一种基于开关器件的高频驱动电路及其控制方法

本技术涉及栅极驱动电路，尤其涉及一种基于开关器件的高频驱动电路及其控制方法。

背景技术：

1、硅基mos管(场效应管)和氮化镓器件是电子电路的基础元件，广泛应用在各类电子产品中，随着电子产品的小型化和高频化发展趋势，硅基mos管和氮化镓器件(统称为开关器件)的驱动技术越来越面临挑战，尤其是开关器件在高频工作下，出现越来越严重的边沿过充和下冲问题。

2、现有的通过栅极驱动技术方法在进行快速放电的时候由于寄生电感和栅极电容的影响，开关管栅极放电时会产生下冲，进而在栅极串接电阻，通过电阻来减弱振荡，从而降低过充和下冲，但是其又降低了系统的工作频率，使得开关器件并不能在高频下工作。

3、综上，相关技术中存在的技术问题有待得到改善。

技术实现思路

1、本技术实施例的主要目的在于提出一种基于开关器件的高频驱动电路及其控制方法，能够通过控制延迟的时间，从而获取最佳的过冲和下冲幅度，并实现开关器件在高频下工作。

2、为实现上述目的，本技术实施例的一方面提出了一种基于开关器件的高频驱动电路，所述高频驱动电路包括信号输入模块、缓冲器模块、驱动电流双通道控制模块和延时控制模块，所述信号输入模块的输出端与所述缓冲器模块的输入端连接，所述缓冲器模块的第一输出端与所述驱动电流双通道控制模块的第一输入端连接，所述缓冲器模块的第二输出端与所述延时控制模块的输入端连接，所述延时控制模块的输出端与所述驱动电流双通道控制模块的第二输入端连接，其中：

3、所述信号输入模块用于获取脉冲输入信号与使能信号，输出脉冲控制信号；

4、所述缓冲器模块用于获取所述脉冲控制信号并进行拆分处理，得到第一脉冲控制信号和第二脉冲控制信号；

5、所述延时控制模块用于生成延时控制信号；

6、所述驱动电流双通道控制模块用于获取所述第一脉冲控制信号和所述第二脉冲控制信号，并根据所述延时控制信号控制所述第一脉冲控制信号和所述第二脉冲控制信号的输出，得到驱动信号。

7、在一些实施例中，所述信号输入模块包括第一施密特触发器、第二施密特触发器和三输入与非门单元，其中，所述第一施密特触发器的输入端与所述脉冲输入信号的同相输入端连接，所述第二施密特触发器的输入端与所述脉冲输入信号的反相输入端连接，所述第一施密特触发器的输出端与所述三输入与非门单元的第一输入端连接，所述第二施密特触发器的输出端与所述三输入与非门单元的第二输入端连接，所述三输入与非门单元的第三输入端与所述使能信号连接，所述三输入与非门单元的输出端与所述缓冲器模块的输入端连接。

8、在一些实施例中，所述缓冲器模块包括第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器、第五反相器和第六反相器，其中，所述第一反相器的输入端与所述三输入与非门单元的输出端连接，所述第一反相器的第一输出端与所述第二反相器的输入端连接，所述第一反相器的第二输出端与所述第三反相器的输入端连接，所述第二反相器的输出端与所述驱动电流双通道控制模块的输入端连接，所述第三反相器的第一输出端分别与所述第四反相器的输入端、所述延时控制模块连接，所述第四反相器的输出端与所述第五反相器的输入端连接，所述第五反相器的输出端与所述第六反相器的输入端连接，所述第六反相器的输出端与所述驱动电流双通道控制模块的输入端连接。

9、在一些实施例中，所述延时控制模块包括第一温度计码单元、第二温度计码单元、若干pmos管、若干nmos管和第一电容，其中，所述第一温度计码单元的输入端连接所述第一码值信号，所述第二温度计码单元的输入端连接所述第二码值信号，所述第一温度计码单元的输出端与所述pmos管的栅极连接，所述第二温度计码单元的输出端与所述nmos管的栅极连接，所述pmos管的源极、所述nmos管的漏极、所述第三反相器的输出端和所述第四反相器的输入端相连，所述pmos管的漏极、所述nmos管的源极和所述第一电容的第一端相连，所述第一电容的第二端与所述驱动电流双通道控制模块连接。

10、在一些实施例中，所述驱动电流双通道控制模块包括第一mos管、第二mos管、第三mos管、第四mos管、第一电阻和第二电阻，其中，所述第一mos管的栅极、所述第四mos管的栅极与所述第二反相器的输出端相连，所述第一mos管的源极接高电平，所述第一mos管的漏极、所述第一电阻的第一端和所述第二mos管的源极相连，所述第二mos管的栅极、所述第三mos管的栅极和所述第六反相器的输出端相连，所述第二mos管的漏极、所述第一电阻的第二端、所述第三mos管的漏极和所述第二电阻的第一端相连并接最终输出端点，所述第三mos管的源极、所述第二电阻的第二端和所述第四mos管的漏极相连，所述第四mos管的源极与所述第一电容的第二端连接并接地。

11、在一些实施例中，所述驱动电流双通道控制模块还包括开关器件栅极上升沿时的充电电流双通道与开关器件栅极下降沿时的放电电流双通道，其中，所述开关器件栅极上升沿时的充电电流双通道由所述第二mos管和所述第一电阻组成，所述开关器件栅极下降沿时的放电电流双通道由所述第三mos管和所述第二电阻组成。

12、为实现上述目的，本技术实施例的另一方面提出了一种基于开关器件的高频驱动电路的控制方法，所述方法包括：

13、获取脉冲输入信号与使能信号，输出脉冲控制信号；

14、获取所述脉冲控制信号并进行拆分处理，得到第一脉冲控制信号和第二脉冲控制信号；

15、获取第一码值信号和第二码值信号，生成延时控制信号；

16、根据所述第一脉冲控制信号和所述第二脉冲控制信号，并通过所述延时控制信号控制所述第一脉冲控制信号和所述第二脉冲控制信号的输出，得到驱动信号，所述驱动信号包括充电电流驱动信号与放电电流驱动信号。

17、在一些实施例中，所述第一码值信号用于控制所述充电电流双通道的上升沿时，所述第二码值信号用于控制所述放电电流双通道的下降沿时。

18、在一些实施例中，所述驱动信号为所述充电电流驱动信号时，包括：

19、所述充电电流驱动信号通过第一充电通道与所述最终输出端点对待充电器件的进行充电处理，所述第一充电通道包括所述第一mos管和所述第二mos管；

20、直至所述第一mos管的栅极和所述第二mos管的栅极达到第一预设充电电压阈值，所述充电电流驱动信号通过第二充电通道与所述最终输出端点对待充电器件的进行充电处理，所述第二充电通道包括所述第一mos管和所述第一电阻；

21、直至所述第一mos管的栅极达到第二充电预设电压阈值，充电完成。

22、在一些实施例中，所述驱动信号为所述放电电流驱动信号时，包括：

23、所述放电电流驱动信号通过第一放电通道与所述最终输出端点对待放电器件的进行放电处理，所述第一放电通道包括所述第三mos管和所述第四mos管；

24、直至所述第三mos管的栅极和所述第四mos管的栅极达到第一预设放电电压阈值，所述放电电流驱动信号通过第二放电通道与所述最终输出端点对待放电器件的进行放电处理，所述第二放电通道包括所述第四mos管和所述第二电阻；

25、直至所述第四mos管的栅极达到第二放电预设电压阈值，放电完成。

26、本技术实施例至少包括以下有益效果：本技术提供一种基于开关器件的高频驱动电路及其控制方法，该方案通过信号输入模块获取脉冲输入信号与使能信号，输出脉冲控制信号，进一步通过缓冲器模块对脉冲控制信号分为两路，由于信号在两路的传输时间不一样，可以实现晶体管的同时打开，也可以实现晶体管前后有延迟的打开，进而通过延时控制模块控制延迟的时间，实现了最佳的延时时间控制，从而可以获取最佳的过冲和下冲幅度，最后通过驱动电流双通道控制模块输出驱动控制信号，使得开关器件能在高频下工作。