[发明专利]一种负载适应的电流尖峰限制型功率管开通方法

权利要求书

1.一种负载适应的电流尖峰限制型功率管开通方法，其特征在于：功率管的驱动电路主要由正电源V_cc，驱动信号源u_PWM，开关管Q₁和Q₂，驱动电阻R_g1、R_g2、R_g3，限流电阻R_c，二极管D₁、D₂和稳压二极管VD₁以及可控电流源CCCS构成；驱动脉冲源u_PWM接驱动电阻R_g1的左端，R_g1的右端接开关管Q₁的栅极，Q₁的漏极与驱动电阻R_g2的左端及限流电阻R_c的下端相连，电阻R_c的上端接正电源V_cc，驱动电阻R_g2的右端与开关管Q₂的栅极相连，Q₂的漏极与二极管D₁的阴极、D₂的阳极、稳压二极管VD₁的阴极及驱动电阻R_g3的左端相连接，D₁的阳极接可控电流源CCCS的输出端，CCCS的控制端接电流环给定信号i_ref，二极管D₂的阴极接V_cc，驱动电阻R_g3的右端接被驱动的功率管Q的栅极，开关管Q₁、Q₂的源极和稳压二极管VD₁的阳极均接地；可控电流源对功率管的结电容进行充电以开通功率管，而可控电流源的输出电流大小受变换器负载电流大小的控制，从而实现负载适应的功率管开通速度实时控制；功率管的驱动开通电流大小随负载减小而增大以加快小于额定负载下功率管的开通速度，降低功率管在小于额定负载条件下的开通损耗，提高变换器的工作效率；在开通速度实时调节的过程中，流过功率管电流尖峰要限制在额定负载条件下流过的尖峰值以确保功率管的安全可靠工作；所述可控电流源输出的功率管开通电流随其控制信号线性变化。

2.根据权利要求 1所述的一种负载适应的电流尖峰限制型功率管开通方法，其特征在于：所述的功率管是全控型功率开关器件或半控型功率开关器件，包括功率MOSFET，IGBT，GTO，晶闸管。

3.根据权利要求 1所述的一种负载适应的电流尖峰限制型功率管开通方法，其特征在于：所述的驱动电路工作原理为：当驱动信号源u_PWM由低电平变为高电平时，开关管Q₁迅速导通，开关管Q₂则迅速关断，可控电流源CCCS的输出电流i_on给功率管Q的结电容C_gs充电以开通Q；当功率管Q的栅源极电压u_gs大于正电源V_cc时，二极管D₂导通，V_cc将电压u_gs箝位在V_cc，同时稳压二极管VD₁对其进行稳压保护；因此，从中可得知i_on越大，u_gs上升的越快，反之越慢，这样i_on的大小决定了功率管Q的开通速度；当驱动信号源u_PWM由高电平变低电平时，开关管Q₁迅速关断，开关管Q₂则迅速导通，结电容C_gs通过R_g3和Q₂放电以关断功率管Q。

4.根据权利要求 1所述的一种负载适应的电流尖峰限制型功率管开通方法，其特征在于：可控电流源为电流控制电流源(CCCS)，指令电流为随负载电流I_o变化的电流环给定信号i_ref，i_ref经过一个调节器G产生一个开通调节电压u_r，调节电压u_r经过一个电压控制电流源产生开通驱动电流i_on去开通功率管Q；因为i_on决定了Q的开通速度，而i_on又由i_ref调节，这样功率管Q的开通速度随负载变化得以实时控制。

5.根据权利要求 1所述的一种负载适应的电流尖峰限制型功率管开通方法，其特征在于：驱动电流i_on的大小随负载减小而增大，但其带来的电流尖峰应小于额定负载下电流的尖峰值。