[发明专利]一种电平转换高压高速大功率驱动方法及系统结构

说明书

本发明提出了一种电平转换高压高速大功率驱动方法及系统结构，涉及脉冲驱动电路领域。一种电平转换高压高速大功率驱动方法包括：输入结构采用互补输入方式驱动，上升沿下降沿均有电流驱动能力，通过前沿或后沿增强达到瞬时大电流驱动能力；中间高压驱动结构工作在全电压工作状态，即驱动功率管的输出电压也同时工作在高电平VH，低电平GND；内部结构电流受控，驱动电压通过反向二极管或其等效结构进行钳位，使输出功率管输入不超过输入允许范围。其能够通过简化中间逻辑环节，充分利用器件本身特点，产生一种简单可靠，用于高压开关应用。此外本发明还提出了一种电平转换高压高速大功率驱动系统结构。

技术领域

本发明涉及脉冲驱动电路领域，具体而言，涉及一种电平转换高压高速大功率驱动方法及系统结构。

背景技术

目前，在现有大功率驱动电路(一般驱动对象是绝缘场效应功率管，IGBT)中，常用的有四种驱动电路结构，共射结构，共集结构和绝缘场效应晶体管MOS共漏型结构，H桥NMOS驱动结构，以及他们的组合结构。而采用NMOS半桥结构(H桥)的大功率高速脉冲驱动结构，由于需要额外提供一路电源，增加了复杂性，只在需要速度快，高电压，驱动能力大的场合采用。

常规电平移位电路，是现有专用H桥驱动电路的实现方式。驱动信号需要进行波形缓冲，电平移位，波形还原，功率驱动四部分实现，但是所有的工作环节都需要消耗很多延时。

针对MOS功率管的驱动结构，比较好的驱动方式是采用开关边沿强力驱动，低偏置电流维持的结构。为实现高速，采用的方法很多。但现在所有的驱动电压可变动范围都限定在驱动电压范围内。主要目的是满足驱动电压不超过MOSFET允许范围。

为达到高功率目的，一般都采用多级放大或高放大倍数的组合，增加了复杂性和系统延时。

两管电平移位电路加波形还原电路可以在一定程度上实现较高速度，但如何快速恢复，实现窄脉冲又是一个难题。同时波形还原电路增加了电路复杂性，产生了不必要的延时。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电平转换高压高速大功率驱动方法，其能够通过简化中间逻辑环节，充分利用器件本身特点，产生一种简单可靠，用于高压开关应用，应用于高压高速脉冲调制以及电平转换，以及常规MOSFET或IGBT开关驱动。

本发明的另一目的在于提供一种电平转换高压高速大功率驱动系统结构，其能够运行一种电平转换高压高速大功率驱动方法。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种电平转换高压高速大功率驱动方法，其包括输入结构采用互补输入方式驱动，上升沿下降沿均有电流驱动能力，通过前沿或后沿增强达到瞬时大电流驱动能力；中间高压驱动结构工作在全电压工作状态，即驱动功率管的输出电压也同时工作在高电平VH，低电平GND；内部结构电流受控，驱动电压通过反向二极管或其等效结构进行钳位，使输出功率管输入不超过输入允许范围。

在本发明的一些实施例中，上述输出功率驱动电路的开关管接法为H桥接法，采用NMOS结构。

在本发明的一些实施例中，上述还包括：驱动采用双极器件组成，采用电平移位方式工作，输入采用差分驱动的方式工作。

在本发明的一些实施例中，上述还包括：驱动采用全电压脉冲的方式工作，输入采用差分驱动的方式工作。

在本发明的一些实施例中，上述内部结构电流受控，驱动电压通过反向二极管或其等效结构进行钳位，使输出功率管输入不超过输入允许范围包括：内部控制驱动器件，为电压控制电流源结构或电流控制电流源结构，对电流的最大输出能力进行控制。

在本发明的一些实施例中，上述还包括：根据主驱动电平脉冲输出能力及内部电平变换开关管的电源耐压，使器件兼具电平变换和功率驱动双重作用。