[發明專利]一種適用于高頻應用的諧振門極驅動電路

在審

• 申請號: 201910121215.1
• 申請日: 2019-02-19
• 公開（公告）號: CN109698612A
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 張建忠;吳海富;朱耀東;趙進
• 申請（專利權）人: 東南大學;嘉興學院
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

1.一種適用于高頻應用的諧振門極驅動電路，其特征在于：包括諧振電容C_r、諧振電感L_r、輔助開關管一、輔助開關管二、主開關管一、主開關管二以及主功率器件Q₁；

所述諧振電容C_r與諧振電感L_r串聯，諧振電感L_r與輔助開關管一的源極相連，輔助開關管一的漏極與輔助開關管二的漏極相連，輔助開關管二的源極與主開關管一的源極、主開關管二的漏極以及主功率器件Q₁的門極相連，主開關管一的漏極連接到正電源電壓V_CC，主開關管二的源極連接負電源電壓V_EE；

所述的諧振門極驅動電路包括8個工作模態，通過順序導通S₁～S₄可以有效的驅動主功率器件，8個工作模態包括：

模態1，[t₀-t₁]階段：t₀時刻之前，主開關管二處于導通狀態，主功率器件Q₁的門極電壓被鉗位在負電源電壓V_EE，主功率器件Q₁處于關閉狀態。在[t₀-t₁]階段，輔助開關管二零電流導通，諧振電容C_r如同一個穩定的電壓源開始對諧振電感L_r進行預充電，電流流通路徑為諧振電容C_r-諧振電感L_r-輔助開關管一-輔助開關管二-主開關管二，電感電流i_L線性上升，主功率器件Q₁門極電壓為負電源電壓V_EE并處于關斷狀態；

模態2，[t₁-t₂]階段：t₁時刻，主開關管二零電壓關斷，電感電流i_L給門極充電，門極電流i_g近似為一恒定值，實現恒流驅動，電流流通路徑為諧振電容C_r-諧振電感L_r-輔助開關管一-輔助開關管二-門極電容C_iss，這時主功率器件Q₁門極電壓諧振上升；

模態3，在[t₂-t₃]階段：t₂時刻，門極電壓V_gs上升到正電源電壓V_CC，二極管VD₁導通，門極電壓V_gs＝V_CC+V_D，這時主開關管一零電壓導通，電感電流減小，儲存在電感中的能量回饋給電源；

模態4，在[t₃-t₄]階段：t₃時刻，輔助開關管二零電流關斷，主功率器件Q₁門極與負電源電壓V_EE相連，主功率器件Q₁可靠導通；

模態5，在[t₄-t₅]階段：t₄時刻，輔助開關管一零電流導通，電感電流反向上升，電流流通路徑為正電源電壓V_CC-主開關管一-輔助開關管二-輔助開關管一-諧振電感L_r-諧振電容C_r，主功率器件Q₁仍然處于導通狀態；

模態6，在[t₅-t₆]階段：t₅時刻，主開關管一零電壓關斷，主功率器件Q₁門極電容開始放電，放電路徑為門極電容C_iss-輔助開關管二-輔助開關管一-諧振電感L_r-諧振電容C_r，主功率器件Q₁門極電壓諧振下降；

模態7，在[t₆-t₇]階段：t₆時刻，主開關管二導通，進入續流階段，然后主開關管二零電壓導通，電流通路為主開關管二-輔助開關管二-輔助開關管一-諧振電感L_r-諧振電容C_r，電感電流回饋給諧振電容C_r；

模態8，在[t₇-t₈]階段：t₇時刻，輔助開關管一零電流關斷，主功率器件Q₁門極與負電源電壓V_EE相連，門極電壓鉗位在負電源電壓V_EE，主功率器件Q₁可靠關斷。