发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有常温驱动控制技术的不足，提出一种耐高温自供电式宽禁带功率器件驱动控制电路，解决宽禁带功率器件应用于高温高功率密度场合存在高频高可靠驱动控制的问题，适用于开关电源、变频器、驱动器等功率电路基于宽禁带功率器件的可靠驱动功能实现。

本发明所采用的技术方案是：一种耐高温自供电式宽禁带功率器件驱动控制电路，包括增强驱动电流控制电路单元、去磁复位控制电路单元、集成式驱动变换变压器、驱动整形控制电路单元、负压电源变换控制电路单元、负压钳位控制电路单元、尖峰抑制控制电路单元。

集成式驱动变换变压器将输入侧线圈、输出侧线圈、负压变换线圈绕制在同一骨架上，并将骨架嵌入到变压器磁芯内，实现在同一变压器上集成驱动控制和电源变换功能，实现输入信号的电气隔离和电平转换，同时实现驱动整形控制电路单元所需的负向关断电压变换功能；

增强驱动电流控制电路单元连接到集成式驱动变换变压器输入侧线圈同名端，增强驱动电流控制电路单元接收输入信号，对输入信号的驱动电流进行放大后，发送至集成式驱动变换变压器的输入侧线圈；

集成式驱动变换变压器输入侧线圈异名端连接去磁复位控制电路单元，去磁复位控制电路单元在小于10μs的时间内提供去磁复位功能给集成式驱动变换变压器；

集成式驱动变换变压器输出侧线圈连接驱动整形控制电路单元，驱动整形控制电路单元接收经过集成式驱动变换变压器转换的输入信号，将信号整形转换为输出侧宽禁带功率器件所需的基本控制电平信号；整形转换过程中，驱动整形控制电路单元补偿输入信号延时以及因寄生参数导致的驱动电压平台下降；输入信号为方波信号，驱动整形控制电路单元工作在输入信号正脉冲区间内；

集成式驱动变换变压器负压变换线圈连接负压电源变换控制电路单元，负压电源变换控制电路单元接收经过集成式驱动变换变压器转换的输入信号，将输入信号转换为宽禁带功率器件所需的负向关断钳位电压，负压电源变换控制电路单元工作在驱动整形控制电路单元工作周期内的间歇时间内；

负压钳位控制电路单元一端连接负压电源变换控制电路单元，另一端连接驱动整形控制电路单元，其中负压钳位控制电路单元对集成式驱动变换变压器输出侧线圈输出的信号的进行自检测，判断该信号的高低电平状态，当检测到低电平时，负压钳位控制电路单元将负向关断钳位电压输入至驱动整形控制电路单元，驱动整形控制电路单元接收到负向关断钳位电压后，将基本控制电平信号发送至尖峰抑制控制电路单元，实现宽禁带功率器件栅极电压的负压关断。

驱动整形控制电路单元通过尖峰抑制控制电路单元与宽禁带功率器件连接，尖峰抑制控制电路单元接收基本控制电平信号，尖峰抑制控制电路单元包括峰值功率抑制电路和能量吸收抑制电路，峰值功率抑制电路吸收基本控制电平信号中大于1MHz的高频信号的尖峰，能量吸收抑制电路吸收基本控制电平信号中小于等于1MHz的低频信号的尖峰，输出调整后的控制电平信号至宽禁带功率器件。

所述的增强驱动电流控制电路单元包括电阻R1，NPN三极管V1，PNP三极管V2；控制宽禁带功率器件的输入信号连接电阻R1一端，R1电阻另一端连接三极管V1基极和三极管V2基极，三极管V1集电极连接自供电VCCP，三极管V1发射极连接三极管V2的发射极，三极管V2的集电极连接输入侧地信号Vin-，三极管V1发射极连接集成式驱动变换变压器输入侧线圈同名端1脚。

所述的去磁复位控制电路单元包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、MOS管Q1、MOS管Q2；复位信号连接电阻R2，R2电阻另一端连接MOS管Q1栅极，MOS管Q1漏极连接自供电VCCP，MOS管Q1源级连接集成式驱动变换变压器输入侧线圈异名端2脚，电阻R4一端连接MOS管Q1栅极，电阻R4另一端连接MOS管Q1源级，输入信号连接电阻R3，电阻R3另一端连接MOS管Q2栅级，MOS管Q2源级接连输入侧地信号Vin-，MOS管Q2漏极连接集成式驱动变换变压器输入侧线圈异名端2脚。

所述的负压电源变换控制电路单元包括电阻R7、电容C2、二极管D3；集成式驱动变换变压器负压变换线圈同名端6脚连接二极管D3阴极，二极管D3阳极连接电阻R7一端和电阻C2一端，电阻R7和电容C2另一端并联后连接负压变换线圈异名端5脚，二极管D3阳极输出负向关断钳位电压，负压变换线圈异名端5脚连接到宽禁带功率器件源级。

所述的负压钳位控制电路单元包括二极管D1、三极管V3、电阻R8组成；所述的负压电源变换控制电路单元产生的负向关断钳位电压连接到电阻R8，电阻R8另一端连接三极管V3的集电极，三极管基极连接二极管D1阳极，三极管V3的发射极连接二极管D1阴极。

所述的驱动整形控制电路单元包括电容C1、电阻R6、二极管D2；集成式驱动变换变压器输出侧线圈同名端3脚连接电容C1一端，电容C1另一端连接所述的负压钳位控制电路单元中二极管D1阳极，电阻R6和二极管D2并联，电阻R6一端连接所述的负压钳位控制电路单元中二极管D1阴极，电阻R6连接宽禁带功率器件栅极，集成式驱动变换变压器输出侧线圈异名端4脚连接宽禁带功率器件源级。

所述的尖峰抑制控制电路单元包括瞬态二极管D4、瞬态二极管D5，电阻R9，电容C4；宽禁带功率器件栅极连接瞬态二极管D4阴极，瞬态二极管D4阳极连接瞬态二极管D5阳极，瞬态二极管D5阴极连接宽禁带功率器件源级，电阻R9一端连接瞬态二极管D4阴极，电阻R9另一端连接电容C4，电容C4另一端连接瞬态二极管D5阴极。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明所提供的耐高温自供电式宽禁带功率器件驱动控制电路，通过提出高温高频驱动变换变压器和高温高频驱动转换变压器绕制同一骨架及同一磁材装置内，使高温高频驱动转换变压器实现非一比一转换驱动电压的同时，实现宽禁带功率器件高温驱动控制所需的负向电压。

(2)本发明通过设计负压电源变换控制电路单元工作时间，隔离负向电源变换和驱动电平转换工作区间，降低由于集成一体化设计后电路内寄生参数导致的交互干扰。

(3)本发明通过设计独立去磁复位控制单元，降低驱动控制电路消磁时间，减小驱动电平上升沿和下降沿时间，同时可实现驱动输入电平为低电平驱动和宽禁带功率器件所需高电平驱动，其电平转换非一比一关系，降低输入侧和输出侧线圈匝数，较小体积和降低寄生参数。

(4)本发明通过自检测宽禁带功率器件栅极驱动信号状态和输入侧通过变压器传递到输出侧状态之间的关系，判断宽禁带功率器件栅极关断瞬态时间，迅速将自产生的负向电压钳位宽禁带功率器件栅极驱动信号，实现高频高可靠快速关断控制。

(5)本发明通过设计瞬态峰值功率尖峰搭配周期性峰值功率尖峰抑制电路，吸收控制高温宽禁带功率器件驱动控制电路因集成式驱动变换变压器工艺复杂，频率高，体积小造成的多状态复杂尖峰信号干扰，实现尖峰能量的高低速，大小功率瞬态脉冲匹配抑制。同时可调整抑制电路吸收时间局部调整宽禁带功率器件栅极驱动信号上升状态，搭配实现电源软开关控制模式。

(6)本发明通过设计集成式驱动变换变压器，其输出侧输出驱动电压高，输出侧线圈圈数多，提出一种取中间转接点将原副边夹叠耦合的绕法，同时输出侧线圈和负压变换线圈间增加隔离接地层的设计，实现在集成式驱动变换变压器小体积下，达到输入侧线圈和输出侧线圈耦合特性好，寄生参数小，同时达到降低集成式驱动变换变压器驱动控制和电源变换功能的相关影响。