功率開關管的驅動方法和裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種功率開關管的驅動方法和裝置。該裝置包括：輸入單元、驅動單元、變壓器、功率開關管。輸入單元與驅動單元相連接，用于輸入一組驅動信號，該組驅動信號包括第一驅動信號、第二驅動信號、第三驅動信號、第四驅動信號，第一驅動信號和第二驅動信號為互補信號，并且存在死區，用于實現零電壓開關；第三驅動信號和第四驅動信號為互補信號，并且存在死區，用于實現零電壓開關；第一驅動信號和第三驅動信號的相位差為180度；第二驅動信號和第四驅動信號的相位差為180度；驅動單元用于為變壓器的勵磁繞組加電；變壓器用于為功率開關管提供驅動電壓信號。本發明專利技術實施例實現了功率開關管的低損耗驅動。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電源領域，尤其涉及一種功率開關管的驅動方法和裝置。
技術介紹
隨著電子技術的發展，功率轉換頻率越來越高，對于用功率開關管進行電路開關的場合，用驅動芯片直接驅動功率開關管的方式使得驅動芯片的損耗非常大。在現有技術下，驅動芯片可以使用矩形波驅動功率開關管，圖1(a)為現有技術先驅動芯片驅動功率開關管的示意圖，驅動芯片的輸出端與功率開關管的柵極相連接，圖1(b)為驅動芯片為該功率開關管輸入的驅動信號的波形圖，其缺點為驅動芯片損耗大，可靠性低，不利于功率轉換頻率的提高
技術實現思路
本專利技術實施例提供了一種功率開關管的驅動方法和裝置，以解決現有技術中沖擊電流大、驅動芯片損耗大、可靠性差的問題，實現了功率開關管的低損耗驅動，并且提高了可靠性。第一方面，本專利技術實施例提供了一種功率開關管的驅動裝置，所述裝置包括所述輸入單元，與所述驅動單元相連接，用于為所述驅動單元輸入一組驅動信號，所述一組驅動信號包括第一驅動信號、第二驅動信號、第三驅動信號、第四驅動信號，所述第一驅動信號和所述第二驅動信號為互補信號，并且所述第一驅動信號和所述第二驅動信號之間存在死區，用以所述第一驅動信號驅動的第一場效應管和所述第二驅動信號驅動的第二場效應管實現零電壓開關；所述第三驅動信號和所述第四驅動信號為互補信號，并且所述第三驅動信號和所述第四驅動信號之間存在死區，用以所述第三驅動信號驅動的第三場效應管和所述第四驅動信號驅動的第四場效應管實現零電壓開關；所述第一驅動信號和所述第三驅動信號的相位差為180度，用以所述第一場效應管和所述第三場效應管交替導通；所述第二驅動信號和所述第四驅動信號的相位差為180度，用以所述第二場效應管的狀態和所述第四場效應管交替導通；所述驅動單元，包括所述第一場效應管、所述第二場效應管、所述第三場效應管、所述第四場效應管，用于根據所述輸入單元輸入的所述一組驅動信號，為所述變壓器的勵磁繞組加電；所述變壓器，具有指定的磁化電感，用以存儲能量，根據所述存儲的能量，通過所述變壓器的所述勵磁繞組為所述功率開關管的控制端輸入驅動電壓信號，或者通過所述變壓器的輸出繞組對所述勵磁繞組感應的感應電壓為功率開關管的控制端輸入驅動電壓信號；所述功率開關管，與所述變壓器相連接，包括寄生電容，所述寄生電容與所述變壓器組成諧振電路，用以控制所述功率開關管的所述驅動電壓信號具有緩慢的邊沿速率。第二方面，本專利技術實施例提供了一種功率開關管的驅動裝置，所述裝置包括所述輸入單元，與所述驅動單元相連接，用于為所述驅動單元輸入一組驅動信號；所述驅動單元，包括多個場效應管，用于根據所述輸入單元輸入的所述一組驅動信號，控制所述多個場效應管的狀態，為所述變壓器的勵磁繞組加電；所述變壓器，與所述驅動單元和所述整流單元相連接，具有指定的磁化電感，用以存儲能量，根據所述存儲的能量通過所述變壓器的所述勵磁繞組為功率開關管的控制端輸入驅動電壓信號，或者將所述變壓器的輸出繞組對所述勵磁繞組感應的感應電壓經過所述整流單元為功率開關管的控制端輸入驅動電壓信號，用以所述多個場效應管實現零電壓開關；所述整流單元，包括至少一個整流器，所述整流器包括整流開關及所述整流開關的控制電路，用于對所述變壓器的輸出繞組對所述勵磁繞組感應的感應電壓進行整流處理，得到驅動電壓信號；所述功率開關管，與所述變壓器相連接，包括寄生電容，所述寄生電容與所述變壓器組成諧振電路，用以控制所述功率開關管的所述驅動電壓信號具有緩慢的邊沿速率。第三方面，本專利技術實施例提供了一種功率開關管的驅動方法，所述方法包括根據輸入的一組驅動信號，為變壓器的勵磁繞組加電，用以所述變壓器存儲能量；通過所述變壓器的所述勵磁繞組為功率開關管的控制端輸入驅動電壓信號，或者通過所述變壓器的輸出繞組對所述勵磁繞組感應的感應電壓為功率開關管的控制端輸入驅動電壓信號，用以所述變壓器周期性地存儲和釋放能量，并且根據所述變壓器能量的變化以及所述一組驅動信號的變化使得所述驅動信號驅動的場效應管實現零電壓開關。 因此，本專利技術實施例提供的方法和裝置，根據輸入的一組驅動信號，為變壓器的勵磁繞組加電；通過所述變壓器的所述勵磁繞組為功率開關管的控制端輸入驅動電壓信號，或者通過所述變壓器的輸出繞組對所述勵磁繞組感應的感應電壓為功率開關管的控制端輸入驅動電壓信號。通過應用本專利技術實施例提供的方法和裝置，可以實現功率開關管的低損耗驅動，并且提高了可靠性。附圖說明圖I為現有技術下驅動芯片驅動功率開關管的示意圖及驅動信號的波形2為本專利技術實施例提供的一種功率開關管的驅動裝置示意圖；圖3為本專利技術實施例提供的一種功率開關管的驅動裝置的典型應用示意圖；圖4為本專利技術實施提提供的一種功率開關管的驅動裝置中各個場效應管的驅動信號的時序圖；圖5為本專利技術實施例提供的一種功率開關管的驅動裝置中基于圖3所示的驅動信號而為各個功率開關管提供的驅動電壓信號的時序圖；圖6為本專利技術實施例提供的另一種功率開關管的驅動裝置示意圖；圖7為本專利技術實施例提供的又一功率開關管的驅動裝置的典型應用示意圖；圖8為本專利技術實施例提供的一種功率開關管的驅動裝置中基于圖3所示的驅動信號而為各個功率開關管提供的驅動電壓信號的時序圖；圖9為本專利技術實施例提供的一種功率開關管的驅動裝置中對輸出繞組的輸出進行整理處理的自驅整流裝置示意圖；圖10為本專利技術實施例提供的一種功率開關管的驅動裝置中對輸出繞組的輸出進行整流處理的它驅整流裝置示意圖；圖11為本專利技術實施例提供的一種功率開關管的驅動方法的流程圖。具體實施例方式為使本專利技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。本專利技術公開了一種功率開關管的驅動方法和裝置，根據輸入的一組驅動信號，為變壓器的勵磁繞組加電；通過所述變壓器的所述勵磁繞組為功率開關管的控制端輸入驅動電壓信號，或者通過所述變壓器的輸出繞組對所述勵磁繞組感應的感應電壓為功率開關管的控制端輸入驅動電壓信號。由此解決了驅動電壓信號沖擊電流大的問題，實現了功率開關管的低損耗驅動。圖2為本專利技術實施例提供的一種功率開關管的驅動裝置示意圖。如圖2所示，本實施例包括輸入單元201、驅動單元202、變壓器203、功率開關管204。 輸入單元201與驅動單元202相連接，可以為驅動單元202輸入一組驅動信號。具體地,這一組驅動信號可包括第一驅動信號、第二驅動信號、第三驅動信號、第四驅動信號。其中，第一驅動信號和第二驅動信號為互補信號，并且第一驅動信號和第二驅動信號之間存在死區，即第一驅動信號和第二驅動信號存在同時為低電平的時間，由此可以保證在第一驅動信號或第二驅動信號從低電平變為高電平時，第一驅動信號控制的第一場效應管或第二驅動信號控制的第二場效應管實現零電壓開關，大幅度地降低驅動損耗；第三驅動信號和第四驅動信號為互補信號，并且第三驅動信號和第四驅動信號之間存在死區，即第三驅動信號和第四驅動信號存在同時為低電平的時間，由此可以保證在第三驅動信號或第四驅動信號從低電平變為高電平時，第三驅動本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種功率開關管的驅動裝置，其特征在于，所述裝置包括：輸入單元、驅動單元、變壓器、功率開關管；所述輸入單元，與所述驅動單元相連接，用于為所述驅動單元輸入一組驅動信號，所述一組驅動信號包括第一驅動信號、第二驅動信號、第三驅動信號、第四驅動信號，所述第一驅動信號和所述第二驅動信號為互補信號，并且所述第一驅動信號和所述第二驅動信號之間存在死區，用以所述第一驅動信號驅動的第一場效應管和所述第二驅動信號驅動的第二場效應管實現零電壓開關；所述第三驅動信號和所述第四驅動信號為互補信號，并且所述第三驅動信號和所述第四驅動信號之間存在死區，用以所述第三驅動信號驅動的第三場效應管和所述第四驅動信號驅動的第四場效應管實現零電壓開關；所述第一驅動信號和所述第三驅動信號的相位差為180度，用以所述第一場效應管和所述第三場效應管交替導通；所述第二驅動信號和所述第四驅動信號的相位差為180度，用以所述第二場效應管的狀態和所述第四場效應管交替導通；所述驅動單元，包括所述第一場效應管、所述第二場效應管、所述第三場效應管、所述第四場效應管，用于根據所述輸入單元輸入的所述一組驅動信號，為所述變壓器的勵磁繞組加電；所述變壓器，具有指定的磁化電感，用以存儲能量，根據所述存儲的能量，通過所述變壓器的所述勵磁繞組為所述功率開關管的控制端輸入驅動電壓信號，或者通過所述變壓器的輸出繞組對所述勵磁繞組感應的感應電壓為功率開關管的控制端輸入驅動電壓信號；所述功率開關管，通過所述控制端與所述變壓器相連接，包括寄生電容，所述寄生電容與所述變壓器組成諧振電路，用以控制所述功率開關管的所述驅動電壓信號具有緩慢的邊沿速率。...

【技術特征摘要】
1.一種功率開關管的驅動裝置，其特征在于，所述裝置包括輸入單元、驅動單元、變壓器、功率開關管； 所述輸入單元，與所述驅動單元相連接，用于為所述驅動單元輸入一組驅動信號，所述一組驅動信號包括第一驅動信號、第二驅動信號、第三驅動信號、第四驅動信號，所述第一驅動信號和所述第二驅動信號為互補信號，并且所述第一驅動信號和所述第二驅動信號之間存在死區，用以所述第一驅動信號驅動的第一場效應管和所述第二驅動信號驅動的第二場效應管實現零電壓開關；所述第三驅動信號和所述第四驅動信號為互補信號，并且所述第三驅動信號和所述第四驅動信號之間存在死區，用以所述第三驅動信號驅動的第三場效應管和所述第四驅動信號驅動的第四場效應管實現零電壓開關；所述第一驅動信號和所述第三驅動信號的相位差為180度，用以所述第一場效應管和所述第三場效應管交替導通；所述第二驅動信號和所述第四驅動信號的相位差為180度，用以所述第二場效應管的狀態和所述第四場效應管交替導通； 所述驅動單元，包括所述第一場效應管、所述第二場效應管、所述第三場效應管、所述第四場效應管，用于根據所述輸入單元輸入的所述一組驅動信號，為所述變壓器的勵磁繞組加電； 所述變壓器，具有指定的磁化電感，用以存儲能量，根據所述存儲的能量，通過所述變壓器的所述勵磁繞組為所述功率開關管的控制端輸入驅動電壓信號，或者通過所述變壓器的輸出繞組對所述勵磁繞組感應的感應電壓為功率開關管的控制端輸入驅動電壓信號； 所述功率開關管，通過所述控制端與所述變壓器相連接，包括寄生電容，所述寄生電容與所述變壓器組成諧振電路，用以控制所述功率開關管的所述驅動電壓信號具有緩慢的邊沿速率。2.根據權利要求I所述的功率開關管的驅動裝置，其特征在于，所述第一場效應管的漏極與所述直流電源的正極相連接，所述第一場效應管的源極與所述第二場效應管的漏極相連接，所述第一場效應管的柵極與所述輸入單元相連接，用于接收所述輸入單元輸出的所述第一驅動信號； 所述第二場效應管的源極接地，所述第二場效應管的柵極與所述輸入單元相連接，用于接收所述輸入單元輸出的所述第二驅動信號； 所述第三場效應管的漏極與所述直流電源的正極相連接，所述第三場效應管的源極與所述第四場效應管的漏極、所述變壓器的勵磁繞組的一端相連接；所述第三場效應管的柵極與所述輸入單元相連接，用于接收所述輸入單元輸出的所述第三驅動信號； 所述第四場效應管的源極接地，所述第四場效應管的柵極與所述輸入單元相連接，用于接收所述輸入單元輸出的所述第四驅動信號。3.根據權利要求2所述的功率開關管的驅動裝置，其特征在于，所述驅動單元還包括第一電容；所述第一電容的一端與所述第一場效應管的源極、所述第二場效應管的漏極相連接，所述第一電容的另一端與所述變壓器的勵磁繞組的另一端相連接。4.根據權利要求2所述的功率開關管的驅動裝置，其特征在于，所述驅動單元具體用于，所述第一驅動信號、所述第二驅動信號、所述第三驅動信號、所述第四驅動信號按照預設頻率發生變化時，根據所述變壓器的勵磁繞組與所述驅動單元的連接關系，為所述變壓器的勵磁繞組加電。5.根據權利要求I所述的功率開關管的驅動裝置，其特征在于，所述變壓器具體用于所述功率開關管的控制端與所述變壓器的勵磁繞組的一端相連接時，所述變壓器的勵磁繞組的一端的端電壓為所述功率開關管的控制端提供驅動電壓信號； 所述功率開關管的控制端與所述變壓器的輸出繞組相連接時，所述變壓器的輸出繞組對所述勵磁繞組感應的感應電壓為所述功率開關管的控制端提供驅動電壓信號。6.根據權利要求I所述的功率開關管的驅動裝置，其特征在于，所述裝置還包括第二電容，所述第二電容接在所述諧振電路中，用以調節所述諧振電路的諧振頻率。7.—種功率開關管的驅動裝置，其特征在于，所述裝置包括輸入單元、驅動單元、變壓器、整流單元、功率開關管； 所述輸入單元，與所述驅動單元相連接，用于為所述驅動單元輸入一組驅動信號； 所述驅動單元，包括多個場效應管，用于根據所述輸入單元輸入的所述一組驅動信號，控制所述多個場效應管的狀態，為所述變壓器的勵磁繞組加電； 所述變壓器，與所述驅動單元和所述整流單元相連接，具有指定的磁化電感，用以存儲能量，根據所述存儲的能量通過所述變壓器的所述勵磁繞組為功率開關管的控制端輸入驅動電壓信號，或者將所述變壓器的輸出繞組對所述勵磁繞組感應的感應電壓經過所述整流單元為功率開關管的控制端輸入驅動電壓信號，用以所述多個場效應管實現零電壓開關； 所述整流單元，包括至少一個整流器，所述整流器包括整流開關及所述整流開關的控制電路，用于對所述變壓器的輸出繞組對所述勵磁繞組感應的感應電壓進行整流處理，得到驅動電壓信號； 所述功率開關管，與所述變壓器相連接，包括寄生電容，所述寄生電容與所述變壓器組成諧振電路，用以控制所述功率開關管的所述驅動電壓信號具有緩慢的邊沿速率。8.根據權利要求7所述的功率開關管的驅動裝置，其特征在于，所述驅動單元包括第一場效應管、第二場效應管、第三場效應管、第四場效應管、直流電源；所述一組驅動信號包括第一驅動信號、第二驅動信號、第三驅動信號、第四驅動信號； 所述第一場效應管的漏極與所述直流電源的正極相連接，所述第一場效應管的源極與所述第二場效應管的漏極相連接，所述第一場效應管的柵極與所述輸入單元相連接，用于接收所述輸入單元輸出的所述第一驅動信號； 所述第二場效應管的源極接地，所述第二場效應管的柵極與所述輸入單元相連接，用于接收所述輸入單元輸出的所述第二驅動信號； 所述第三場效應管的漏極與所述直流電源的正極相連接，所述第三場效應管的源極與所述第四場效應管的漏極、所述變壓器的勵磁繞組的一端相連接；所述第三場效應管的柵極與所述輸入單元相連接，用于接收所述輸入單元輸出的所述第三驅動信號； 所述第四場效應管的源極接地，所述第四場效應管的柵極與所述輸入單元相連接，用于接收所述輸入單元輸出的所述第四驅動信號。9.根據權利要求8所述的功率開關管的驅動裝置，其特征在于，所述第一驅動信號和所述第二驅動信號為互補信號，并且所述第一驅動信號和所述第二驅動信號之間存在死區，用以所述第一場效應管和所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉旭君，
申請(專利權)人：華為技術有限公司，
類型：發明
國別省市：