[發明專利]絕緣單極性晶體管柵極驅動器

在審

• 申請號: 201380079227.3
• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN105493398A
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發明（設計）人: 莫泰扎·伊斯梅利
• 申請（專利權）人: 施耐德電氣太陽能逆變器美國股份有限公司
• 主分類號: H03B1/00
• 分類號: H03B1/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 張瑞;鄭霞

1.一種晶體管柵極驅動器，包含：

第一輸入端，其被配置為耦合到DC電壓源；

第二輸入端，其被配置為接收控制信號；

第三輸入端，其被配置為耦合到接地連接部；

變壓器，其具有初級繞組和至少一個次級繞組，所述初級繞組具有第 一端和第二端；

第一開關，所述第一開關具有控制輸入端并被配置為將所述第一輸入 端耦合到所述初級繞組的所述第一端以響應接收到具有第一電平的所述 控制信號，以及從所述初級繞組的所述第一端去耦合所述第一輸入端以響 應接收到具有第二電平的所述控制信號；

第二開關，所述第二開關具有控制輸入端并被配置為將所述初級繞組 的所述第二端耦合到所述第三輸入端以響應接收到具有所述第一電平的 所述控制信號，以及從所述第三輸入端去耦合所述初級繞組的所述第二端 以響應接收到具有所述第二電平的所述控制信號；

第一二極管，其被耦合在所述第一開關和所述初級繞組的所述第一端 之間并且還被耦合到所述第三輸入端；以及

第二二極管，其被耦合到所述第一輸入端并且還被耦合在所述第二開 關和所述初級繞組的所述第二端之間。

2.根據權利要求1所述的晶體管柵極驅動器，其中所述第一二極管 和所述第二二極管被配置為提供用于所述初級繞組的重置的通路。

3.根據權利要求1所述的晶體管柵極驅動器，其中所述第一開關包 括被耦合到所述第二輸入端的控制引腳、被耦合到所述第一輸入端的集電 極以及被耦合在所述第一二極管和所述變壓器的所述初級繞組之間的發 射極。

4.根據權利要求1所述的晶體管柵極驅動器，其中所述第二開關是 具有漏極和源極的MOSFET，所述漏極被耦合在所述初級繞組和所述第二 二極管之間，所述源極被耦合到所述第三輸入端。

5.根據權利要求1所述的晶體管柵極驅動器，其中所述初級繞組和 所述次級繞組有相同的極性。

6.根據權利要求5所述的晶體管柵極驅動器，還包含至少一個次級 電路，所述至少一個次級電路被耦合到所述變壓器的所述至少一個次級繞 組以及具有被配置為基于所述控制信號的電平來驅動晶體管的控制引腳 的輸出端。

7.根據權利要求6所述的晶體管柵極驅動器，其中所述至少一個次 級電路包含：

斷開開關；以及

接通二極管，其中所述斷開開關和所述接通二極管與所述變壓器的所 述至少一個次級繞組并聯耦合，并且其中在所述接通二極管和所述斷開開 關之間的連接點被耦合到所述至少一個次級電路的輸出端。

8.根據權利要求7所述的晶體管柵極驅動器，還包含耦合在所述至 少一個次級電路的所述輸出端和輸出接地連接部之間的下拉式電阻。

9.根據權利要求1所述的晶體管柵極驅動器，還包含被耦合到所述 第一開關和所述第二開關的PWM控制器，所述PWM控制器被配置為產 生所述控制信號。

10.根據權利要求9所述的晶體管柵極驅動器，其中所述PWM控制 器被配置為產生具有50％占空比或者更少占空比的控制信號。

11.根據權利要求10所述的晶體管柵極驅動器，其中所述占空比是基 于被提供給所述PWM控制器的輸入信號的可變占空比。

12.一種運行晶體管柵極驅動電路的方法，所述方法包含：

在所述晶體管柵極驅動電路的第一輸入端處接收DC輸入電壓；

在接通模式下，在所述晶體管柵極驅動電路的第二輸入端處接收具有 第一電平的控制信號；

響應接收到具有所述第一電平的所述控制信號，將所述第一輸入端耦 合到變壓器的初級繞組的第一端；

響應接收到具有所述第一電平的所述控制信號，將所述變壓器的所述 初級繞組的第二端耦合到接地連接部；

在關斷模式下，在所述晶體管柵極驅動電路的所述第二輸入端處接收 具有第二電平的所述控制信號；以及

響應接收到具有所述第二電平的所述控制信號，使所述變壓器放電。