[發明專利]具有RCD網絡的耗盡型器件的開關電路的設計方法

有效

• 申請號: 201410172440.5
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103915991B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 劉樹林;周閔陽光;雷泰;韓躍云;祁俐俐;韓長端;王玉婷
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08;H02M3/155
• 代理公司: 西安創知專利事務所61213
• 代理人: 譚文琰

1.一種具有RCD網絡的耗盡型器件的開關電路，其特征在于：包括N溝道耗盡型氮化鎵開關器件Q1、N溝道增強型開關器件Q2、電阻R1、極性電容C1和二極管D1，所述N溝道耗盡型氮化鎵開關器件Q1的源極與N溝道增強型開關器件Q2的漏極和二極管D1的陰極相接，所述N溝道耗盡型氮化鎵開關器件Q1的漏極為所述開關電路的輸出端OUT，所述N溝道耗盡型氮化鎵開關器件Q1的柵極與電阻R1的一端、極性電容C1的負極和二極管D1的陽極相接，所述N溝道增強型開關器件Q2的柵極與外部PWM驅動電路(1)的輸出端相接，且與電阻R1的另一端和極性電容C1的正極相接，所述N溝道增強型開關器件Q2的源極接所述開關電路中的參考地。

2.按照權利要求1所述的具有RCD網絡的耗盡型器件的開關電路，其特征在于：包括電阻R2和電阻R3，所述電阻R2的一端和電阻R3的一端均與所述N溝道耗盡型氮化鎵開關器件Q1的源極、N溝道增強型開關器件Q2的漏極和二極管D1的陰極的連接端相接，所述電阻R2的另一端與所述N溝道耗盡型氮化鎵開關器件Q1的漏極相接，所述電阻R3的另一端接所述開關電路中的參考地。

3.按照權利要求2所述的具有RCD網絡的耗盡型器件的開關電路，其特征在于：所述N溝道增強型開關器件Q2的源極和電阻R3的另一端均通過電流采樣電阻Rs接所述開關電路中的參考地。

4.一種設計如權利要求2所述開關電路的方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

步驟一、選擇合適參數的極性電容C1以及電阻R1、電阻R2和電阻R3，具體過程如下：

步驟101、根據公式選取極性電容C1的容值，其中，C_Q1為所述N溝道耗盡型氮化鎵開關器件Q1柵源極間的寄生電容，C_Q2為所述N溝道增強型開關器件Q2漏源極間的寄生電容；

步驟102、根據公式R1<(1-d_max)T/3C1選取電阻R1的阻值，其中，d_max為外部PWM驅動電路(1)輸出的PWM信號的最大占空比，T為外部PWM驅動電路(1)輸出的PWM信號的周期；

步驟103、根據公式公式I_R3>>I_DSS和公式R2＝R3(V_i,max-V_R3)/V_R3選取電阻R2的阻值和電阻R3的阻值，其中，V_i,max為所述開關電路能夠承受的最大電壓，V_R3為電阻R3上的壓降且V_R3小于外部PWM驅動電路(1)輸出的高電平的電壓，I_R3為流過電阻R3的電流，I_DSS為所述N溝道增強型開關器件Q2的漏源電流；

步驟二、連接所述N溝道耗盡型氮化鎵開關器件Q1、N溝道增強型開關器件Q2、電阻R1、極性電容C1、二極管D1、電阻R2和電阻R3，具體過程如下：

步驟201、連接所述N溝道耗盡型氮化鎵開關器件Q1的源極、N溝道增強型開關器件Q2的漏極、二極管D1的陰極、電阻R2的一端和電阻R3的一端；

步驟202、連接所述N溝道耗盡型氮化鎵開關器件Q1的柵極與電阻R1的一端、極性電容C1的負極和二極管D1的陽極；

步驟203、將所述N溝道增強型開關器件Q2的柵極、電阻R1的另一端和極性電容C1的正極連接后再連接到外部PWM驅動電路(1)的輸出端；

步驟204、連接所述電阻R2的另一端和所述N溝道耗盡型氮化鎵開關器件Q1的漏極；

步驟205、將所述N溝道增強型開關器件Q2的源極和所述電阻R3的另一端連接到所述開關電路中的參考地。

5.按照權利要求4所述的方法，其特征在于：步驟101中選取的極性電容C1的容值為1000pF。

6.按照權利要求4所述的方法，其特征在于：步驟102中根據公式R1<(1-d_max)T/3C1選取電阻R1的阻值時，電阻R1的阻值越大其限流作用越好。

7.按照權利要求6所述的方法，其特征在于：步驟102中選取的電阻R1的阻值為500Ω。

8.按照權利要求4所述的方法，其特征在于：步驟103中外部PWM驅動電路(1)輸出的高電平的電壓為12V，步驟103中V_R3的取值為8V，步驟103中I_DSS的取值為50μA，步驟103中I_RS的取值為500μA，步驟103中V_i,max的取值為24V，步驟103中選取的電阻R2的阻值為32KΩ，步驟103中選取的電阻R3的阻值為16KΩ。