[发明专利]高可靠的GaN功率管快速门极驱动电路

权利要求书

1.一种高可靠的GaN功率管快速门极驱动电路，其特征在于，包括：驱动电流调节电路(110)、第一MOS开关Q111、关断延时电路(112)、第二MOS开关Q113、驱动电压钳位电路(114)、反相器INV115、电荷泵电容C120；

驱动电流调节电路(110)的控制端与反相器INV115的输入端接门极驱动电路的输入端；门极驱动电路的输入端用于输入控制信号On；反相器INV115的输出端接第一MOS开关Q111的控制端以及关断延时电路(112)的输入端；关断延时电路(112)的输出端接第二MOS开关Q113的控制端；

驱动电流调节电路(110)输出两路电流源iCp、iDrv，分别接到电荷泵电容C120两端的节点a和节点b；第一MOS开关Q111的一个开关端接节点a，另一个开关端接参考地；第二MOS开关Q113的一个开关端接节点b，另一个开关端接参考地；

驱动电压钳位电路(114)的一端接节点b，另一端接参考地；

节点b作为门极驱动电路的输出端，用于输出驱动GaN功率管的驱动电压vDrv。

2.如权利要求1所述的高可靠的GaN功率管快速门极驱动电路，其特征在于，

驱动电流调节电路(110)输出的两路电流源iCp、iDrv受控制信号On控制；当控制信号On为低电平时，输出的两路电流源iCp、iDrv电流都为零；当控制信号On为高电平时，输出的两路电流源iCp、iDrv电流随门极驱动电路输出的驱动电压vDrv而变化。

3.如权利要求2所述的高可靠的GaN功率管快速门极驱动电路，其特征在于，

当控制信号On由低电平变成高电平，门极驱动电路所驱动的GaN功率管充分导通时，电荷泵电容C120一端节点a的电压vCp高于另一端节点b的电压vDrv。

4.如权利要求1、2或3所述的高可靠的GaN功率管快速门极驱动电路，其特征在于，

关断延时电路(112)的输入与输出同相，关断延时电路(112)的输出信号Offd在其输入信号off上升沿时延时；关断延时电路(112)的输出信号Offd在其输入信号off下降沿时不延时。

5.如权利要求4所述的高可靠的GaN功率管快速门极驱动电路，其特征在于，

所述关断延时电路(112)的输出信号Offd在其输入信号off上升沿时延时，延时时间td为数十纳秒。

6.如权利要求1、2或3所述的高可靠的GaN功率管快速门极驱动电路，其特征在于，

驱动电流调节电路(110)包括：反相器INV1、NMOS管N1、N2、PMOS管P0、P1、P2、P3、受控电流源IBias1、电容C1、电阻Rup、Rdrv；

反相器INV1的输入端和PMOS管P0的栅极接驱动电流调节电路的输入端；反相器INV1的输出端接NMOS管N1的栅极，N1的源极和电容C1的一端接参考地，N1的漏极接电容C1另一端、NMOS管N2的栅极和受控电流源IBias1的电流流出端；受控电流源IBias1的电流流入端、PMOS管P1的源极、P0的源极、P2的源极、P3的源极以及电阻Rup的一端接电源电压端；P1的栅极接P0的漏极、电阻Rup另一端、P2的栅极、P3的栅极和P1的漏极；P1的漏极接N2的漏极；N2的源极接电阻Rdrv的一端，电阻Rdrv的另一端接P2的漏极，并用于输出电流源iDrv；P3的漏极用于输出电流源iCp。