[发明专利]一种用于栅控器件栅驱动的电平位移电路

说明书

一种用于栅控器件栅驱动的电平位移电路，属于电力电子技术领域。双脉冲发生器将脉宽调制信号PWM_H的上升沿和下降沿取出并产生对应的窄脉冲信号，两路窄脉冲信号分别通过脉冲整形器后控制开关管回路中的两个场效应管，由于两路窄脉冲信号的脉宽不足以让两个场效应管完全开通，所以产生的波形为锯齿波；两个场效应管的漏极分别接迟滞可调的施密特触发器，将窄脉冲信号还原为相对于浮地端VS的脉宽调制信号PWM_HS的上升沿和下降沿脉冲信号，随后经过RS锁存器后将信号还原为电平位移后的脉宽调整信号PWM_HS。本发明提出的电平位移电路为栅控器件的栅驱动提供了新型的电平位移方式和方法，有效地满足了高速，高压以及低功耗和可集成等需求。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体的说是涉及一种用于栅控器件栅驱动的电平位移电路。

背景技术

栅控器件，如功率场效应管、绝缘栅双极晶体管(IGBT)等作为电力变换的核心器件应用非常广泛，尤其在发电、输电和变电等方面。随着功率器件技术的发展，栅控器件的开关频率越来越高，特别是以SiC和GaN材料制备的宽禁带半导体器件，其开关速度、耐压、导通电阻、功率密度等性能和Si材料制备的器件相比都有了显著地提升，这促使电力变换系统技术的进步，在性能提升的同时，其体积也更加的小型化。同时，随着其开关速度的提升，也必须对其栅驱动技术进行配套研究，而电平位移技术在半桥或全桥的驱动电路中是非常重要的，其实现了将对地的低电压驱动信号位移到相对于半桥或全桥中下管的漏极或集电极电压为浮地端的一个电平，并达到足够的电压和功率来驱动上管的栅极。在一般的半桥或全桥系统中，该浮地端电压为上百伏或几百伏。目前，就这类应用的电平位移电路能处理的脉冲频率较低，没法适应新器件的开关频率要求，同时其自身功耗较大。这就需要一种新型的电平位移电路来做到高速、高压和低功耗这几个性能指标的要求。

发明内容

本发明的目的，就是针对上述应用和需求，提出一种用于栅控器件栅驱动的电平位移电路，该电路具有高速、高压、低功耗、可集成等优点，很好地满足了栅控器件高速栅驱动、浮地端高电压以及自身功耗低等要求。

本发明的技术方案为：

一种用于栅控器件栅驱动的电平位移电路，包括双脉冲发生器SUB1，其输入端作为所述电平位移电路的输入端；

第一脉冲整形器SUB2，其输入端连接所述双脉冲发生器SUB1的第一输出端；

第二脉冲整形器SUB3，其输入端连接所述双脉冲发生器SUB1的第二输出端；

开关管回路，包括第一场效应管MOS1和第二场效应管MOS2，第一场效应管MOS1的栅极连接第一脉冲整形器SUB2的输出端，第二场效应管MOS2的栅极连接第二脉冲整形器SUB3的输出端；

第一源极下拉电阻配置端口MOS1_SRES，连接所述第一场效应管MOS1的源极；

第二源极下拉电阻配置端口MOS2_SRES，连接所述第二场效应管MOS2的源极；

第一施密特触发器SUB4，其输入端连接所述第一场效应管MOS1的漏极；

第二施密特触发器SUB5，其输入端连接所述第二场效应管MOS2的漏极；

RS锁存器，其R输入端连接所述第二施密特触发器SUB5的输出端，其S输入端连接所述第一施密特触发器SUB4的输出端，其输出端作为所述电平位移电路的输出端；

第一漏极上拉电阻配置端口MOS1_DRES，连接所述第一场效应管MOS1的漏极；

第二漏极上拉电阻配置端口MOS2_DRES，连接所述第二场效应管MOS2的漏极。

具体的，所述电平位移电路还包括第一电容配置端口，连接所述双脉冲发生器的第一脉宽调节端；