[实用新型]GaN功率管驱动电路与电子装置

说明书

本实用新型提供了一种GaN功率管驱动电路与电子装置，该驱动电路包括交流驱动单元与直流驱动单元；交流驱动单元用于根据第一控制信号输出驱动信号至GaN功率管的栅极，以驱动GaN功率管的开启与关闭；其中，驱动信号包括低电平驱动信号与高电平驱动信号；驱动信号与第一控制信号是同步变化的；直流驱动单元用于根据第二控制信号控制高电平驱动信号的电压处于第一电压，以及控制低电平驱动信号的电压处于第二电压。本驱动电路利用交流驱动单元实现GaN功率管的启闭，利用直流驱动单元控制GaN功率管开启和关闭时的驱动电压处于恒定的电压值，从而满足了GaN功率管低阈值电压及窄范围栅源工作电压的特性需求，能充分发挥其电气性能优势的同时提高可靠性。

技术领域

本实用新型涉及一种功率管驱动领域，尤其涉及一种GaN功率管驱动电路与电子装置。

背景技术

GaN功率管是一种高电子迁移率晶体管，其具有小输入电容、小导通电阻、低阈值电压、窄范围栅源工作电压的电气特性。小输入电容和小导通电阻使得其有利于提高开关电源的工作频率以减少开关变换器的尺寸。

现有的相关技术中，采用常规的硅功率管驱动电路直接驱动GaN功率管。

但是，GaN功率管低阈值电压及窄范围栅源工作电压的特性使其设计可靠性面临较高的挑战，若使用常规的硅功率管驱动电路直接驱动GaN功率管，无法实现驱动电压的精准控制，致使开关变换器的失效概率大大增加，不仅会降低GaN功率管的可靠性，并且不能使GaN功率管的特性优势得到充分发挥。

因而，如何精准有效地对GaN功率管进行驱动，已成为业界亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种GaN功率管驱动电路，以解决现有技术中无法实现驱动电路精准控制，造成GaN的可靠性降低且电气特性优势难以充分发挥的问题。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种GaN功率管驱动电路，包括交流驱动单元与直流驱动单元；

所述交流驱动单元的输入侧用于接入第一控制信号，所述交流驱动单元的输出侧连接GaN功率管的栅极；

所述直流驱动单元的输入侧用于接入第二控制信号，所述直流驱动单元的输出侧连接所述GaN功率管的栅极；所述第二控制信号与所述第一控制信号为相同的控制信号，或者：所述第二控制信号是响应于所述第一控制信号的变化而变化的；

所述交流驱动单元用于：

根据所述第一控制信号输出驱动信号至所述GaN功率管的栅极，以驱动所述GaN功率管的开启与关闭；其中，所述驱动信号包括低电平驱动信号与高电平驱动信号；所述驱动信号与所述第一控制信号是同步变化的；

所述直流驱动单元用于：

响应于所述第二控制信号的变化控制所述高电平驱动信号的电压处于第一电压，以及控制所述低电平驱动信号的电压处于第二电压。

可选的，所述直流驱动单元包括第一电压输出模块与切换开关；

所述第一电压输出模块的输出端直接或间接连接所述GaN功率管的栅极；

所述切换开关的第一端连接所述第一电压输出模块的输出端，所述切换开关的第二端直接或间接接地，所述切换开关的控制端接入所述第二控制信号，所述第二控制信号用于控制所述切换开关的启闭，以使得：

在所述交流驱动单元开始输出所述高电平驱动信号后，所述GaN功率管的栅极与所述第一电压输出模块导通，使所述高电平驱动信号处于所述第一电压；以及，在所述交流驱动单元开始输出所述低电平驱动信号后，所述GaN功率管的栅极与地导通，使所述低电平驱动信号处于所述第二电压。

可选的，所述第二控制信号为将所述第一控制信号反相后得到的信号。