基于毫米波的隔离式双向通讯栅极驱动电路及栅极驱动器的制作方法

本技术涉及栅极驱动，尤其涉及一种基于毫米波的隔离式双向通讯栅极驱动电路及栅极驱动器。

背景技术：

1、随着igbt(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极晶体管)和sic(碳化硅)等半导体器件的发展，用户也对于驱动半导体器件的栅极驱动器的设计提出了更高的要求。

2、传统栅极驱动器仅能根据主控制芯片的输出电压(电流)信号而对应地产生igbt/sic驱动信号，并将igbt/sic驱动信号通过栅极驱动器传送至igbt/sic器件，并进行驱动控制，这种栅极驱动器存在很大缺陷，会由于仅能进行igbt/sic驱动信号的单向通讯，而存在栅极驱动器的输出侧的工作状态无法及时反馈的问题，即这种栅极驱动器会由于栅极驱动器的输出侧的工作状态无法及时反馈，进而造成栅极驱动器的可靠性低。

3、上述内容仅用于辅助理解本技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种基于毫米波的隔离式双向通讯栅极驱动电路及栅极驱动器，旨在解决栅极驱动器的可靠性低的技术问题。

2、为实现上述目的，本技术提供一种基于毫米波的隔离式双向通讯栅极驱动电路，所述基于毫米波的隔离式双向通讯栅极驱动电路包括：

3、逻辑电平转换模块，所述逻辑电平转换模块接入第一电压源，并与主控芯片连接；

4、毫米波隔离模块，所述毫米波隔离模块的第一端与所述逻辑电平转换模块和所述第一电压源连接，所述毫米波隔离模块的第二端接入第二电压源；

5、栅极驱动控制模块，所述栅极驱动控制模块接入所述第二电压源，并与所述毫米波隔离模块的第二端、待驱动晶体管和系统接口连接；

6、其中，所述逻辑电平转换模块用于接收所述主控芯片的输入信号，并基于所述输入信号进行逻辑电平转换得到输入电平信号，所述毫米波隔离模块用于隔离传输所述输入电平信号得到输出电平信号，所述栅极驱动控制模块用于基于所述输出电平信号驱动所述待驱动晶体管，或，所述栅极驱动控制模块用于接收所述系统接口的系统检测信号和所述第二电压源的第二检测信号，所述毫米波隔离模块用于隔离传输所述系统检测信号和所述第二检测信号，所述逻辑电平转换模块接收所述第一电压源的第一检测信号、所述系统检测信号和所述第二检测信号，并基于所述第一检测信号、所述系统检测信号和所述第二检测信号驱动所述待驱动晶体管。

7、在一实施例中，所述逻辑电平转换模块包括输入信号转换的第一转换单元，所述第一转换单元包括：

8、第一电源端，所述第一电源端与所述第一电压源连接；

9、第一输入端，所述第一输入端与所述主控芯片连接；

10、第一输出端，所述第一输出端与所述毫米波隔离模块的第一端连接。

11、在一实施例中，所述逻辑电平转换模块还包括检测信号转换的第二转换单元，所述第二转换单元与所述第一转换单元通信连接，所述第二转换单元包括：

12、第二电源端，所述第二电源端与所述第一电压源连接；

13、解码器，所述解码器的第一端与所述毫米波隔离模块的第一端连接；

14、第二输入端，所述第二输入端与所述解码器的第二端和所述第一电压源连接，其中，所述第二输入端通过第一欠压检测电路与所述第一电压源连接；

15、第二输出端，所述第二输出端与所述主控芯片连接。

16、在一实施例中，所述毫米波隔离模块包括第一隔离单元，所述第一隔离单元包括：

17、第一毫米波发射器，所述第一毫米波发射器的电源端通过第一变压电路与所述第一电压源连接，所述第一毫米波发射器的输入端与所述第一输出端连接；

18、第一毫米波接收器，所述第一毫米波接收器与所述第一毫米波发射器无线通信，所述第一毫米波接收器的电源端通过第二变压电路与所述第二电压源连接，所述第一毫米波接收器的输出端与所述栅极驱动控制模块连接。

19、在一实施例中，所述栅极驱动控制模块包括输出电平信号驱动控制的第一驱动控制单元，所述第一驱动控制单元包括：

20、电平升压电路，所述电平升压电路的输入端与所述第一毫米波接收器的输出端连接；

21、控制开关，所述控制开关的第一端与所述电平升压电路的输出端连接；

22、输入逻辑电路，所述输入逻辑电路的输入端与所述控制开关的第二端连接，所述输入逻辑电路的控制端与所述待驱动晶体管连接。

23、在一实施例中，所述栅极驱动控制模块还包括栅极驱动电路，所述栅极驱动电路包括：

24、第一晶体管，所述第一晶体管的第一端与所述输入逻辑电路的控制端连接，所述第一晶体管的第二端与所述第二电压源连接；

25、第二晶体管，所述第二晶体管的第一端与所述输入逻辑电路的控制端连接，所述第二晶体管的第二端与所述第一晶体管的第二端连接之后与所述待驱动晶体管连接，所述第二晶体管的第三端与所述第二电压源连接；

26、第三晶体管，所述第三晶体管的第一端与所述输入逻辑电路的控制端连接，所述第三晶体管的第二端接地；

27、第四晶体管，所述第四晶体管的第一端与所述输入逻辑电路的控制端连接，所述第四晶体管的第三端与所述第三晶体管的第三端连接之后与所述待驱动晶体管连接，所述第四晶体管的第二端接地，其中，所述第一晶体管为p型晶体管和所述第二晶体管、所述第三晶体管和所述第四晶体管为n型晶体管。

28、在一实施例中，所述毫米波隔离模块包括第二隔离单元，所述第二隔离单元包括：

29、第二毫米波接收器，所述第二毫米波接收器的电源端通过第一变压电路与所述第一电压源连接，所述第二毫米波接收器的输入端与所述解码器的第一端连接；

30、第二毫米波发射器，所述第二毫米波发射器与所述第二毫米波接收器无线通信，所述第二毫米波发射器的电源端通过第二变压电路与所述第二电压源连接，所述第二毫米波发射器的输出端与所述栅极驱动控制模块连接。

31、在一实施例中，所述栅极驱动控制模块包括检测电平信号传输的第二驱动控制单元，所述第二驱动控制单元包括：

32、编码器，所述编码器的第一端与所述第二毫米波发射器的输出端连接；

33、输出逻辑电路，所述输出逻辑电路的输入端与所述系统接口和所述第二电压源连接，其中，所述输出逻辑电路的输入端通过第二欠压检测电路与所述第二电压源连接，所述输出逻辑电路的输出端与所述编码器的第二端连接。

34、在一实施例中，所述栅极驱动控制模块还包括：

35、比较器，所述比较器的第一输入端与所述系统接口连接，所述比较器的第二输入端接入比较电压，所述比较器的输出端与所述输出逻辑电路的输入端和所述栅极驱动控制模块中控制开关的第三端连接；

36、电流源，所述电流源的输入端与所述第二电压源连接，所述电流源的输出端与所述比较器的第一输入端连接；

37、二极管，所述二极管的阳极与所述比较器的第一输入端连接；

38、第五晶体管，所述第五晶体管的第一端与所述栅极驱动控制模块中输入逻辑电路的控制端连接，所述第五晶体管的第二端接地，所述第五晶体管的第三端与所述二极管的阴极连接。

39、此外，为实现上述目的，本技术还提供一种栅极驱动器，所述栅极驱动器包括上述的基于毫米波的隔离式双向通讯栅极驱动电路。

40、本技术实施例提供了一种基于毫米波的隔离式双向通讯栅极驱动电路，包括逻辑电平转换模块，所述逻辑电平转换模块接入第一电压源，并与主控芯片连接；毫米波隔离模块，所述毫米波隔离模块的第一端与所述逻辑电平转换模块和所述第一电压源连接，所述毫米波隔离模块的第二端接入第二电压源；栅极驱动控制模块，所述栅极驱动控制模块接入所述第二电压源，并与所述毫米波隔离模块的第二端、待驱动晶体管和系统接口连接；其中，所述逻辑电平转换模块用于接收所述主控芯片的输入信号，并基于所述输入信号进行逻辑电平转换得到输入电平信号，所述毫米波隔离模块用于隔离传输所述输入电平信号得到输出电平信号，所述栅极驱动控制模块用于基于所述输出电平信号驱动所述待驱动晶体管，或，所述栅极驱动控制模块用于接收所述系统接口的系统检测信号和所述第二电压源的第二检测信号，所述毫米波隔离模块用于隔离传输所述系统检测信号和所述第二检测信号，所述逻辑电平转换模块接收所述第一电压源的第一检测信号、所述系统检测信号和所述第二检测信号，并基于所述第一检测信号、所述系统检测信号和所述第二检测信号驱动所述待驱动晶体管，通过主控芯片的输入信号在逻辑电平转换模块生成输入电平信号，进而在栅极驱动控制模块中基于输出电平信号驱动所述待驱动晶体管，也可以接收系统接口的系统检测信号和第二电压源的第二检测信号以及第一电压源的第一检测信号对待驱动晶体管进行反馈驱动，且整个传输流程均以毫米波隔离模块进行隔离传输，从而可以避免由于仅能进行igbt/sic驱动信号的单向通讯，而存在栅极驱动器的输出侧的工作状态无法及时反馈的现象发生。这种基于毫米波的隔离式双向通讯栅极驱动电路不仅以毫米波隔离模块进行隔离传输，进而基于毫米波的特性保证了数据的准确性，而且还可以在栅极驱动控制模块中基于输出电平信号驱动所述待驱动晶体管以及基于系统接口的系统检测信号和第二电压源的第二检测信号以及第一电压源的第一检测信号对待驱动晶体管进行反馈驱动，进而提高了栅极驱动器的可靠性。