GaN器件的谐振驱动电路设计与应用

本文主要探讨了一种针对氮化镓(GaN)器件设计的谐振驱动电路，以解决传统电压源型驱动电路在高频工作环境下存在的问题。由于GaN器件的特性，如阈值电压低（通常低于1.5V，甚至最低可达1.1V）、栅源极耐压较低（负10V/7V）以及无寄生二极管等特点，这些特性使得在高频操作中，传统驱动电路中的寄生电感可能导致栅源电压振荡，从而可能超过器件的安全限制，导致器件损坏。 为了克服这一挑战，文章提出采用谐振驱动(RGD)电路。RGD电路利用LC谐振原理，在GaN器件的开通和关断过程中，提供一条低阻抗的钳位路径，有效地抑制栅源电压的振荡，保证了栅源电压的稳定。作者详细阐述了RGD电路的工作原理，即通过调节电感和电容的参数，使电路在特定频率下达到谐振状态，从而提供一个理想的驱动条件，避免了电压振荡引发的过载问题。 此外，文中还介绍了作者们设计并制作了一个1MHz的Boost变换器原理样机，这个高频变换器就是采用了RGD驱动技术。他们进行了实验验证，展示了该电路在实际应用中的性能，包括转换效率、稳定性以及对GaN器件的保护效果。结果显示，这种谐振驱动电路能够有效地提高GaN器件在高频环境下的驱动性能，为开关电源的高频化、高功率密度和小型化提供了可能。 文章的关键词包括GaN器件、谐振门极驱动、高频变换器和栅极驱动，这些都反映了研究的核心技术和应用领域。中图分类号为TM46，表明了本文与电力电子技术相关，而文献标识码A则表明这是一篇学术研究论文，DOI为长期引用该文章的唯一标识符。该研究得到了光宝科技电力电子技术科研基金的支持，体现了工业界对GaN器件及其驱动技术的关注和投入。 这篇文章不仅深入解析了GaN器件的特点及其驱动电路面临的挑战，而且提供了实用的解决方案，对于推动GaN器件在开关电源领域的应用和发展具有重要的理论和实践意义。