[发明专利]用于开关电源器件的硬开关禁用

说明书

一种用于驱动电源开关的控制器引入一个硬接通禁用电路，当电源开关维持在高电压值时，防止电源开关接通。硬接通禁用电路包括一个硬接通检测电路和一个保护逻辑电路。硬接通禁用电路用于根据检测指示信号，闭锁系统输入信号或者将系统输入信号传递到电源开关的标准栅极驱动电路。尤其是保护逻辑电路根据高压检测，闭锁系统输入信号V_IN，使得电源开关忽略可能是不正常的系统输入信号V_IN，防止电源开关受到不必要的硬切换。

技术领域

本发明涉及开关电源器件领域，具体涉及用于开关电源器件的硬开关禁用。

背景技术

感应加热已广泛应用于国内工业和医疗等领域。感应加热是指通过电磁感应加热导电物体(例如金属等)的技术，这种技术通过物理上靠近物体的电路中电流的波动，使得封闭电路(物体)中产生电流。例如，一个电磁炉包括交流电驱动的谐振回路，在感应线圈处感应交流磁场。感应线圈处的交流磁场，在置于感应线圈附近的金属蒸煮罐中产生感应电流。电阻金属蒸煮罐中感应的电流产生热量，反过来加热蒸煮罐中的食物。

一种常用的感应加热拓扑结构是单开关准谐振逆变器拓扑结构，包括一个单独的电源开关和一个单独的谐振电容器，为感应线圈提供可变的谐振电流。由于IGBT的高功率可能性和高开关频率操作，因此配置单独的开关准谐振逆变器通常使用绝缘栅双极晶体管(IGBT)作为电源开关器件。

过电压状况，例如电源浪涌等，对于单开关准谐振逆变器电路来说是一个严重的问题。尤其是当电压超过电源开关器件的额定电压时，准谐振逆变器电路中的电源开关器件可能失效或永久受损。例如，发生闪电时，可能会在交流输入线路中产生极其高的浪涌电压。当浪涌电压超过电源开关器件的击穿电压时，如果没有在电源浪涌发生后极短的时间(毫秒量级)内采取补救措施，那么电源开关器件受到无法挽回地损伤。

另外，在单开关准谐振逆变器正常工作时，以指定的开关频率(例如30kHz)接通和断开电源开关。当电源开关断开时，电源开关上的电压可以达到很高的峰值电压，例如1kV。当开关器件上的电压仍然处于高电压值时，如果电源开关被再次意外接通，那么电源开关会进入硬开关，对电源开关的效率和可靠性产生不良影响。

发明内容

本发明提供了一种用于开关电源器件的硬开关禁用，保护逻辑电路根据高压检测，闭锁系统输入信号，使得电源开关忽略可能是不正常的系统输入信号，防止电源开关受到不必要的硬切换。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种用于在输出节点上产生一个栅极驱动信号，驱动电源开关栅极端的控制器电路，其中栅极端控制着电源开关的第一电源端和第二电源端之间流动的电流，其特点是，该控制器电路包括：

一第一栅极驱动电路，用于接收输入控制信号，并产生第一输出信号，作为栅极驱动信号，驱动电源开关的栅极端，根据输入控制信号，接通和断开电源开关，第一输出信号具有第一栅极电压值，驱动电源开关的栅极端，接通电源开关；以及

一硬接通禁用电路，用于根据系统输入信号和第一电压产生输入控制信号，第一电压表示电源开关的第一电源端和第二电源端之间的电压，系统输入信号决定电源开关的接通时间和断开时间，硬接通禁用电路产生一个高压指示信号，根据第一电压超过第一阈值时，高压指示信号生效，否则的话，高压指示信号就失效，

其中根据生效的高压指示信号，硬接通禁用电路产生输入控制信号，输入控制信号具有第一逻辑态，防止系统输入信号提供给第一栅极驱动电路，并且根据失效的高压指示信号，硬接通禁用电路产生输入控制信号镜像系统输入信号，以驱动第一栅极驱动电路。

所述的硬接通禁用电路包括一滞后检测电路，所述的滞后检测电路具有一个设置电压电平和一个重置电压电平，设置电压电平高于重置电压电平，根据第一电压处于设置电压电平或者高于设置电压电平时，滞后检测电路生效高压指示信号，根据第一电压处于重置电压电平或低于重置电压电平时，滞后检测电路失效高压指示信号。