[发明专利]适用于增强型氮化镓器件的半桥电路死区优化设置方法

权利要求书

1.一种适用于增强型氮化镓器件的半桥电路死区优化设置方法，针对含有半桥的电路使用，半桥电路上下开关管相同，并使用相同的驱动电路，半桥电路连接有负载，其特征在于：半桥电路的上下开关管均为增强型氮化镓高电子迁移率晶体管eGaN HEMT，且eGaNHEMT驱动电路的开通与关断回路分离；半桥电路功率回路中各开关管均无反并联的续流二极管；负载侧续流电感较大，可以在开关瞬态保持负载电流的值稳定；

其特征在于：

S1、根据增强型氮化镓高电子迁移率晶体管eGaN HEMT的开通、关断特性，将基于eGaNHEMT的半桥电路中续流管关断、主开关管开通以及主开关管关断、续流管开通这两个过程在时间轴上分别划分为多个连续的阶段，每个阶段均表现开关过程中半桥电路的一种工作状态，工作状态包含数个随时间变化的电压、电流变量，当阶段中某个电压或电流变量达到临界值，使得这个阶段对应的半桥电路工作状态将不再存在时，该阶段结束，同时开始下一个阶段；

S2、设从半桥电路的中点O点流向负载侧的电流方向为正向，从负载侧流向半桥中点O点的电流方向为负向；根据电力电子电路的特性确定中点O点电流方向的正负，并根据电流方向的正负确定主开关管：若电流方向为正，则上管TS为主开关管，下管BS为续流管；而若电流方向为负，则下管为主开关管，上管TS为续流管；

S3、从eGaN HEMT以及eGaN HEMT所在的半桥电路中获取相应的电路参数；

S4、根据S3中得到的电路参数，列写半桥电路续流管关断、主开关管开通以及主开关管关断、续流管开通诸阶段的状态方程组；

S5、利用Matlab中的ode-45函数，求得步骤S4中所有状态方程组的数值解f_k(t)(k＝A₁～B₄)，并且根据S1中的阶段划分，令数值解f_k(t)等于标志该阶段结束的临界值，求得各阶段的持续时间；

S6、根据S5中得到的各阶段持续时间计算续流管关断、主开关管开通与主开关管关断、续流管开通这两个过程的理论最优死区，并结合电路的实际情况，包括负载电流、功率及开关频率这些参数为理论最优死区取一定倍数的裕度，进行死区优化设置。

2.根据权利要求1所述的适用于增强型氮化镓器件的半桥电路死区优化设置方法，其特征在于：S1中所述的多个连续的阶段划分为：

续流管关断、主开关管开通的过程分为3个阶段，分别为：阶段A₁，续流管关断延迟阶段；阶段A₂，续流管关断的主要阶段；阶段A₃，主开关管开通延迟阶段；阶段A₁结束的标志为续流管栅漏极电压v_GD＝V_th+I_L/g_m；阶段A₂结束的标志为续流管漏源极电压v_DS＝-V_R；阶段A₃结束的标志为主开关管栅源极电压v_GS＝V_th；

主开关管关断、续流管开通的过程分为4个阶段：阶段B₁，主开关管关断延迟阶段；阶段B₂，主开关管关断主要阶段与主开关管-续流管换流阶段；阶段B₃，剩余换流阶段；阶段B₄，续流管开通延迟阶段；阶段B₁结束的标志为主开关管栅源极电压v_GS＝V_th+I_L/g_m；阶段B₂结束的标志为续流管漏源极电压v_DS＝-V_R；阶段B₃结束的标志为主开关管漏极电流i_D下降到零；阶段B₄结束的标志为续流管栅源极电压v_GS＝V_th。