本實用新型屬于電力電子器件應用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可實現(xiàn)快速通斷的電子開關(guān)驅(qū)動器。

背景技術(shù)：

驅(qū)動電路是功率器件與數(shù)字控制系統(tǒng)之間的接口電路，其性能對主電路參數(shù)有重要影響。例如，驅(qū)動電路對MOSFET功率器件的上升沿有重要影響?，F(xiàn)有的電子開關(guān)驅(qū)動電路上升前沿相對較慢，而且需額外大功率開關(guān)電源。如何克服上述技術(shù)問題成為本領(lǐng)域技術(shù)人員努力的方向。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型目的是提供一種可實現(xiàn)快速通斷的電子開關(guān)驅(qū)動器，該可實現(xiàn)快速通斷的電子開關(guān)驅(qū)動器無需額外供電電源，既大大減少了電子開關(guān)驅(qū)動電路體積，又加速了電子開關(guān)上升前沿，電子開關(guān)驅(qū)動電路所需功率大幅減小，尤其適合陣列MOSFET電子開關(guān)。

為達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種可實現(xiàn)快速通斷的電子開關(guān)驅(qū)動器，包括：方波發(fā)生器、推挽電路、高壓MOS管、加速網(wǎng)絡(luò)單元、耦合變壓器和至少2個驅(qū)動支路，此驅(qū)動支路由依次串聯(lián)的驅(qū)動小信號單元、功率管單元和主電路取能單元組成；

所述方波發(fā)生器與推挽電路的輸入端連接，所述高壓MOS管的柵極連接到推挽電路的輸出端，所述高壓MOS管的源極和漏極位于接地和加速網(wǎng)絡(luò)單元之間，所述加速網(wǎng)絡(luò)單元與耦合變壓器的初級線圈連接；

所述耦合變壓器初級側(cè)和次級側(cè)分別具有一個初級線圈和至少4個次級線圈，此至少4個次級線圈進一步分為至少2個V_Tp次級線圈和至少2個V_Tn次級線圈，所述加速網(wǎng)絡(luò)單元與耦合變壓器的初級線圈串連連接，耦合變壓器的V_Tp次級線圈和V_Tn次級線圈均連接到對應驅(qū)動支路的驅(qū)動小信號單元上；

所述驅(qū)動小信號單元進一步包括濾波模塊、MOS管和位于濾波模塊、MOS管之間的第一二極管，此濾波模塊與VTn次級線圈連接，此MOS管的柵極和源極分別與VTp次級線圈的高電位輸出端和低電位輸出端連接，一穩(wěn)壓二極管與串聯(lián)的第一二極管、濾波模塊并聯(lián)；

所述主電路取能單元進一步包括存儲電容、第二二極管和2個串聯(lián)的限流電阻，所述存儲電容與驅(qū)動小信號單元的MOS管的漏極連接，所述第二二極管位于2個串聯(lián)的限流電阻的接點與MOS管與存儲電容的接點之間，驅(qū)動小信號單元的MOS管的源極連接到功率管單元中功率管的柵極。

上述技術(shù)方案中進一步改進方案如下：

1. 上述方案中，所述加速網(wǎng)絡(luò)單元由并聯(lián)的R_v電阻和C_v電容并聯(lián)組成。

2. 上述方案中，所述功率管單元中的功率管由第一功率MOS管和第二功率MOS管并聯(lián)組成。

3. 上述方案中，所述推挽電路包括第一功率MOS管、第二功率MOS管和第三功率MOS管，第二功率MOS管與第三功率MOS管并聯(lián)，第一功率MOS管與第二功率MOS管和第三功率MOS管串聯(lián)。

4. 上述方案中，所述驅(qū)動支路數(shù)目為四個，此四個驅(qū)動支路并聯(lián)連接。

由于上述技術(shù)方案運用，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點：

本實用新型可實現(xiàn)快速通斷的電子開關(guān)驅(qū)動器，其MOSFET電子開關(guān)上升前沿可加速至3ns，擴寬了應用范圍，且采用來自耦合變壓器和主電路取能單元前后雙脈沖注入功率，無需額外供電電源，既大大減少了電子開關(guān)驅(qū)動電路體積，又加速了電子開關(guān)上升前沿，電子開關(guān)驅(qū)動電路所需功率大幅減小，尤其適合陣列MOSFET電子開關(guān)。

附圖說明

附圖1為本實用新型MOSFET電子開關(guān)驅(qū)動電路的邏輯轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2為本實用新型電子開關(guān)驅(qū)動電路中二次加速與功率電路結(jié)構(gòu)示意圖。

以上附圖中：1、方波發(fā)生器；2、推挽電路；3、高壓MOS管；4、加速網(wǎng)絡(luò)單元；5、耦合變壓器；6、驅(qū)動支路；7、驅(qū)動小信號單元；71、濾波模塊；72、MOS管；73、第一二極管；8、功率管單元；81、功率管；9、主電路取能單元；91、存儲電容；92、第二二極管；93、限流電阻；10、穩(wěn)壓二極管。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述：

實施例1：一種可實現(xiàn)快速通斷的電子開關(guān)驅(qū)動器，包括：方波發(fā)生器1、推挽電路2、高壓MOS管3、加速網(wǎng)絡(luò)單元4、耦合變壓器5和至少2個驅(qū)動支路6，此驅(qū)動支路6由依次串聯(lián)的驅(qū)動小信號單元7、功率管單元8和主電路取能單元9組成；

所述方波發(fā)生器1與推挽電路2的輸入端連接，所述高壓MOS管3的柵極連接到推挽電路2的輸出端，所述高壓MOS管3的源極和漏極位于接地和加速網(wǎng)絡(luò)單元4之間，所述加速網(wǎng)絡(luò)單元4與耦合變壓器5的初級線圈連接，所述加速網(wǎng)絡(luò)單元4由并聯(lián)的R_v電阻和C_v電容并聯(lián)組成；

所述耦合變壓器5初級側(cè)和次級側(cè)分別具有一個初級線圈和至少4個次級線圈，此至少4個次級線圈進一步分為至少2個V_Tp次級線圈和至少2個V_Tn次級線圈，所述加速網(wǎng)絡(luò)單元4與耦合變壓器5的初級線圈串連連接，耦合變壓器5的V_Tp次級線圈和V_Tn次級線圈均連接到對應驅(qū)動支路6的驅(qū)動小信號單元7上；

所述驅(qū)動小信號單元7進一步包括濾波模塊71、MOS管72和位于濾波模塊71、MOS管72之間的第一二極管73，此濾波模塊71與VTn次級線圈連接，此MOS管72的柵極和源極分別與VTp次級線圈的高電位輸出端和低電位輸出端連接，一穩(wěn)壓二極管10與串聯(lián)的第一二極管73、濾波模塊71并聯(lián)；

所述主電路取能單元9進一步包括存儲電容91、第二二極管92和2個串聯(lián)的限流電阻93，所述存儲電容91與驅(qū)動小信號單元7的MOS管72的漏極連接，所述第二二極管92位于2個串聯(lián)的限流電阻93的接點與MOS管72與存儲電容的接點之間，驅(qū)動小信號單元7的MOS管的源極連接到功率管單元8中功率管81的柵極。

上述功率管單元8中的功率管81由第一功率MOS管和第二功率MOS管并聯(lián)組成。

邏輯轉(zhuǎn)換電路如圖1所示。其中，R_v和C_v用于脈沖前沿加速，二次加速電路與陣列開關(guān)功率器件如圖2所示。其中，Q₁₁、Q₁₂、Q₂₁和Q₂₂為功率管，C_k1和C_k2分別為驅(qū)動電路儲能電容器，D_z1和D_z2分別柵極保護穩(wěn)壓二極管。利用快速電容器C_k為驅(qū)動電路提供驅(qū)動功率。這種電路不僅可以減小電子開關(guān)驅(qū)動電路的功率需求，而且還可以加快柵極驅(qū)動信號的上升前沿。

首先，利用主回路電壓對放電電容C_k1和C_k2充電；然后，同時觸發(fā)S₁、Q₁₁和Q₁₂將電容器儲存電壓直接施加在柵源兩端，采用來自耦合變壓器和主電路取能單元前后雙脈沖注入功率，無需額外供電電源，既大大減少了電子開關(guān)驅(qū)動電路體積，又加速了電子開關(guān)上升前沿，電子開關(guān)驅(qū)動電路所需功率大幅減小，尤其適合陣列MOSFET電子開關(guān)。

實施例2：一種可實現(xiàn)快速通斷的電子開關(guān)驅(qū)動器，包括：方波發(fā)生器1、推挽電路2、高壓MOS管3、加速網(wǎng)絡(luò)單元4、耦合變壓器5和至少2個驅(qū)動支路6，此驅(qū)動支路6由依次串聯(lián)的驅(qū)動小信號單元7、功率管單元8和主電路取能單元9組成；

所述方波發(fā)生器1與推挽電路2的輸入端連接，所述高壓MOS管3的柵極連接到推挽電路2的輸出端，所述高壓MOS管3的源極和漏極位于接地和加速網(wǎng)絡(luò)單元4之間，所述加速網(wǎng)絡(luò)單元4與耦合變壓器5的初級線圈連接，所述加速網(wǎng)絡(luò)單元4由并聯(lián)的R_v電阻和C_v電容并聯(lián)組成；

所述耦合變壓器5初級側(cè)和次級側(cè)分別具有一個初級線圈和至少4個次級線圈，此至少4個次級線圈進一步分為至少2個V_Tp次級線圈和至少2個V_Tn次級線圈，所述加速網(wǎng)絡(luò)單元4與耦合變壓器5的初級線圈串連連接，耦合變壓器5的V_Tp次級線圈和V_Tn次級線圈均連接到對應驅(qū)動支路6的驅(qū)動小信號單元7上；

所述驅(qū)動小信號單元7進一步包括濾波模塊71、MOS管72和位于濾波模塊71、MOS管72之間的第一二極管73，此濾波模塊71與VTn次級線圈連接，此MOS管72的柵極和源極分別與VTp次級線圈的高電位輸出端和低電位輸出端連接，一穩(wěn)壓二極管10與串聯(lián)的第一二極管73、濾波模塊71并聯(lián)；

所述主電路取能單元9進一步包括存儲電容91、第二二極管92和2個串聯(lián)的限流電阻93，所述存儲電容91與驅(qū)動小信號單元7的MOS管72的漏極連接，所述第二二極管92位于2個串聯(lián)的限流電阻93的接點與MOS管72與存儲電容的接點之間，驅(qū)動小信號單元7的MOS管的源極連接到功率管單元8中功率管81的柵極。

上述推挽電路2包括第一功率MOS管21、第二功率MOS管22和第三功率MOS管23，第二功率MOS管22與第三功率MOS管23并聯(lián)，第一功率MOS管21與第二功率MOS管22和第三功率MOS管23串聯(lián)。

上述驅(qū)動支路6數(shù)目為四個，此四個驅(qū)動支路6并聯(lián)連接。

采用上述可實現(xiàn)快速通斷的電子開關(guān)驅(qū)動器時，其MOSFET電子開關(guān)上升前沿可加速至3ns，擴寬了應用范圍；采用來自耦合變壓器和主電路取能單元前后雙脈沖注入功率，無需額外供電電源，既大大減少了電子開關(guān)驅(qū)動電路體積，又加速了電子開關(guān)上升前沿，電子開關(guān)驅(qū)動電路所需功率大幅減小，尤其適合陣列MOSFET電子開關(guān)。

上述實施例只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據(jù)本實用新型精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。