[发明专利]一种氮化镓三极管栅极驱动电路及其控制方法

权利要求书

1.一种氮化镓三极管栅极驱动电路，其特征在于：包括驱动电路和输出电路；驱动电路包含电源模块、变换器模块、半桥模块和调压模块；

电源模块、变换器模块、半桥模块和调压模块串联；

半桥模块包含两个互相串联的驱动三极管Q1和驱动三极管Q2，驱动三极管Q1的漏极和驱动三极管Q2的源极并接于调压模块；

调压模块包含稳压电容C2、稳压电容C3、调压组件S1和调压组件S2，稳压电容C2并接于调压组件S1构成正栅压控制模块，稳压电容C3并接于调压组件S2构成负栅压控制模块，正栅压控制模块串接于负栅压控制模块并且中间连接点O1为零电平对地信号；

输出电路包含栅极电阻Rg、氮化镓三极管Q3、负载电感L1、续流二极管D2和偏置电压V2，栅极电阻Rg的一端连接驱动三极管Q1的源极，栅极电阻Rg的另一端连接氮化镓三极管Q3的栅极，负载电感L1并接于续流二极管D2，续流二极管D2的阳极连接于氮化镓三极管Q3的漏极，续流二极管D2的阴极连接于偏置电压V2的正极，偏置电压V2的负极与氮化镓三极管Q3的源极并接于零电平对地信号O1。

2.根据权利要求1所述的氮化镓三极管栅极驱动电路，其特征在于：半桥模块、调压模块和输出模块构成两条栅极电压控制电路，两条栅极电压控制电路分别为正栅压控制电路和负栅压控制电路；正栅压控制模块、驱动三极管Q1、栅极电阻Rg和氮化镓三极管Q3构成正栅压控制电路；负栅压控制模块、驱动三极管Q2、栅极电阻Rg和氮化镓三极管Q3构成负栅压控制电路。

3.根据权利要求1或2所述的氮化镓三极管栅极驱动电路，其特征在于：稳压电容C2的电容值等于稳压电容C3的电容值。

4.根据权利要求1或2所述的氮化镓三极管栅极驱动电路，其特征在于：电源模块包含直流DC电源V1、储能电容C1和保护二极管D1，储能电容C1并联在直流DC电源的两端，保护二极管D1的阳极连接直流DC电源的正极。

5.根据权利要求4所述的氮化镓三极管栅极驱动电路，其特征在于：变换器模块包含两个互相并联的DC-DC模块，DC-DC模块的输入端均连接保护二极管的阴极，DC-DC模块的输出端均与半桥模块和调压模块串联。

6.根据权利要求1或2所述的氮化镓三极管栅极驱动电路，其特征在于：负载电感L1为铁氧体电感，续流二极管D2为快恢复碳化硅二极管。

7.根据权利要求1或2所述的氮化镓三极管栅极驱动电路，其特征在于：驱动三极管Q1和驱动三极管Q2的导通和关断受数字信号发生器控制。

8.一种权利要求1-6任意一项所述的氮化镓三极管栅极驱动电路的控制方法，其特征在于：当形成正栅压控制电路时，正栅压幅值等于调压组件S1电压值；当形成负栅压控制电路时，负栅压幅值等于调压组件S2电压值。

9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于：当正栅压幅值高于氮化镓三极管Q3的阈值电压时，氮化镓三极管Q3导通；当负栅压幅值低于氮化镓三极管Q3的阈值电压时，氮化镓三极管Q3关断。

10.如权利要求8或9所述的控制方法，其特征在于：当形成正栅压控制电路时，驱动三极管Q1导通，驱动三极管Q2关断；当形成负栅压控制电路时，驱动三极管Q1关断，驱动三极管Q2导通。