一种有源谐振驱动电路及控制方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116015024A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202211541468.2(22)申请日2022.12.02(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人彭晗岳乔治(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201专利代理师胡佳蕾(51)Int.Cl.H02M1/08(2006.01)H02M1/088(2006.01)H02M7/5395(2006.01)H02M7/5387(2007.01)权利要求书2页说明书9页附图7页(54)发明名称一种有源谐振驱动电路及控制方法(57)摘要本发明公开了一种有源谐振驱动电路及控制方法，属于电力电子技术领域。有源谐振驱动电路包括：驱动电流有源控制电路，全桥谐振驱动电路以及被驱动功率器件；其中，驱动电流有源控制电路包括动驱动控制器、第一数模转换器、第二数模转换器、第一比较器、第二比较器、第一逻辑与门以及第二逻辑与门；全桥谐振驱动电路包括一个直流电压源，四个开关管，四个驱动器，一个谐振电感以及一个采样电阻。通过设计，使得采样电阻两端的采样电压始终跟随第一数模转换器或第二数模转换器的输出电压变化，从而实现对驱动电流的控制。相比于常规有源驱动方案，大大简化了有源驱动电路的架构，能够简单而快速地调节被驱动功率器件的开关暂态过程。CN116015024ACN116015024A权利要求书1/2页1.一种有源谐振驱动电路，其特征在于，包括：驱动电流有源控制电路，全桥谐振驱动电路以及被驱动功率器件T1；所述驱动电流有源控制电路包括动驱动控制器、第一数模转换器DAC1、第二数模转换器DAC2、第一比较器U1、第二比较器U2、第一逻辑与门AND1以及第二逻辑与门AND2；所述驱动控制器包括1个输入端IN以及6个输出端D1、D2、D3、D4、V1、V2；输入端IN与输入信号PWM相连接；输出端D1与第一逻辑与门AND1的输入端1相连接；输出端D2与第二逻辑与门AND2的输入端1相连接；输出端V1与第一数模转换器DAC1的输入端相连接；输出端V2与第二数模转换器DAC2的输入端相连接；第一数模转换器DAC1的输出端与第一比较器U1的同相输入端相连接，第一比较器U1的反相输入端与采样电阻Rsen的一端相连接，第一比较器U1的输出端与第一逻辑与门AND1的输入端2相连接；第二数模转换器DAC2的输出端与第二比较器U2的反相输入端相连接，第二比较器U2的同相输入端与采样电阻Rsen的一端相连接，第二比较器U2的输出端与第二逻辑与门AND2的输入端2相连接；所述全桥谐振驱动电路包括一个直流电压源，四个开关管S1、S2、S3、S4，四个驱动器Driver1、Driver2、Driver3、Driver4，一个谐振电感Lr以及一个采样电阻Rsen；开关管S1与开关管S2组成谐振桥臂，开关管S3与开关管S4组成钳位桥臂；开关管S1与开关管S2的连接点记为谐振桥臂中点M；开关管S3与开关管S4的连接点记为钳位桥臂中点N；谐振电感Lr连接在谐振桥臂中点M与钳位桥臂中点N之间；钳位桥臂中点N与被驱动功率器件T1相连接；采样电阻Rsen的另一端与直流电源参考地GND相连接；四个驱动器Driver1、Driver2、Driver3、Driver4的输入端分别与第一逻辑与门AND1的输出端A1、第二逻辑与门AND2的输出端A2、驱动控制器的输出端D3、驱动控制器的输出端D4相连接；四个驱动器Driver1、Driver2、Driver3、Driver4的输出端分别与四个开关管S1、S2、S3、S4的栅极相连接。2.根据权利要求1所述的有源谐振驱动电路，其特征在于，所述被驱动功率器件T1采用IGBT；所述被驱动功率器件T1的辅助发射级KE与第一比较器U1的反相输入端、第二比较器U2的同相输入端、采样电阻Rsen的一端相连接；所述被驱动功率器件T1的门极G与钳位桥臂中点N相连接。3.根据权利要求1所述的有源谐振驱动电路，其特征在于，所述被驱动功率器件T1采用SiMOSFET、SiCMOSFET或GaNHEMT；所述被驱动功率器件T1的源极与第一比较器U1的反相输入端、第二比较器U2的同相输入端、采样电阻Rsen的一端相连接；所述被驱动功率器件T1的栅极与钳位桥臂中点N相连接。4.根据权利要求1所述的有源谐振驱动电路，其特征在于，所述驱动控制器使用FPGA或CPLD实现。5.根据权利要求1所述的有源谐振驱动电路，其特征在于，所述第一比较器U1、第二比较器U2均采用滞环比较器。6.根据权利要求1所述的有源谐振驱动电路，其特征在于，四个开关管S1、S2、S3、S4均采用MOSFET或GaNHEMT。7.一种基于权利