[发明专利]一种占空比可调节的一体化谐振驱动电路及控制方法

说明书

本发明公开了一种占空比可调节的一体化谐振驱动电路及控制方法，属于电力电子领域。电路包括全桥控制电路、高频隔离变压器T_r、占空比控制电路以及被驱动功率管Q，被驱动功率管Q输入电容C_gs与谐振电感L_r1或L_r2发生谐振；全桥控制电路的开关管S₁～S₄的驱动信号由输入PWM信号经过逻辑运算得到，被驱动功率管Q的驱动电压v_{gs_Q}的占空比能够跟随输入PWM信号的占空比改变而改变。本发明利用隔离变压器的漏感与被驱动开关管的输入电容谐振，循环利用输入电容中储存的能量，降低开关损耗和所需的驱动功率，同时无需添加外部谐振电感，有助于减小驱动的体积。

技术领域

本发明属于电力电子领域，更具体地，涉及一种占空比可调节的一体化谐振驱动电路及控制方法。

背景技术

近年来，随着电力电子技术理论和半导体制造工艺水平的快速发展，高频化、高功率密度成为电力电子装置的发展方向。开关频率提高可以减小电容、电感等无源器件的尺寸，从而减小装置体积、提升功率密度。然而，驱动的开关损耗和栅极驱动损耗随着开关频率的提高成比例的增加，也就需要更大的驱动电源模块，直接导致了驱动电路功率密度的降低，成为限制系统功率密度的重要原因。现有的一体化谐振驱动电路虽然能够将功率器件输入电容的能量循环利用以降低驱动损耗，但是受隔离变压器的限制，其输出电压占空比只能为固定值50％。当输出电压占空比改变时，由于变压器所加正负电压时长的不对称，势必会导致变压器的磁通向一个方向积累而饱和，从而影响驱动的正常工作。这就大大限制了隔离谐振驱动电路的使用场合。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种占空比可调节的一体化谐振驱动电路，输出驱动电压的占空比能够跟随输入PWM开关信号的占空比改变，旨在解决现有谐振驱动电路占空比固定导致应用场合受限的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种占空比可调节的一体化谐振驱动电路，包括全桥控制电路、高频隔离变压器T_r、占空比控制电路以及被驱动功率管Q。

所述全桥控制电路包括一个直流电压源V_C、两条桥臂与四个开关管，第一开关管S₁与第二开关管S₂分别位于第一桥臂的高侧与低侧，第三开关管S₃与第四开关管S₄分别位于第二桥臂的高侧与低侧；第一开关管S₁和第三开关管S₃的漏极与直流电压源V_C的正极相连接，第一开关管S₁的源极与第二开关管S₂的漏极相连接，连接点记为第一桥臂中点A；和第三开关管S₃源极与第四开关管S₄的漏极相连接，连接点记为第二桥臂中点B；第二开关管S₂与第四开关管S₄的源极与直流电压源V_C的负极相连接；输入的PWM信号经过逻辑运算处理为全桥控制电路的四个开关管S₁～S₄的驱动信号。