[发明专利]一种无线充电系统的驱动电路构建方法及系统

说明书

本发明公开了一种无线充电系统的驱动电路构建方法及系统。所述方法，包括：计算桥臂串扰分析拓扑中的一个SiC MOSFET关断时，与该SiCMOSFET互补的另一个SiC MOSFET的负向桥臂串扰电压；桥臂串扰分析拓扑包括依次连接的直流电源、高频逆变器、原边补偿电容、松耦合变压器、副边补偿电容、整流器和负载；高频逆变器包括四个SiC MOSFET结构；将一个SiC MOSFET关断时，与该SiC MOSFET互补的另一个SiC MOSFET的正向桥臂串扰电压置为零，根据负向桥臂串扰电压构建无线充电系统的驱动电路。本发明能降低电路的复杂度，提高驱动供电的可靠性。

技术领域

本发明涉及无线充电领域，特别是涉及一种无线充电系统的驱动电路构建方法及系统。

背景技术

无线充电技术实现了电源与负载的电气隔离，可解决裸露导体造成的用电安全问题，在植入式医疗设备、电动汽车无线充电等领域得到广泛的应用。SiC器件具有低阻、高速、耐高温的优势，利用SiC MOSFET研制的无线充电装置可望具有高效率、高功率密度和更加优异的整机性能。当SiC MOSFET快速开通与关断时，由于其高速开关特性会导致互补管漏源电压的高dv/dt，高dv/dt将引起互补管SiC MOSFET的驱动电压畸变，这种现象称为桥臂串扰。桥臂串扰会降低器件的可靠性、增加开关损耗，在Si基变换器已经得到了关注，由于SiC器件的开关速度更快，导致串扰问题比Si器件要更加明显。因此，为了在无线充电系统中更加高效、可靠的利用SiC器件，需要研究SiC MOSFET的桥臂串扰特性，桥臂串扰的类型判断和幅值计算成为研究的重点。

目前，已有文献对桥臂串扰进行研究，有论文指出在串联谐振逆变器中，上管开通不仅导致栅极出现正向串扰，而且上管关断时也会在下管出现负向串扰，并且该文未提及串扰电压幅值的计算，基于该研究结果，在设计无线充电系统的驱动电路时，会考虑正向串扰和负向串扰，因此，无线充电系统的SiC MOSFET的驱动电路由双电源供电，一个电源用于消除正向串扰，一个电源用于消除负向串扰。还有论文通过对基于SiC MOSFET的电机驱动器的桥臂串扰进行分析，指出此时的桥臂串扰与相电流的方向有关，当相电流为负时会存在桥臂串扰导致的误导通问题，当相电流为正时不会产生误导通问题，但由于特殊的控制方式，无线充电系统不存在正向桥臂串扰而只存在负向桥臂串扰，特殊的控制方式也是为了消除正向串扰，无线充电系统的SiC MOSFET的驱动电路也由双电源供电。而无论无线充电系统的SiC MOSFET的驱动电路是由双电源供电，还是设计其他的结构同时消除正向串扰和负向串扰，电路结构都较为复杂，而且还影响驱动供电的可靠性。

发明内容

基于此，本发明实施例提供一种无线充电系统的驱动电路构建方法及系统，以降低电路的复杂度，提高驱动供电的可靠性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种无线充电系统的驱动电路构建方法，包括：

计算桥臂串扰分析拓扑中的一个SiC MOSFET关断时，与该SiC MOSFET互补的另一个SiC MOSFET的负向桥臂串扰电压；

所述桥臂串扰分析拓扑包括依次连接的直流电源、高频逆变器、原边补偿电容、松耦合变压器、副边补偿电容、整流器和负载；所述高频逆变器包括四个SiC MOSFET结构，其中两个所述SiC MOSFET结构串联构成左半桥对桥臂，另外两个所述SiC MOSFET结构串联构成右半桥对桥臂；各所述SiC MOSFET结构均包括一个SiC MOSFET；所述左半桥对桥臂中的两个SiC MOSFET互补，所述右半桥对桥臂中的两个SiC MOSFET互补；

将一个SiC MOSFET关断时，与该SiC MOSFET互补的另一个SiC MOSFET的正向桥臂串扰电压置为零，根据所述负向桥臂串扰电压构建无线充电系统的驱动电路。

可选的，所述计算桥臂串扰分析拓扑中的一个SiC MOSFET关断时，与该SiCMOSFET互补的另一个SiC MOSFET的负向桥臂串扰电压，具体包括：