[发明专利]一种无线电能传输E类激励源的谐振驱动装置及其方法

权利要求书

1.一种无线电能传输E类激励源的谐振驱动装置，它的组成包括：集成驱动器(1)，图腾柱推挽电路(2)，附加谐振电路(3)，能量回馈电路(4)，负压箝位电路(5)，MOSFET管(6)，它的特征在于：集成驱动器(1)的输出端连接图腾柱推挽电路(2)的输入端，图腾柱推挽电路(2)的输出连接附加谐振电路(3)的输入端，而附加谐振电路(3)的输出端分别与MOSFET管(6)的栅极端、能量回馈电路(4)的输入端、负压箝位电路(5)的一端相连接于一点，能量回馈电路(4)的输出端反馈连接至图腾柱推挽电路(2)，负压箝位电路(5)的另一端连接与MOSFET管(6)的源极端，并直接接地。

2.根据权利要求1所述的谐振驱动装置，其特征在于：所述附加谐振电路(3)由谐振电感Lr1和Lr2，保护二极管D1和D2组成，二极管D1的阳极连接图腾柱推挽电路(2)，阴极连接谐振电感Lr1的一端，谐振电感Lr1的另一端分别与谐振电感Lr2的一端和MOSFET管(6)的栅极端相连接于一点，谐振电感Lr2的另一端与二极管D2的阳极相连接，二极管D2的阴极与图腾柱推挽电路(2)连接。

3.根据权利要求1所述的谐振驱动装置，其特征在于：所述能量回馈电路(4)由二极管D3的阳极与MOSFET管(6)的栅极端相连接，阴极与图腾柱推挽电路(2)连接，负压箝位电路(5)由二极管D4、储能电容C3和稳压管ZD1组成，其中电容C3与稳压管ZD1并联，稳压管ZD1的阴极与MOSFET管(6)的源极端连接，并直接接地，阳极与二极管D4的阳极相连接，二极管D4的阴极与MOSFET管(6)的栅极端相连接。

4.根据权利要求2所述的谐振驱动装置，其特征在于：所述谐振电感Lr1和Lr2的选取原则按照其与输入电容C_ISS的自谐振频率等于驱动信号的工作频率来选取。

5.根据权利要求1所述的谐振驱动电路，其特征在于：所述集成驱动器(1)由一个CMOS集成驱动器U1和两个电容C1、C2，供电电源S1组成，集成驱动器U1的供电引脚分别于接供电电源S1和两个电容C1、C2相连接一点，集成驱动器U1的接地引脚直接接地。

6.根据权利要求1所述的谐振驱动装置，其特征在于：所述图腾柱推挽电路(2)由PMOS管Q1和NMOS管Q2，以及供电电源S1组成，PMOS管Q1与NMOS管Q2的栅极与集成驱动器U1的输出引脚相连接与一起，PMOS管Q1的源极与供电电源S1、集成驱动器U1的供电引脚、能量回馈二极管D3的阴极相连接与一点，其漏极与附加谐振电路中保护二极管D1的阳极相连，NMOS管Q2的栅极与保护二极管D2的阴极相连，源极直接接地。

7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述谐振驱动装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)谐振驱动装置中的集成驱动器和图腾柱推挽电路均采用具有相同幅值的直流开关电源供电；

2)高频驱动信号首先经过CMOS集成驱动器，提升信号的驱动能力；

3)其后驱动信号的高低电平分别驱动NMOS和PMOS进行推挽工作，扩大驱动信号的驱动功率；

4)谐振电感与栅极电容以驱动信号的工作频率下发生谐振。当驱动信号为高电平时，驱动能量从电源供给正半周期谐振，产生驱动电压；

5)当驱动信号为低电平时，负半周期谐振使得驱动能量对栅极电容进行反向充电；

6)回馈二极管一方面将驱动能量回馈至供电直流电源，另一方面将栅极电压箝位至供电直流电源；

7)储能电容和稳压管进行负压箝位，负电压的存在将加速MOSFET关断；

8)保护二极管一方面防止谐振电感与栅极电容谐振不完全时产生负压，损坏MOS对管，另一方面二极管的导通电阻可抑制MOS对管直通带来的损耗。