1.一种具有快速开启功能的GaN驱动器,包括:低边驱动电路、高边驱动电路、GaN器件一和GaN器件二;其特征在于:
所述低边驱动电路包括:第一横向绝缘栅多模式晶体管、第一NMOS管、第一PMOS管、第二PMOS管、电容一、电阻一、电源一;第一横向绝缘栅多模式晶体管具有第一栅极、第二栅极、阳极和阴极,其第一栅极连接输入控制信号一,第二栅极连接电容一的一端和输入控制信号二,阳极连接电容一的另一端,阴极连接地;第一NMOS管的栅极连接输入控制信号三,源极接地,漏极连接GaN器件一的栅极;第一PMOS管的栅极连接输入信号四,源极连接电源一,漏极经电阻连接第一横向绝缘栅多模式晶体管的阳极、第一NMOS管的漏极;第二PMOS管的源极连接电源一,栅极连接输入控制信号五,第二PMOS管的漏极连接低边GaN器件一的栅极、第一NMOS管的漏极,第二PMOS管在GaN器件一开启后导通,用于避免电压尖峰和实现GaN器件一的更快的开启速度;
所述高边驱动电路包括:第二横向绝缘栅多模式晶体管、第二NMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、电容二、电阻二、电源二以及电源三;第二横向绝缘栅多模式晶体管具有第一栅极、第二栅极、阳极和阴极,其第一栅极连接输入控制信号六,第二栅极连接电容二的一端和输入控制信号七,阳极连接电容一的另一端;第二NMOS管的栅极连接输入控制信号八,源极连接第二横向绝缘栅多模式晶体管的阴极、GaN器件一的漏极和GaN器件二的源极,漏极连接GaN器件二的栅极;第三PMOS管的栅极连接输入信号九,源极连接电源三,漏极经电阻二连接第二横向绝缘栅多模式晶体管的阳极和第二NMOS管的漏极;第四PMOS管的栅极连接输入信号十,源极连接电源三,漏极连接第二NMOS管的漏极和GaN器件二的栅极,第四PMOS管在GaN器件二开启后导通,用于避免电压尖峰和实现GaN器件二的更快的开启速度;所述GaN器件一和GaN器件二组成半桥模块;GaN器件一的源极接地,通过低边驱动电路实现开启和关断;GaN器件二的的漏极连接电源二通过高边驱动电路实现开启和关断。
2.根据权利要求1所述的一种具有快速开启功能的GaN驱动器,其特征在于:
当需要开启GaN器件一时:在GaN器件一导通前的死区时间内,接入第一横向绝缘栅多模式晶体管的两个输入控制信号控制第一横向绝缘栅多模式晶体管工作在强导通模式,在此阶段关闭第一NMOS管,使GaN器件一的栅极在开启信号到来之前通过第一PMOS管充电至一个低于GaN器件一阈值电压的固定电压,充电的同时利用电容一储存电荷;开启信号到来即死区时间结束时,接入第一横向绝缘栅多模式晶体管的两个输入控制信号控制第一横向绝缘栅多模式晶体管关闭,通过第一PMOS管3和电容一存储的电荷,对GaN器件一的栅极充电,配合第一PMOS管的上拉电流实现快速开启的功能的同时减小电压尖峰;
当GaN器件一需要关闭时:同时导通第一横向绝缘栅多模式晶体管和第一NMOS管进行双路径快速放电实现快速关断;
GaN器件二实现开启和关闭的控制逻辑与GaN器件一相同,当需要开启GaN器件二时:在GaN器件二导通前的死区时间内,接入第二横向绝缘栅多模式晶体管的两个输入控制信号控制第二横向绝缘栅多模式晶体管工作在强导通模式,在此阶段关闭第二NMOS管,使GaN器件二的栅极在开启信号到来之前通过第三PMOS管充电至一个低于GaN器件二阈值电压的固定电压,充电的同时利用电容二储存电荷;开启信号到来即死区时间结束时,接入第二横向绝缘栅多模式晶体管的两个输入控制信号控制第二横向绝缘栅多模式晶体管关闭,通过第三PMOS管和电容二存储的电荷,对GaN器件二的栅极充电,配合第三PMOS管的上拉电流实现快速开启的功能的同时减小电压尖峰;
当GaN器件二需要关闭时:将第二横向绝缘栅多模式晶体管和第二NMOS管同时导通进行双路径快速放电,从而实现快速关断。
3.根据权利要求1所述的一种具有快速开启功能的GaN驱动器,其特征在于:在关闭GaN器件一或GaN器件器件二的过程中,当GaN器件一的栅极电压小于第一横向绝缘栅多模式晶体管的钳位电压固定电压时,通过连接的输入的输入信号控制第一横向绝缘栅多模式晶体管不载流,只通过第一NMOS管进行缓慢放电,直至GaN器件一的栅极电压降至0V;当GaN器件二的栅极电压小于第二横向绝缘栅多模式晶体管的钳位电压其固定电压时,通过连接的输入的输入信号控制第一横向绝缘栅多模式晶体管不载流,则只需要导通第二NMOS管,只通过第二NMOS管进行缓慢放电。