超快速MOSFET电子开关驱动电路制造技术

本实用新型专利技术公开一种超快速MOSFET电子开关驱动电路，包括：方波发生器、推挽电路、高压MOS管、加速网络单元、耦合变压器和至少2个驱动支路，此驱动支路由依次串联的驱动小信号单元、功率管单元和主电路取能单元组成；所述耦合变压器初级侧和次级侧分别具有一个初级线圈和至少4个次级线圈，此至少4个次级线圈进一步分为至少2个VTp次级线圈和至少2个VTn次级线圈，所述加速网络单元与耦合变压器的初级线圈串连连接，耦合变压器的VTp次级线圈和VTn次级线圈均连接到对应驱动支路的驱动小信号单元上。本实用新型专利技术无需额外供电电源，既大大减少了电子开关驱动电路体积，又加速了电子开关上升前沿，电子开关驱动电路所需功率大幅减小，尤其适合阵列MOSFET电子开关。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电力电子器件应用
，尤其涉及一种超快速MOSFET电子开关驱动电路。
技术介绍
驱动电路是功率器件与数字控制系统之间的接口电路，其性能对主电路参数有重要影响。例如，驱动电路对MOSFET功率器件的上升沿有重要影响。现有的电子开关驱动电路上升前沿相对较慢，而且需额外大功率开关电源。如何克服上述技术问题成为本领域技术人员努力的方向。
技术实现思路
本技术目的是提供一种超快速MOSFET电子开关驱动电路，该超快速MOSFET电子开关驱动电路无需额外供电电源，既大大减少了电子开关驱动电路体积，又加速了电子开关上升前沿，电子开关驱动电路所需功率大幅减小，尤其适合阵列MOSFET电子开关。为达到上述目的，本技术采用的技术方案是：一种超快速MOSFET电子开关驱动电路，包括：方波发生器、推挽电路、高压MOS管、加速网络单元、耦合变压器和至少2个驱动支路，此驱动支路由依次串联的驱动小信号单元、功率管单元和主电路取能单元组成；所述方波发生器与推挽电路的输入端连接，所述高压MOS管的栅极连接到推挽电路的输出端，所述高压MOS管的源极和漏极位于接地和加速网络单元之间，所述加速网络单元与耦合变压器的初级线圈连接，所述加速网络单元由并联的Rv电阻和Cv电容并联组成；所述耦合变压器初级侧和次级侧分别具有一个初级线圈和至少4个次级线圈，此至少4个次级线圈进一步分为至少2个VTp次级线圈和至少2个VTn次级线圈，所述加速网络单元与耦合变压器的初级线圈串连连接，耦合变压器的VTp次级线圈和VTn次级线圈均连接到对应驱动支路的驱动小信号单元上；所述驱动小信号单元进一步包括滤波模块、MOS管和位于滤波模块、MOS管之间的第一二极管，此滤波模块与VTn次级线圈连接，此MOS管的栅极和源极分别与VTp次级线圈的高电位输出端和低电位输出端连接，所述主电路取能单元进一步包括存储电容、第二二极管和2个串联的限流电阻，所述存储电容与驱动小信号单元的MOS管的漏极连接，所述第二二极管位于2个串联的限流电阻的接点与MOS管与存储电容的接点之间，驱动小信号单元的MOS管的源极连接到功率管单元中功率管的栅极。上述技术方案中进一步改进方案如下：1.上述方案中，所述功率管单元中的功率管由第一功率MOS管和第二功率MOS管并联组成。2.上述方案中，所述推挽电路包括第一功率MOS管、第二功率MOS管和第三功率MOS管，第二功率MOS管与第三功率MOS管并联，第一功率MOS管与第二功率MOS管和第三功率MOS管串联。3.上述方案中，所述驱动支路数目为四个，此四个驱动支路并联连接。由于上述技术方案运用，本技术与现有技术相比具有下列优点：本技术超快速MOSFET电子开关驱动电路，其MOSFET电子开关上升前沿可加速至3ns，扩宽了应用范围，且采用来自耦合变压器和主电路取能单元前后双脉冲注入功率，无需额外供电电源，既大大减少了电子开关驱动电路体积，又加速了电子开关上升前沿，电子开关驱动电路所需功率大幅减小，尤其适合阵列MOSFET电子开关。附图说明附图1为本技术MOSFET电子开关驱动电路的逻辑转换电路结构示意图；附图2为本技术电子开关驱动电路中二次加速与功率电路结构示意图。以上附图中：1、方波发生器；2、推挽电路；3、高压MOS管；4、加速网络单元；5、耦合变压器；6、驱动支路；7、驱动小信号单元；71、滤波模块；72、MOS管；73、第一二极管；8、功率管单元；81、功率管；9、主电路取能单元；91、存储电容；92、第二二极管；93、限流电阻。具体实施方式下面结合附图及实施例对本技术作进一步描述：实施例1：一种超快速MOSFET电子开关驱动电路，包括：方波发生器1、推挽电路2、高压MOS管3、加速网络单元4、耦合变压器5和至少2个驱动支路6，此驱动支路6由依次串联的驱动小信号单元7、功率管单元8和主电路取能单元9组成；所述方波发生器1与推挽电路2的输入端连接，所述高压MOS管3的栅极连接到推挽电路2的输出端，所述高压MOS管3的源极和漏极位于接地和加速网络单元4之间，所述加速网络单元4与耦合变压器5的初级线圈连接，所述加速网络单元4由并联的Rv电阻和Cv电容并联组成；所述耦合变压器5初级侧和次级侧分别具有一个初级线圈和至少4个次级线圈，此至少4个次级线圈进一步分为至少2个VTp次级线圈和至少2个VTn次级线圈，所述加速网络单元4与耦合变压器5的初级线圈串连连接，耦合变压器5的VTp次级线圈和VTn次级线圈均连接到对应驱动支路6的驱动小信号单元7上；所述驱动小信号单元7进一步包括滤波模块71、MOS管72和位于滤波模块71、MOS管72之间的第一二极管73，此滤波模块71与VTn次级线圈连接，此MOS管72的栅极和源极分别与VTp次级线圈的高电位输出端和低电位输出端连接，所述主电路取能单元9进一步包括存储电容91、第二二极管92和2个串联的限流电阻93，所述存储电容91与驱动小信号单元7的MOS管72的漏极连接，所述第二二极管92位于2个串联的限流电阻93的接点与MOS管72与存储电容的接点之间，驱动小信号单元7的MOS管的源极连接到功率管单元8中功率管81的栅极。上述功率管单元8中的功率管81由第一功率MOS管和第二功率MOS管并联组成。逻辑转换电路如图1所示。其中，Rv和Cv用于脉冲前沿加速，二次加速电路与阵列开关功率器件如图2所示。其中，Q11、Q12、Q21和Q22为功率管，Ck1和Ck2分别为驱动电路储能电容器，Dz1和Dz2分别栅极保护稳压二极管。利用快速电容器Ck为驱动电路提供驱动功率。这种电路不仅可以减小电子开关驱动电路的功率需求，而且还可以加快栅极驱动信号的上升前沿。首先，利用主回路电压对放电电容Ck1和Ck2充电；然后，同时触发S1、Q11和Q12将电容器储存电压直接施加在栅源两端，采用来自耦合变压器和主电路取能单元前后双脉冲注入功率，无需额外供电电源，既大大减少了电子开关驱动电路体积，又加速了电子开关上升前沿，电子开关驱动电路所需功率大幅减小，尤其适合阵列MOSFET电子开关。实施例2：一种超快速MOSFET电子开关驱动电路，包括：方波发生器1、推挽电路2、高压MOS管3、加速网络单元4、耦合变压器5和至少2个驱动支路6，此驱动支路6由依次串联的驱动小信号单元7、功率管单元8和主电路取能单元9组成；所述方波发生器1与推挽电路2的输入端连接，所述高压MOS管3的栅极连接到推挽电路2的输出端，所述高压MOS管3的源极和漏极位于接地和加速网络单元4之间，所述加速网络单元4与耦合变压器5的初级线圈连接，所述加速网络单元4由并联的Rv电阻和Cv电容并联组成；所述耦合变压器5初级侧和次级侧分别具有一个初级线圈和至少4个次级线圈，此至少4个次级线圈进一步分为至少2个VTp次级线圈和至少2个VTn次级线圈，所述加速网络单元4与耦合变压器5的初级线圈串连连接，耦合变压器5的VTp次级线圈和VTn次级线圈均连接到对应驱动支路6的驱动小信号单元7上；所述驱动小信号单元7进一步包括滤波模块71、MOS管72和位于滤波模块71、MOS管72之间的第一二极管73，此滤波模块71与VTn次级线圈连接，此MOS管72的栅极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超快速MOSFET电子开关驱动电路，其特征在于：包括：方波发生器（1）、推挽电路（2）、高压MOS管（3）、加速网络单元（4）、耦合变压器（5）和至少2个驱动支路（6），此驱动支路（6）由依次串联的驱动小信号单元（7）、功率管单元（8）和主电路取能单元（9）组成；所述方波发生器（1）与推挽电路（2）的输入端连接，所述高压MOS管（3）的栅极连接到推挽电路（2）的输出端，所述高压MOS管（3）的源极和漏极位于接地和加速网络单元（4）之间，所述加速网络单元（4）与耦合变压器（5）的初级线圈连接，所述加速网络单元（4）由并联的Rv电阻和Cv电容并联组成；所述耦合变压器（5）初级侧和次级侧分别具有一个初级线圈和至少4个次级线圈，此至少4个次级线圈进一步分为至少2个VTp次级线圈和至少2个VTn次级线圈，所述加速网络单元（4）与耦合变压器（5）的初级线圈串连连接，耦合变压器（5）的VTp次级线圈和VTn次级线圈均连接到对应驱动支路（6）的驱动小信号单元（7）上；所述驱动小信号单元（7）进一步包括滤波模块（71）、MOS管（72）和位于滤波模块（71）、MOS管（72）之间的第一二极管（73），此滤波模块（71）与VTn次级线圈连接，此MOS管（72）的栅极和源极分别与VTp次级线圈的高电位输出端和低电位输出端连接，所述主电路取能单元（9）进一步包括存储电容（91）、第二二极管（92）和2个串联的限流电阻（93），所述存储电容（91）与驱动小信号单元（7）的MOS管（72）的漏极连接，所述第二二极管（92）位于2个串联的限流电阻（93）的接点与MOS管（72）与存储电容的接点之间，驱动小信号单元（7）的MOS管的源极连接到功率管单元（8）中功率管（81）的栅极。...

【技术特征摘要】
1.一种超快速MOSFET电子开关驱动电路，其特征在于：包括：方波发生器（1）、推挽电路（2）、高压MOS管（3）、加速网络单元（4）、耦合变压器（5）和至少2个驱动支路（6），此驱动支路（6）由依次串联的驱动小信号单元（7）、功率管单元（8）和主电路取能单元（9）组成；所述方波发生器（1）与推挽电路（2）的输入端连接，所述高压MOS管（3）的栅极连接到推挽电路（2）的输出端，所述高压MOS管（3）的源极和漏极位于接地和加速网络单元（4）之间，所述加速网络单元（4）与耦合变压器（5）的初级线圈连接，所述加速网络单元（4）由并联的Rv电阻和Cv电容并联组成；所述耦合变压器（5）初级侧和次级侧分别具有一个初级线圈和至少4个次级线圈，此至少4个次级线圈进一步分为至少2个VTp次级线圈和至少2个VTn次级线圈，所述加速网络单元（4）与耦合变压器（5）的初级线圈串连连接，耦合变压器（5）的VTp次级线圈和VTn次级线圈均连接到对应驱动支路（6）的驱动小信号单元（7）上；所述驱动小信号单元（7）进一步包括滤波模块（71）、MOS管（72）和位于滤波模块（71）、MOS管（72）之间的第一二极管（73），此滤波模块（71）与VTn次级线圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏，黄学军，于辉，
申请(专利权)人：苏州泰思特电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32