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专利号: 2020109155516
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.用于MOSFET的E2类谐振驱动电路,其特征在于,包括直流供电电压VDC,直流供电电压VDC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VDC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VDC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;

所述ON‑OFF子电路包括辅助谐振电容C1、第二MOSFET开关管S2以及第三MOSFET开关管S3,辅助谐振电容C1与第二MOSFET开关管S2的漏极与源极并联连接;第二MOSFET开关管S2的漏极与第一MOSFET开关管S1的漏极相连;第二MOSFET开关管S2的源极与第三MOSFET开关管S3的漏极相连,连接点记为A点;第三MOSFET开关管S3的源极与第一MOSFET开关管S1的源极相连,驱动主动开关管S的栅极连接A点,驱动主动开关管S的源极连接ON‑OFF子电路的输出端;

所述负压关断子电路包括稳压二极管DZ1、稳压电容C3、续流电阻R1,稳压二极管DZ1的阳极与稳压电容C3的负极和第三MOSFET开关管S3的源极相连;稳压二极管DZ1的阴极与稳压电容C3的正极相连,连接点记为B点;续流电阻R1的一端连接到直流供电电压VDC的正极,续流电阻R1的另一端连接到连接点B点,A点和B点之间连接有主谐振电容C4,被驱动的主开关管S的栅极连接A点,被驱动的主开关管S的源极连接B点;

用于MOSFET的E2类谐振驱动电路的调制方法,所述用于MOSFET的E2类谐振驱动电路的ON‑OFF逻辑控制子电路包括:高频方波发生器和ON‑OFF调制器,被驱动的主开关管S的高频开关频率由高频方波发生器产生,高频方波发生器产生频率为f1、占空比为du1的高频方波信号,ON‑OFF调制器的工作频率为f2,ON‑OFF调制器的工作占空比为du2,ON‑OFF调制器的使能信号为EN,高频方波发生器的输出信号记为G1,高频方波发生器连接有与门芯片IC2的1输入端和与门芯片IC3的1输入端;ON‑OFF调制器的输出信号连接有与门芯片IC2的2输入端和非门芯片IC1的输入端;非门芯片IC1的输出端连接至与门芯片IC3的2输入端;与门芯片IC2的输出信号连接有SR触发器的S端输入引脚;与门芯片IC3的输出信号连接到SR触发器的R端输入引脚;SR触发器的引脚Q输出信号记为G2;SR触发器的引脚Q输出信号记为G3,其中,信号G1为第一MOSFET开关管S1的驱动信号,信号G2为第二MOSFET开关管S2的驱动信号,信号G3为第三MOSFET开关管S3的驱动信号,信号G2与信号G3始终互补;所述的用于MOSFET的E2类谐振驱动电路根据ON‑OFF调制器的使能信号EN分为3个工作状态,具体为:t0~t1段为使能禁止状态,驱动电路的输出始终处于负压关断状态;t1~t2段为ON状态,驱动电路的输出为高频开关驱动信号;t2~t3段为OFF状态,驱动电路的输出始终处于负压关断状态。

2.根据权利要求1所述的用于MOSFET的E2类谐振驱动电路的调制方法,其特征在于,具体调制方法如下:

t0~t1使能禁止状态:使能信号EN为低电平无效信号,高频方波发生器输出方波信号G1,第一MOSFET开关管S1始终工作于高频开关状态,谐振电路逐渐起振,ON‑OFF调制器输出信号为低电平,使得信号G2始终为低电平,第二MOSFET开关管S2始终关断,第三MOSFET开关管S3始终导通,驱动电路的输出电压U1始终为负压信号,在此时间段内,直流电感L1、第一MOSFET开关管S1、辅助谐振电容C1、二倍频谐振电感L2和谐振电容C2共同构成E2类谐振电路,由于负压关断子电路的存在使得驱动电路输出为恒负压信号,在这个区间内,通过延迟EN信号的使能时间来使E2类谐振电路达到稳定的工作状态;

t1~t2ON状态:此状态驱动电路的输出为高频开关驱动信号,此时使能信号EN为有效信号,ON‑OFF调制器输出高电平信号,t0~t1段的时间长度决于占空比du2,此时G2信号为高电平,第二MOSFET开关管S2始终导通,第三MOSFET开关管S3始终关断,驱动电路的输出电压U1为高频开关驱动信号,开关频率由信号G1的频率决定,在此时间段内,直流电感L1、第一开关管S1、主谐振电容C4、二倍频谐振电感L2和谐振电容C2共同构成E2类谐振电路,负压关断电路使得UDS1信号产生了负压偏移,因此驱动电路具有负压关断的功能;

t2~t3OFF状态:此状态驱动电路的输出始终为负压关断,此时使能信号EN为有效信号,ON‑OFF调制器输出低电平信号,t1~t2段的时间长度取决于du2,G2信号为低电平,G3信号为高电平,第二MOSFET开关管S2始终关断,第三MOSFET开关管S3始终导通,驱动电路的输出电压U1始终为负压状态,在此时间段内,直流电感L1、第一开关管S1、辅助谐振电容C1、二倍频谐振电感L2和谐振电容C2共同构成E2类谐振电路,谐振电路部分持续工作。