TW201624924A

Half bridge power conversion circuits using GaN devices

Abstract

GaN-based half bridge power conversion circuits employ control, support and logic functions that are monolithically integrated on the same devices as the power transistors. In some embodiments a low side GaN device communicates through one or more level shift circuits with a high side GaN device. Both the high side and the low side devices may have one or more integrated control, support and logic functions. Some devices employ electro-static discharge circuits and features formed within the GaN-based devices to improve the reliability and performance of the half bridge power conversion circuits.

Term

No projected expiry on record.

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20 claims: 3 independent, 17 dependent

  1. 1
    一種半橋電路,其包括:一基於GaN之低側電路,其包含:一低側開關,其具有一低側開關控制閘極;及一低側開關驅動器,其具有連接至該低側開關控制閘極之一輸出;及一基於GaN之高側電路,其包含:一高側開關,其具有一高側控制閘極;及一高側開關驅動器,其具有連接至該高側開關控制閘極之一輸出。
  2. 2
    如請求項1之半橋電路,其進一步包括耦合至該高側開關驅動器及該低側開關驅動器之一低側控制電路。
  3. 3
    如請求項2之半橋電路,其進一步包括將一或多個信號自該低側控制電路耦合至該高側開關驅動器之一位準移位器。
  4. 4
    如請求項3之半橋電路,其中該基於GaN之高側電路包含耦合至該位準移位器之一位準移位接收器,且該位準移位接收器包含耦合至該高側開關驅動器之一信號調變器。
  5. 5
    如請求項3之半橋電路,其中該位準移位器包含一反相器,該反相器具有一電阻器上拉電晶體及一下拉電晶體。
  6. 6
    如請求項1之半橋電路,其進一步包括一或多個脈衝產生器。
  7. 7
    如請求項1之半橋電路,其中該低側開關驅動器及該高側開關驅動器中之至少一者具有至少一個延遲電路。
  8. 8
    如請求項1之半橋電路,其中該基於GaN之低側電路包含一起動電路。
  9. 9
    如請求項1之半橋電路,其進一步包括一擊穿保護電路,該擊穿 保護電路經組態以防止高側及低側開關之同時導通。
  10. 10
    如請求項1之半橋電路,其中該基於GaN之高側電路包含耦合至該高側開關驅動器之一高側控制器;且該基於GaN之低側電路包含耦合至該低側開關驅動器及該高側控制器之一低側控制器。
  11. 11
    如請求項1之半橋電路,其中該基於GaN之低側電路及該基於GaN之高側電路中之至少一者具有一ESD箝位電路。
  12. 12
    一種電子功率轉換組件,其包括:一封裝基座;一第一晶粒,其固定至該封裝基座且包括一低側電路,該低側電路包含:一低側開關,其具有一低側開關控制閘極;及一低側開關驅動器,其具有連接至該低側開關控制閘極之一輸出;一第二晶粒,其固定至一封裝基座且包括一高側電路,該高側電路包含:一高側開關,其具有一高側控制閘極;及一高側開關驅動器,其具有連接至該高側開關控制閘極之一輸出;及一電絕緣模製化合物,其囊封該封裝基座之一頂部表面之至少一部分以及該第一晶粒及該第二晶粒。
  13. 13
    如請求項12之組件,其中該封裝基座包含一引線架。
  14. 14
    如請求項13之組件,其進一步包括安裝至該引線架之一絕緣體,其中該第一晶粒經安裝至該引線架且該第二晶粒經安裝至該絕緣體。
  15. 15
    如請求項12之組件,其中該封裝基座包含一印刷電路板。
  16. 16
    如請求項12之組件,其中該第一晶粒及該第二晶粒中之至少一者包括GaN。
  17. 17
    如請求項12之組件,其進一步包括在該組件內自該第一晶粒至該第二晶粒之至少一個電連接。
  18. 18
    一種操作一半橋功率轉換電路之方法,該方法包括:使用一低側驅動器來操作一低側開關,其中該低側開關及該低側驅動器構成一第一基於GaN之電路;使用一高側驅動器來操作一高側開關,其中該高側開關及該高側驅動器構成一第二基於GaN之電路;及藉助一控制電路控制該低側驅動器及該高側驅動器,該控制電路將接通及關斷信號傳輸至該低側驅動器及該高側驅動器。
  19. 19
    如請求項18之方法,其進一步包括:將控制信號自一低側控制電路透過一位準移位器傳輸至該高側開關驅動器。
  20. 20
    如請求項19之方法,其中該等控制信號由一位準移位接收器接收,該位準移位接收器調變該等控制信號並將其傳輸至該高側開關驅動器。
Independent claims20