基于增强型多级关断驱动电压曲线的氮化镓半桥电路串扰噪声抑制栅极驱动电路

《IEEE Open Journal of Power Electronics》：A Multi-Level Turn-Off Gate Driver for Crosstalk Noise Suppression of GaN HEMTs

　　摘要：氮化镓高电子迁移率晶体管由于其高开关速率和零反向恢复电流，已成为高频和高密度功率电子系统的优选器件。然而，半桥电路中的高dv/dt和di/dt可能诱发较大的串扰噪声，导致误触发或栅极应力增大。本文分析了基于氮化镓高电子迁移率晶体管的半桥电路中串扰噪声的产生机制，并对串扰电压进行了数学建模分析。基于分析结果，提出了一种基于增强型多级关断驱动电压曲线的串扰噪声抑制栅极驱动电路。通过集成包含N-MOSFET和辅助电容的辅助支路，为正向串扰电流生成了低阻抗放电通路，无需外部控制信号即可有效缓解正向电压峰值。给出了所提出栅极驱动电路的设计指南。通过双脉冲测试和同步降压变换器的连续运行测试，证明所提出的电路能够在不降低氮化镓高电子迁移率晶体管开关速率的情况下显著抑制串扰电压峰值。