门级驱动电路、芯片及电子设备的制作方法

本申请涉及电子电路，具体涉及一种门级驱动电路、芯片及电子设备。

背景技术：

1、功率半导体器件驱动领域中，现有功率器件往往由传统电压源进行驱动。由于功率器件的门极电容存在非线性特性，电压源驱动在开关过程中常出现“前快后慢”的非线性电压变化曲线，尤其在大栅极电阻条件下，关断后期延迟明显，易产生窄脉冲干扰，影响系统稳定性。

2、现有驱动方案中，损耗与电磁干扰之间存在此消彼长的矛盾，轻载时电压变化率过快易导致电磁干扰超标，重载时电压变化率过慢则使开通损耗剧增。同时，开关过程与负载电流强耦合，动态鲁棒性较差，电流从10%到100%额定值时，电压变化率可能变化达3倍以上。此外，仅靠外置栅极电阻调节开关速度的方式较为粗糙，无法实现预充、米勒、饱和区等不同阶段的独立优化，且米勒误导通风险高，短路保护依赖外部电路，响应慢、精度差。

技术实现思路

1、鉴于以上问题，本申请提供一种门级驱动电路、芯片及电子设备，以解决上述技术问题。

2、第一方面，本申请提供一种门极驱动电路，包括：

3、第一恒流源模块，用于产生恒定的充电电流；

4、第二恒流源模块，用于产生恒定的放电电流；

5、第一开关，所述第一开关的第一端连接至所述第一恒流源模块的输出端，第二端经门极电阻连接至功率器件的门极；

6、第二开关，所述第二开关的第一端连接至所述第二恒流源模块的输出端，第二端经所述门极电阻连接至所述功率器件的门极；

7、其中，所述第一开关和所述第二开关被配置为：

8、在所述功率器件的开通阶段，所述第一开关闭合且所述第二开关断开，使所述充电电流经所述门极电阻对所述门极充电；

9、在所述功率器件的关断阶段，所述第一开关断开且所述第二开关闭合，使所述放电电流经所述门极电阻从所述门极放电。

10、在一些实施例中，所述第一恒流源模块包括第一电阻，所述第一电阻的一端连接至第一电源，另一端连接至所述第一开关的第一端。

11、在一些实施例中，所述第二恒流源模块包括第二电阻，所述第二电阻的一端连接至参考地，另一端连接至所述第二开关的第一端。

12、在一些实施例中，所述第一开关为pmos晶体管，所述第二开关为nmos晶体管。

13、在一些实施例中，所述第一开关和所述第二开关均为nmos晶体管。

14、在一些实施例中，所述第一开关的控制端用于接收第一pwm信号，所述第二开关的控制端用于接收第二pwm信号，所述第一pwm信号用于控制所述第一开关的导通和关断，所述第二pwm信号用于控制所述第二开关的导通和关断。

15、在一些实施例中，所述充电电流与所述放电电流不相等。

16、在一些实施例中，所述功率器件包括igbt、sic mosfet和gan功率器件。。

17、第二方面，本申请还提供一种芯片，包括上述第一方面所述的门极驱动电路。

18、第三方面，本申请还提供一种电子设备，包括设备主体以及设于所述设备主体的如上述第二方面所述的芯片。

19、本申请提供的门极驱动电路、芯片及电子设备，通过第一恒流源模块和第二恒流源模块分别提供恒定的充电电流和放电电流，并利用第一开关和第二开关在开通阶段和关断阶段择一地导通，使门极充放电由恒流源主导而实现线性控制。由于充电电流和放电电流可独立设定，开通损耗与关断电磁干扰得以分别优化，解决了传统方案中两者此消彼长的矛盾。恒流输出不受负载电流影响，使电压变化率在全负载范围内保持稳定，提升了动态鲁棒性，同时消除了关断后期延迟和窄脉冲干扰。因此，本申请具有开关性能可独立优化、动态稳定性高且电路结构简洁的技术效果。

20、本申请提供的门极驱动电路、芯片及电子设备，通过设置独立的第一恒流源模块和第二恒流源模块分别提供恒定的充电电流和恒定的放电电流，并利用第一开关和第二开关在开通阶段和关断阶段择一地将对应的恒流源模块经门极电阻连接至功率器件的门极，使得门极的充放电过程由恒流源主导而实现线性控制。由于充电电流和放电电流分别由独立的恒流源模块产生且互不耦合，开通阶段的门极电压上升速率由充电电流决定，关断阶段的门极电压下降速率由放电电流决定，两者可分别独立设定，从而能够根据实际需求独立优化开通损耗与关断电磁干扰，有效解决了传统电压源驱动中因单一门极电阻同时影响开通与关断性能所导致的损耗与电磁干扰此消彼长的矛盾。同时，恒流源模块输出的电流不随门极电压变化，也不受负载电流波动的影响，使得开关过程中的电压变化率在全负载范围内保持稳定，显著提升了动态鲁棒性，避免了轻载时电磁干扰超标和重载时开通损耗剧增的问题。此外，线性化的门极电压波形消除了传统驱动中因门极电容非线性引起的前快后慢变化，特别是在关断后期不会出现延迟和窄脉冲干扰，提高了系统稳定性。本申请电路结构仅需两个恒流源模块和两个开关，无需复杂的电流检测或反馈网络，具有结构简洁、易于集成的技术效果。

21、本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

1.一种门极驱动电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的门极驱动电路，其特征在于，所述第一恒流源模块包括第一电阻，所述第一电阻的一端连接至第一电源，另一端连接至所述第一开关的第一端。

3.根据权利要求2所述的门极驱动电路，其特征在于，所述第二恒流源模块包括第二电阻，所述第二电阻的一端连接至参考地，另一端连接至所述第二开关的第一端。

4.根据权利要求1所述的门极驱动电路，其特征在于，所述第一开关为pmos晶体管，所述第二开关为nmos晶体管。

5.根据权利要求3所述的门极驱动电路，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关均为nmos晶体管。

6.根据权利要求1所述的门极驱动电路，其特征在于，所述第一开关的控制端用于接收第一pwm信号，所述第二开关的控制端用于接收第二pwm信号，所述第一pwm信号用于控制所述第一开关的导通和关断，所述第二pwm信号用于控制所述第二开关的导通和关断。

7.根据权利要求1所述的门极驱动电路，其特征在于，所述充电电流与所述放电电流不相等。

8.根据权利要求1所述的门极驱动电路，其特征在于，所述功率器件包括igbt、sicmosfet和gan功率器件。

9.一种芯片，其特征在于，包括上述权利要求1至8任一项所述的门极驱动电路。

10.一种电子设备，其特征在于，包括设备主体以及设于所述设备主体的如上述权利要求9所述的芯片。