[发明专利]用于MOSFET的E2

说明书

本发明公开了一种用于MOSFET的E₂类谐振驱动电路，包括直流供电电压，直流供电电压的正极连接有直流电感的一端，直流电感的另一端连接有第一开关管的漏极，第一开关管的源极连接到直流供电电压的负极，还包括串联的二倍频谐振电感和谐振电容，二倍频谐振电感和谐振电容串联连接后并联到第一开关管的漏极与源极上且连接有ON‑OFF子电路，直流供电电压还并列连接有负压关断子电路，ON‑OFF子电路的输出端和负压关断子电路的输出端并列连接有被驱动主动开关管。本发明实现对高频MOSFET的ON‑OFF驱动，使开关器件可以在高频谐振的通断模式下工作。本发明还公开了一种用于MOSFET的E₂类谐振驱动电路的调制方法。

技术领域

本发明属于高频开关电源技术领域，涉及一种用于MOSFET的E₂类谐振驱动电路，本发明还涉及上述谐振驱动电路的调制方法。

背景技术

金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)主要包括氮化镓场效应管 (GaNMOSFET)、碳化硅场效应管(SiC MOSFET)与硅场效应管(Si MOSFET)等类型。随着电力电子技术的发展，功率半导体器件的工作频率逐渐提高。在无线输电、高频开关电源等领域，MOSFET的工作频率最高可以达到数十兆赫兹。通常MOSFET器件为电压驱动型器件，开关时器件栅极电荷上的能量损失会产生较大的栅极驱动损耗，而且开关频率越高，驱动损耗越大。为了减小在高频工作时MOSFET的驱动损耗，减小驱动开关半导体器件栅极电荷的能量损失已经成为了高频电源设计等研究的重点。

高频驱动电路常采用谐振电路以减小驱动栅极电荷的能量损失。谐振类驱动电路工作时栅极电荷参与谐振，使得栅极电荷的能量损失大幅下降。谐振类驱动电路的占空比与频率不易改变，使其通常与ON-OFF调制方法配合使用。目前提出的高频谐振驱动电路有ON-OFF调制的抬压自驱型电路以及单开关零电压开关门驱动电路等。其中抬压自驱类电路常用于同步整流器，需要将整流器的变压器引出辅助绕组，通过辅助绕组与谐振器件进行谐振驱动开关器件，辅助开关器件用来控制谐振电路是否接入驱动电路。但一般应用场景下没有变压器和其辅助绕组，所以该谐振驱动器的应用场景限制较大。单开关零电压开关门驱动电路为E类的谐振电路，E类谐振电路中将电容两端的谐振电压作用在开关器件上进行驱动，谐振电路理论上损耗为零，所以其适合用于高频谐振频率固定且占空比固定的开关器件的驱动。但该类方案无法实现ON-OFF调制，只能稳态运行；驱动电路的起振过程较慢，在起振过程中可能会出现对开关器件的误导通而发生危险，而且无法实现对开关器件的负压关断。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于MOSFET的E₂类谐振驱动电路，实现对高频MOSFET的ON-OFF驱动，使开关器件可以在高频谐振的通断模式下工作。

本发明的另一种目的是提供一种用于MOSFET的E₂类谐振驱动电路的调制方法。

本发明所采用的技术方案是，用于MOSFET的E₂类谐振驱动电路，包括直流供电电压V_DC，直流供电电压V_DC的正极连接有直流电感L₁的一端，直流电感L₁的另一端连接有第一MOSFET开关管S₁的漏极，第一MOSFET 开关管S₁的源极连接到直流供电电压V_DC的负极，还包括串联的二倍频谐振电感L₂和谐振电容C₂，二倍频谐振电感L₂和谐振电容C₂串联连接后并联到第一MOSFET开关管S₁的漏极与源极上，二倍频谐振电感L₂和谐振电容C₂串联连接后还并列连接有ON-OFF子电路，直流供电电压V_DC还并列连接有负压关断子电路，ON-OFF子电路的输出端和负压关断子电路的输出端共同并列连接有被驱动主动开关管S。

本发明的特征还在于，