[发明专利]一种应用于双向高速开关的栅极驱动电路

权利要求书

1.一种应用于双向高速开关的栅极驱动电路，其特征在于：包括高频隔离电路、低频第一隔离电路、低频第二隔离电路、第一储能电路、第二储能电路、高频第一通路、高频第二通路、第一切换电路、第二切换电路、第一图腾柱电路及第二图腾柱电路；

所述高频隔离电路的输入端与高频PWM信号连接，高频隔离电路的第一路输出端分别与第一储能电路的输入端、高频第一通路的输入端连接，高频隔离电路的第二路输出端分别与第二储能电路的输入端、高频第二通路的输入端连接；所述低频第一隔离电路、低频第二隔离电路的输入端分别与低频切换信号连接，低频第一隔离电路的输出端与第一切换电路的信号输入端连接，低频第二隔离电路的输出端与第二切换电路的信号输入端连接；第一储能电路的输出端分别与第一图腾柱电路、第一切换电路的供电输入端连接，第二储能电路的输出端分别与第二图腾柱电路、第二切换电路的供电输入端连接；第一切换电路、高频第一通路的输出端分别与第一图腾柱电路的输入端连接，第二切换电路、高频第二通路的输出端分别与第二图腾柱电路的输入端连接；所述第一图腾柱电路、第二图腾柱电路的参考端共同连接至参考点GND，所述第一图腾柱电路的输出端驱动连接于双向高速开关的MOS开关Q5的栅极，第二图腾柱电路的输出端驱动连接于双向高速开关的MOS开关Q6的栅极；

当由MOS开关Q5、MOS开关Q6构成的双向高速开关处于正向工作时，低频切换信号为低电平，同时高频PWM信号的频率高于低频切换信号的频率，高频隔离电路经第一储能电路后，供电给第一切换电路和第一图腾柱电路，低频切换信号经低频第一隔离电路后，输出低电平关闭第一切换电路，高频第一通路导通输出高频信号，此时，第一储能电路储存的能量通过第一图腾柱电路充至MOS开关Q5的栅极，或MOS开关Q5的栅极能量通过第一图腾柱电路泄放，MOS开关Q5处于高频工作状态；同时，高频隔离电路经第二储能电路后，供电给第二切换电路和第二图腾柱电路，低频切换信号经低频第二隔离电路后，输出高电平驱动第二切换电路关闭高频第二通路，第二图腾柱电路输出高电平，MOS开关Q6处于恒开通状态；

当由MOS开关Q5、MOS开关Q6构成的双向高速开关处于负向工作时，低频切换信号为高电平，同时高频PWM信号频率高于低频切换信号频率，MOS开关Q6处于高频工作状态，Q5处于恒开通状态。

2.根据权利要求1所述的一种应用于双向高速开关的栅极驱动电路，其特征在于：所述高频隔离电路的输出频率和输出相位与高频PWM信号同频同相；所述低频第一隔离电路与低频第二隔离电路的输出频率与低频切换信号相同，低频第一隔离电路的输出相位与低频切换信号相同，低频第二隔离电路的输出相位与低频切换信号相反。

3.根据权利要求2所述的一种应用于双向高速开关的栅极驱动电路，其特征在于：当所述第一切换电路与低频第一隔离电路的输出相连接的信号输入端为高电平时，第一切换电路与高频第一通路的输出端及第一图腾柱电路的信号输入端相连接的输出端也为高电平；所述第一切换电路与低频第一隔离电路的输出相连接的信号输入端为低电平时，第一切换电路与高频第一通路的输出端及第一图腾柱电路的信号输入端相连接的输出端为高阻态；当所述第二切换电路与低频第二隔离电路的输出相连接的信号输入端为高电平时，第二切换电路与高频第二通路的输出端及第二图腾柱电路的信号输入端相连接的输出端也为高电平；所述第二切换电路与低频第二隔离电路的输出相连接的信号输入端为低电平时，第二切换电路与高频第二通路的输出端及第二图腾柱电路的信号输入端相连接的输出端为高阻态。

4.根据权利要求3所述的一种应用于双向高速开关的栅极驱动电路，其特征在于：当第一切换电路输出为高阻态时，高频第一通路的输出信号与输入信号同频同相；当第一切换电路输出为高电平时，高频第一通路的输出信号不受输入信号控制；当第二切换电路输出为高阻态时，高频第二通路的输出信号与输入信号同频同相；当第二切换电路输出为高电平时，高频第二通路的输出信号不受输入信号控制。

5.根据权利要求4所述的一种应用于双向高速开关的栅极驱动电路，其特征在于：当第一图腾柱电路的输入端为高电平时，其输出端电压与供电输入端电压相等；当第一图腾柱电路的输入端为低电平时，其输出端电压与参考点GND电压相等；当第二图腾柱电路的输入端为高电平时，其输出端电压与供电输入端电压相等；当第二图腾柱电路的输入端为低电平时，其输出端电压与参考点GND电压相等。