组C6、C7、C8、C9、C10以及电感L的一端，同时连接电源V1的正极，电源V1的负极与并联的电容组C6、C7、C8、C9、C10的另一端相连；第二增强型GaN晶体管的漏极、电感L的另一端与开关的一端相连，开关的另一端接并联的电容组C11、C12、C13、C14的一端以及电源V2的正极，电源V2的负极接并联的电容组C11、C12、C13、C14的另一端；电源V1的负极和电源V2的负极接滑动变阻器R11的一端，滑动变阻器R11的另一端通过电阻R10后接地GNDB；第一增强型GaN晶体管的栅极还与二极管D9的负极相连，二极管D9的正极接地GNDA；第二增强型GaN晶体管的栅极还与二极管D10的负极相连，二极管D10的正极接地GNDB；

所述钳位电路包括二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6，PNP硅双晶体管T1、T2和电阻R12；D1的负极接第一增强型GaN晶体管源极与第二增强型GaN晶体管漏极的连接点，D2的负极接电源V2的负极；二极管D3正极与二极管D1正极相连，二极管D3负极与二极管D4正极相连，二极管D4负极与二极管D5正极相连，二极管D5负极与二级管D6相连，二极管D6负极与电阻R12一端相连，电阻R12的另一端与二极管D2的正极相连；二极管D3正极与PNP硅双晶体管T1的引脚1相连，PNP硅双晶体管T1的引脚2与二极管D6负极相连，PNP硅双晶体管T1的引脚3与PNP硅双晶体管T2引脚1相连，PNP硅双晶体管T1的引脚4与PNP硅双晶体管T2引脚2相连，PNP硅双晶体管T2引脚3和4相连并连接到10V电源，二极管D2的正极连接到地GNDB；通过使用钳位电路测得的导通电压，除以电路中的电流即可得到器件的动态导通电阻；

所述软硬开关转换单元的软硬开关转换是指：

当开关开启时，电路处于硬开关模式，此时驱动电路的VIA引脚1连接低电平，VIB引脚2连接5V的方波，电源VDDA输出低电平到引脚10，即第一增强型GaN晶体管的栅极连接低电平，则第一增强型GaN晶体管未开启；电源VDDB输出5V方波到引脚11，第二增强型GaN晶体管的开启关闭状态随引脚11的方波电平高低进行切换；

当开关关闭时，电路处于软开关模式，此时驱动电路的VIA引脚1连接与VIB不同的5V方波信号，驱动电路的VIB引脚2连接5V的方波，第一增强型GaN晶体管的开启关闭状态随着引脚10的方波电平高低进行切换，第二增强型GaN晶体管的开启关闭状态随引脚11的方波电平高低进行切换。