本发明专利技术提供一种自带动态电源的谐振驱动模块控制方法，采用的技术方案为：把传统的硬开关驱动改进为谐振软开关驱动，可用低于Ｕｇｓ的动态电源＋Ｖ↓［ｏｎ］电容泵供电驱动电压Ｕｇｓ，在非驱动时段，栅极电压Ｕｇｓ为－Ｖ↓［ｏｆｆ］负偏压，能够有效克服Ｃｉ的“米勒效应”，降解半桥或全桥直通的危害；驱动时段的电源Ｖ↓［ｏｎ］电容泵，以及非驱动时段负偏压－Ｖ↓［ｏｆｆ］电容泵，均是由隔离变压器次级绕组供电，即变压器既传递驱动频率ｆ，也传递两个动态电容泵电源＋Ｖ↓［ｏｎ］和－Ｖ↓［ｏｆｆ］。其优点为抗干扰能力很强，结合模块的自带负偏压驱动，有较高的可靠性，损耗小，效率较高，性价比较优。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及开关电源的控制方法，特别涉及一种专为非共地的电力电子开 关驱动专用的低损耗谐振式驱动模块的控制方法。
技术介绍
开关电源最重要的部位是电力电子开关，这是弱电控制强电的关键部位，可以用代表强电开关的D极、S极和代表弱电驱动的G极来表达，见图1所示。 当栅极施加高电平驱动电压Ugs (—般不超过20伏)时段，见图1 (C)中的 t至t2、 T3至t4、 ts至t6时段，使电力电子开关强电受控，于是有ids表示电 力电子开关是导通(0N)的，而在没有驱动电压Ugs (无控制讯号)的时段， 见图l (C)中的时段t、 L至t3、"至t5、 "U以后等，常开的电力电子是断路 (OFF)的。电力电子开关的S极允许接地(零电位)称为共地控制，这时驱动电压Ugs 的联接比较简单，可以用并联的方法联接。但是，对于非共地的电力电子开关， 例如桥式或半桥式的上开关管，又例如BUCK、 CUK拓扑中S极不共地的电力电 子开关的驱动就十分麻烦了。为了解决非共地的电力电子开关驱动问题，促进 电力电子技术的发展，大致有三种类型变压器隔离方式、光耦隔离方式、悬 浮电容泵隔离方式，见图2所示。图2所示的典型驱动方式中，成本最低，最广泛应用的是(a)变压器TR隔离驱动拓扑。特别适应高频率小功率驱动方式；如果需扩大驱动电流，往往 习惯用NPN-PNP互补射随图腾柱方式，见图3所示。图3中非共地悬浮电源V。n (—般为12伏至18V)，驱动电流流过限流电阻 Rg，消耗了驱动功率，称为驱动功耗电量APg，用下式表达△ Pg=Ci*U2gs'f上式中显然可见驱动损耗电量APg，正比于频率f，正比于输入电容Ci， 尤其是还正比于驱动电压Ugs的平方。如何减小驱动损耗电量APg 选择Ci小 的电力电子开关管，可能导致开关管饱和导通电阻Rds (0N)较高，导通损耗 也加大；减小频率可能导致电感磁芯加大加重；最有效积极的方法应关注降低 驱动电压Ugs。，由图4看出，驱动电压Ugs取决于电源V。n，在电力电子开关饱 和导通允许前提下，选用尽量低的电源V。n是有积极意义的。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种，既可解 决非共地电力电子开关的隔离式高频驱动方法，又区别于传统硬开关互补射随 图腾柱驱动方法的缺点。本专利技术采用的技术方案为把传统的硬开关驱动改进为谐振软开关驱动， 可用低于Ugs的动态电源V。n电容泵供电驱动电压Ugs。在非驱动时段，驱动电 压Ugs为-V。ff负偏压，能够有效克服Ci的"米勒效应"，降解半桥或全桥直通 的危害；驱动时段的电源V。。电容泵，以及非驱动时段负偏压-V。t,电容泵，均是 由隔离变压器次级绕组供电，即变压器既传递驱动频率f，也传递两个动态电容泵电源+V。n和-Voff。附图说明图1是弱电G极控制强电D极和S极通断的电力电子开关示意图。图2是非共地的电力电子开关隔离驱动的典型拓扑示意图。图3为传统硬开关互补射随圈腾柱驱动拓扑示意图。图4为自带动态电源的谐振驱动模块拓扑示意图。图5为示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的技术方案作进一步详细说明。从图3可见，当输入高电平时，L(NPN型晶体管)从悬浮电源V。n取得集电 极电流Ic，从射极输出Ie，经限流电阻Rg，向电容性负载Ci供电，这是驱动 电力电子开关V。的驱动电压Ugs。而当输入低电平时，Vs2(PNP型晶体管)导通将 电容性负载Ci贮存电荷经电阻Rg限流，经V^(PNP型晶体管)管导通放电。于 是，电源V。n的驱动功耗全部消耗在电阻Rg发热。另外，NPN型晶体管和PNP 型晶体管均为硬开关，还存在直通危险，可能导致电源V。。短路的危害。实现驱 动电压Ugs波形看到毛刺和拖尾，其中毛刺是硬开关寄生振荡干扰，而拖尾可 能导致电子开关HVT硬开关损耗发热，影响效率。从图4可见，输入电流iw只流过隔离磁芯B的原方绕组Ni，经副方绕组N2 变压后，由晶体管Vsw和晶体管Vs。2的E-B端与电容d、 G形成整流，并由二极 管Du和Dz2并联稳压得到动态电容泵电源V。n和V。ff，当输入电流"输入高电平 时晶体管V训(PNP)使晶体管L (NPN)导通，把动态电容泵电源V。n经二极管 D,—电感Lr一电容Ci驱动电压Ugs使电力电子开关V。饱和导通，并由齐纳二极 管DZu保护栅极G不致于过激励而损坏，由于二极管D,的存在，驱动电压Ugs得以在电容Ci维持，得到平顶且干净的波形。由于电感Lr一电容Ci谐振作用， 在保证足够使电力电子管V。饱和导通的前提下，动态电源V。w小于电压驱动电压 Ugs，这是谐振驱动的驱动功率损耗较小，效率较高的关键之一。且由于晶体管 Vs^B Vs2均为软开关，又由于二极管DV,、 DV2、 D,和D2的开关延时造成的死区 时延，避免了晶体管VSi和VS2直通的危害。解决了图3硬开关驱动损耗较大， 又有直通危险等问题。图4还有一个优点是当输入电流L低电平时，G极贮存电荷迅速由电容Ci 一电感lr一晶体管Vs2— (-V。ff)使驱动电压Ugs得到负5伏左右的负偏置，对 于克制电力电子管V。的"米勒效应"，消除半桥或全桥电路直通危害具有关键作 用。在图5中，是"输入高频电流i/M乍控制源，电动驱动方式的抗干扰能力， 优于"输入高频电压Ui/，的电压驱动方式。实用上，以每一个电力电子开关V。 为主，按图4制造成模块，则L流过每个隔离磁环B的原方绕组N,，可以用一 条高频闭环馈线实现，其抗干扰能力很强，结合模块的自带负偏压驱动，有较 高的可靠性，由于是软开关谐振驱动，损耗小，效率较高，性价比较优，有较 强的竟争能力。权利要求1、一种，其特征是，将传统的硬开关驱动改进为谐振软开关驱动，可用低于Ugs的动态电源Von电容泵供电驱动电压Ugs，在非驱动时段，驱动电压Ugs为-Voff负偏压；在驱动时段的电源Von电容泵，以及非驱动时段负偏压-Voff电容泵，均是由隔离变压器次级绕组供电，即变压器既传递驱动频率f，也传递两个动态电容泵电源+Von和-Voff。全文摘要本专利技术提供一种，采用的技术方案为把传统的硬开关驱动改进为谐振软开关驱动，可用低于Ugs的动态电源+V<sub>on</sub>电容泵供电驱动电压Ugs，在非驱动时段，栅极电压Ugs为-V<sub>off</sub>负偏压，能够有效克服Ci的“米勒效应”，降解半桥或全桥直通的危害；驱动时段的电源V<sub>on</sub>电容泵，以及非驱动时段负偏压-V<sub>off</sub>电容泵，均是由隔离变压器次级绕组供电，即变压器既传递驱动频率f，也传递两个动态电容泵电源+V<sub>on</sub>和-V<sub>off</sub>。其优点为抗干扰能力很强，结合模块的自带负偏压驱动，有较高的可靠性，损耗小，效率较高，性价比较优。文档编号H02M1/08GK101325363SQ20081007364公开日2008年12月17日 申请日期2008年6月26日 优先权日2008年6月26日专利技术者王希天, 申莉萌 申请人:申莉萌本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种自带动态电源的谐振驱动模块控制方法，其特征是，将传统的硬开关驱动改进为谐振软开关驱动，可用低于Ｕｇｓ的动态电源Ｖ↓［ｏｎ］电容泵供电驱动电压Ｕｇｓ，在非驱动时段，驱动电压Ｕｇｓ为－Ｖ↓［ｏｆｆ］负偏压；在驱动时段的电源Ｖ↓［ｏｎ］电容泵，以及非驱动时段负偏压－Ｖ↓［ｏｆｆ］电容泵，均是由隔离变压器次级绕组供电，即变压器既传递驱动频率ｆ，也传递两个动态电容泵电源＋Ｖ↓［ｏｎ］和－Ｖ↓［ｏｆｆ］。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：申莉萌，王希天，
申请(专利权)人：申莉萌，
类型：发明
国别省市：45[中国|广西]
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