[发明专利]单电源供电的混合动力驱动谐振栅极驱动器

权利要求书

1.一种功率器件的栅极驱动器，包括：

电容器；

电感器，被配置为：在功率器件的过渡期期间，将栅极上的电势转换为场并且将所述场转换为反向电势，以对栅极进行切换并在多余的场消失时将电容器充电到所述反向电势；

电源，被配置为：在非过渡期期间，将栅极保持在所述电势上，并且产生所述多余的场；

电路，包括多个开关器件，所述多个开关器件被配置为(i)选择性地将所述电源结合到所述功率器件的栅极，(ii)选择性地将所述电容器结合到所述功率器件的栅极和所述电感器，以及(iii)选择性地将所述电感器结合到所述功率器件的栅极。

2.如权利要求1所述的栅极驱动器，还包括控制器，所述控制器被配置为：与在电容器的两端的电压成比例地调节预充电时间，以减小预充电电荷与能量恢复电荷之间的差。

3.如权利要求1所述的栅极驱动器，其中，电源具有电源幅值，并且电容器具有在过渡期上的平均幅值，使得所述电源幅值大于所述平均幅值。

4.如权利要求1所述的栅极驱动器，其中，电源被配置为在功率器件的栅极上施加负电荷，并且电容器被配置为在功率器件的栅极上施加正电荷。

5.如权利要求4所述的栅极驱动器，其中，所述开关器件包括上拉开关的体二极管和续流二极管，所述体二极管和续流二极管在电感器中的多余的场消失时正向偏置使电流流动以对电容器进行再充电。

6.如权利要求5所述的栅极驱动器，其中，上拉开关是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或双极结型晶体管(BJT)。

7.如权利要求5所述的栅极驱动器，其中，所述开关器件还包括下拉开关，下拉开关被配置为将所述负电荷锁存到电源的负电势。

8.如权利要求1所述的栅极驱动器，其中，电源被配置为在功率器件的栅极上施加正电荷，并且电容器被配置为在功率器件的栅极上施加负电荷。

9.如权利要求1所述的栅极驱动器，其中，功率器件是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。

10.一种在车辆动力传动系统的功率开关的过渡期间对栅极电荷进行再循环的方法，包括：

在导通期间，由栅极驱动器执行以下操作：

经由功率开关的栅极上的负电荷在电感器中感应出场；

将所述场转换为正电荷；

使正电荷流到栅极上，并且使多余的电荷流到电容器；

经由电容器将正电荷锁存到栅极上，

其中，当谐振上拉开关和谐振上拉二极管正向偏置时，通过使负电荷流过谐振上拉开关和谐振上拉二极管且流到电感器而感应出所述场。

11.如权利要求10所述的方法，其中，正电荷被高侧开关锁存到栅极上。

12.如权利要求11所述的方法，其中，高侧开关和谐振上拉开关是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或双极结型晶体管(BJT)。

13.如权利要求10所述的方法，还包括：在截止期间，由栅极驱动器执行以下操作：

经由栅极上的正电荷在电感器中感应出场；

将所述场转换为负电荷；

使负电荷流到栅极上，并且通过电源产生多余的场；

通过电源将负电荷锁存到栅极上。

14.如权利要求13所述的方法，其中，当谐振下拉开关和谐振下拉二极管正向偏置时，通过使正电荷流过谐振下拉开关和谐振下拉二极管且流到电感器而感应出所述场。