[发明专利]新型低端MOSFET/IGBT负压箝位驱动电路及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力电子驱动领域，更具体地说，涉及一种负压驱动开关管的驱动电路及其电路控制方法。

背景技术

近几年，随着技术的发展，电压源驱动的开关频率已经逐渐超过了1MHz，但是开关频率过高，会带来一系列的问题，其中阻碍电压源驱动开关频率提高的主要障碍就是开关器件开通和关断过程中的损耗、门极驱动的损耗和开关器件输出电容的损耗，而电流源驱动正好可以解决上述问题，它可以极大的提高开关管的开关频率，减小开关损耗，因此被广泛应用。

电流源驱动通过一个恒定的电流信号对开关管进行充电和放电来达到减小开关损耗的作用，特别值得注意的是，电流源驱动最大的好处就是能够在开关管关断的过程中以小于零的负压关断开关管，相比于传统的驱动电路，电流源驱动电路能够在开关管关断过程中以更快的关断速度将其关断。但是，随着电路集成化程度的提高，作为电流源驱动电路中的重要元件电感，由于其体积大，难以集成化，所以电感成为了电流源驱动电路集成化的一个难点（Jizhen Fu.Topologies and modelings of novel bipolar gate driver techniques for next-generation high frequency voltage regulators[D]. Queen’s University Master’s thesis, 2010：73-76.）。

发明内容

本发明要解决的问题

针对现有技术中由于开关频率的不断升高而导致开关损耗加大等问题而提出了一种新型低端MOSFET/IGBT负压箝位驱动电路及其控制方法，本发明的电路和方法加快了开关管的开关速度，提高了驱动电路的抗干扰能力，可有效防止开关器件的误导通。

技术方案

本发明的技术法案是这样实现的：

新型低端MOSFET/IGBT负压箝位驱动电路，它包括负压箝位驱动单元，所述的负压箝位驱动单元与BOOST升压单元电路连接。

所述的负压箝位驱动单元由电源V_cc、自举电容C₁、自举电容C₂、二极管D₁、二极管D₂、MOSFET开关管S₁、MOSFET开关管S₂、MOSFET开关管S₃和MOSFET开关管S₄组成，所述的电源V_cc的负极接地，电源V_cc的正极与二极管D₁的正极相连，二极管D₁的负极与MOSFET开关管S₁的漏极连接，所述的自举电容C₁的一端接入二极管D₁的负极与MOSFET开关管S₁的漏极之间，自举电容C₁的另一端与自举电容C₂连接，自举电容C₂的另一端与和二极管D₂正极连接，二极管D₂的负极接地，所述MOSFET开关管S₄的漏极与电源V_cc的正极相连，MOSFET开关管S₃的漏极接在电容C₁与C₂之间，MOSFET开关管S₃的源极与地连接，MOSFET开关管S₄的源极接在MOSFET开关管S₃的漏极上，MOSFET开关管S₁的源极与BOOST升压单元中MOSFET开关管Q的栅极相连，MOSFET开关管S₂的漏极与MOSFET开关管S₁的源极连接，MOSFET开关管S₂的源极接在电容C₂和二极管D₂之间。

所述负压箝位单元是通过控制四个MOSFET开关管S₁、S₂、S₃、S₄的开通关断时序，构成不同的回路， 对BOOST电路MOSFET Q进行充放电，以及自举电容C₁，C₂的箝位作用以此控制Q的导通关断，并将其箝位于电源电压或负压。