驱动装置及其控制方法与流程

文档序号:31690860发布日期:2022-09-30 23:06阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种驱动装置的控制方法,所述驱动装置用于驱动功率开关,其特征在于,所述驱动装置包括电源、耦接于所述电源的第一桥臂、并联耦接于所述第一桥臂的第二桥臂、以及谐振电感,所述第一桥臂包括连接于第一中点的第一开关和第二开关,所述第二桥臂包括连接于第二中点的第一半导体器件和第二半导体器件,所述谐振电感耦接于所述第一中点与所述第二中点之间,所述控制方法包括:开通所述第一开关达第一时间周期,以使所述电源为所述功率开关的门极充电;响应于所述谐振电感的电流下降至第一阈值,再次开通所述第一开关达第二时间周期,以使所述第一中点的电位等于所述第二中点的电位。2.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,还包括:开通所述第二开关达第三时间周期,以使所述功率开关的门极放电;响应于所述谐振电感的电流升高至第二阈值,再次开通所述第二开关达第四时间周期,以使所述第一中点的电位等于所述第二中点的电位。3.根据权利要求2所述的控制方法,其特征在于,所述电源包括第一电源和第二电源,所述第一电源耦接于所述第一开关,所述第二电源耦接于所述第二开关;其中,在所述第二时间周期内,所述第一中点的电位被所述第一开关箝位至所述第一电源的电压,所述第二中点的电位等于所述第一电源的电压;在所述第四时间周期内,所述第一中点的电位被所述第二开关箝位至所述第二电源的电压,所述第二中点的电位等于所述第二电源的电压。4.根据权利要求2所述的控制方法,其特征在于,再次开通的所述第一开关是在所述谐振电感的所述电流下降为零时关断,再次开通的所述第二开关是在所述谐振电感的所述电流升高为零时关断。5.根据权利要求2所述的控制方法,其特征在于,再次开通的所述第一开关是在所述第二开关开通之前关断,再次开通的所述第二开关是在下一开关周期所述第一开关开通之前关断。6.根据权利要求1-5任一项所述的控制方法,其特征在于,所述控制方法还包括:根据第一电感电流公式计算所述谐振电感的所述电流下降至所述第一阈值的时刻t
α1
;根据第二电感电流公式计算所述谐振电感的所述电流下降至零的时刻t
β1
;根据所述功率开关的占空比和开关频率计算开通所述第二开关的时刻t
μ1
;内部计时器计时等于时刻t
α1
时,再次开通所述第一开关;所述内部计时器计时为[t
β1
,t
μ1
)中的一时刻时,关断所述第一开关,所述第二时间周期结束。7.根据权利要求2-5任一项所述的控制方法,其特征在于,所述控制方法还包括:根据第三电感电流公式计算所述谐振电感的所述电流上升至所述第二阈值的时刻t
α2
;根据第四电感电流公式计算所述谐振电感的所述电流上升至零的时刻t
β2
;确定下一开关周期的起始时刻t0;内部计时器计时等于时刻t
α2
时,再次开通所述第二开关;所述内部计时器计时为[t
β2
,t0)中的一时刻时,关断所述第二开关,所述第四时间周期结束。8.根据权利要求1-4任一项所述的控制方法,其特征在于,所述控制方法还包括:
通过一采样单元采样所述谐振电感的所述电流,并将采样值输入一控制单元;通过所述控制单元将所述采样值与所述第一阈值比较,当所述采样值等于所述第一阈值时,再次开通所述第一开关;通过所述控制单元将所述采样值与零比较,当所述采样值等于零时,关断所述第一开关,所述第二时间周期结束。9.根据权利要求1-5任一项所述的控制方法,其特征在于,所述控制方法还包括:通过一采样单元采样所述谐振电感的所述电流,并将采样值输入一控制单元;通过所述控制单元将所述采样值与所述第一阈值比较,当所述采样值等于所述第一阈值时,再次开通所述第一开关;通过所述控制单元将所述采样值与零比较,当所述采样值等于零时,记录此时内部计时器的时刻t
β1
;通过所述控制单元获取所述第二开关的开通时刻t
μ1
,当所述内部计时器计时为(t
β1
,t
μ1
)中的一时刻时,关断所述第一开关,所述第二时间周期结束。10.根据权利要求2-4任一项所述的控制方法,其特征在于,所述控制方法还包括:通过一采样单元采样所述谐振电感的所述电流,并将采样值输入一控制单元;通过所述控制单元将所述采样值与所述第二阈值比较,当所述采样值等于所述第二阈值时,再次开通所述第二开关;通过所述控制单元将所述采样值与零比较,当所述采样值等于零时,关断所述第二开关,所述第四时间周期结束。11.根据权利要求2-5任一项所述的控制方法,其特征在于,所述控制方法还包括:通过一采样单元采样所述谐振电感的所述电流,并将采样值输入一控制单元;通过所述控制单元将所述采样值与所述第二阈值比较,当所述采样值等于所述第二阈值时,再次开通所述第二开关;通过所述控制单元器将所述采样值与零比较,当所述采样值等于零时,记录此时内部计时器的时刻t
β2
;通过所述控制单元获取下一开关周期的起始时刻t0,当所述内部计时器计时为(t
β2
,t0)中的一时刻时,关断所述第二开关,所述第四时间周期结束。12.根据权利要求2所述的控制方法,其特征在于,所述第一阈值的取值范围为(0,1a],所述第二阈值的取值范围为[-1a,0)。13.一种驱动装置,用于驱动功率开关,其特征在于,所述驱动装置包括:电源;第一桥臂,耦接于所述电源,所述第一桥臂包括连接于第一中点的第一开关和第二开关;第二桥臂,并联耦接于所述第一桥臂,所述第二桥臂包括连接于第二中点的第一半导体器件和第二半导体器件;以及谐振电感,耦接于所述第一中点与所述第二中点之间;其中,所述第一开关被控制为开通达第一时间周期,以使所述电源为所述功率开关的门极充电;响应于所述谐振电感的电流下降至第一阈值,所述第一开关被控制为再次开通达第二时间周期,以使所述第一中点的电位等于所述第二中点的电位。
14.根据权利要求13所述的驱动装置,其特征在于,所述第二开关被控制为开通达第三时间周期,以使所述功率开关的门极放电;响应于所述谐振电感的电流升高至第二阈值,所述第二开关被控制为再次开通达第四时间周期,以使所述第一中点的电位等于所述第二中点的电位。15.根据权利要求14所述的驱动装置,其特征在于,所述电源包括第一电源和第二电源,所述第一电源耦接于所述第一开关,所述第二电源耦接于所述第二开关;其中,在所述第二时间周期内,所述第一中点的电位被所述第一开关箝位至所述第一电源的电压,所述第二中点的电位等于所述第一电源的电压;在所述第四时间周期内,所述第一中点的电位被所述第二开关箝位至所述第二电源的电压,所述第二中点的电位等于所述第二电源的电压。16.根据权利要求14所述的驱动装置,其特征在于,再次开通的所述第一开关是在所述谐振电感的所述电流下降为零时关断,再次开通的所述第二开关是在所述电感电流升高为零时关断。17.根据权利要求14所述的驱动装置,其特征在于,再次开通的所述第一开关是在所述第二开关开通之前关断,再次开通的所述第二开关是在下一开关周期所述第一开关开通之前关断。18.根据权利要求13-17任一项所述的驱动装置,其特征在于,还包括控制单元,与所述第一开关及所述第二开关电性连接,所述控制单元用以执行:根据第一电感电流公式计算所述谐振电感的所述电流下降至所述第一阈值的时刻t
α1
;根据第二电感电流公式计算所述谐振电感的所述电流下降至零的时刻t
β1
;根据功率开关的占空比和开关频率计算开通所述第二开关的时刻t
μ1
;内部计时器计时等于时刻t
α1
时,再次开通所述第一开关;所述内部计时器计时为[t
β1
,t
μ1
)中的一时刻时,关断所述第一开关,所述第二时间周期结束。19.根据权利要求14-17任一项所述的驱动装置,其特征在于,还包括控制单元,与所述第一开关及所述第二开关电性连接,所述控制单元用以执行:根据第三电感电流公式计算所述谐振电感的所述电流上升至所述第二阈值的时刻t
α2
;根据第四电感电流公式计算所述谐振电感的所述电流上升至零的时刻t
β2
;确定下一开关周期的起始时刻t0;内部计时器计时等于时刻t
α2
时,再次开通所述第二开关;所述内部计时器计时为[t
β2
,t0)中的一时刻时,关断所述第二开关,所述第四时间周期结束。20.根据权利要求13-16任一项所述的驱动装置,其特征在于,还包括采样单元以及控制单元,其中所述采样单元与所述谐振电感电性连接,所述控制单元与所述第一开关及所述第二开关电性连接,其中:通过所述采样单元采样所述谐振电感的所述电流,并将采样值输入所述控制单元;通过所述控制单元将所述采样值与所述第一阈值比较,当所述采样值等于所述第一阈值时,所述控制单元再次开通所述第一开关;通过所述控制单元将所述采样值与零比较,当所述采样值等于零时,所述控制单元关
断所述第一开关,所述第二时间周期结束。21.根据权利要求13-17任一项所述的驱动装置,其特征在于,还包括采样单元以及控制单元,其中所述采样单元与所述谐振电感电性连接,所述控制单元与所述第一开关及所述第二开关电性连接,其中:通过所述采样单元采样所述谐振电感的所述电流,并将采样值输入所述控制单元;通过所述控制单元将所述采样值与所述第一阈值比较,当所述采样值等于所述第一阈值时,所述控制单元再次开通所述第一开关;通过所述控制单元将所述采样值与零比较,当所述采样值等于零时,所述控制单元记录此时内部计时器的时刻t
β1
;通过所述控制单元获取所述第二开关的开通时刻t
μ1
,当所述内部计时器计时为(t
β1
,t
μ1
)中的一时刻时,所述控制单元关断所述第一开关,所述第二时间周期结束。22.根据权利要求14-16任一项所述的驱动装置,其特征在于,还包括采样单元以及控制单元,其中所述采样单元与所述谐振电感电性连接,所述控制单元与所述第一开关及所述第二开关电性连接,其中:通过所述采样单元采样所述谐振电感的所述电流,并将采样值输入所述控制单元;通过所述控制单元将所述采样值与所述第二阈值比较,当所述采样值等于所述第二阈值时,所述控制单元再次开通所述第二开关;通过所述控制单元将所述采样值与零比较,当所述采样值等于零时,所述控制单元关断所述第二开关,所述第四时间周期结束。23.根据权利要求14-17任一项所述的驱动装置,其特征在于,还包括采样单元以及控制单元,其中所述采样单元与所述谐振电感电性连接,所述控制单元与所述第一开关及所述第二开关电性连接,其中:通过所述采样单元采样所述谐振电感的所述电流,并将采样值输入所述控制单元;通过所述控制单元将所述采样值与所述第二阈值比较,当所述采样值等于所述第二阈值时,所述控制单元再次开通所述第二开关;通过所述控制单元器将所述采样值与零比较,当所述采样值等于零时,所述控制单元记录此时内部计时器的时刻t
β2
;通过所述控制单元获取下一开关周期的起始时刻t0,当所述内部计时器计时为(t
β2
,t0)中的一时刻时,所述控制单元关断所述第二开关,所述第四时间周期结束。

技术总结
本发明提供一种驱动装置及其控制方法,驱动装置用于驱动功率开关,驱动装置包括电源、耦接于电源的第一桥臂、并联耦接于第一桥臂的第二桥臂、以及谐振电感,第一桥臂包括连接于第一中点的第一开关和第二开关,第二桥臂包括连接于第二中点的第一半导体器件和第二半导体器件,谐振电感耦接于第一中点与第二中点之间,控制方法包括:开通第一开关达第一时间周期,以使电源为功率开关的门极充电;响应于谐振电感的电流下降至第一阈值,再次开通第一开关达第二时间周期,以使第一中点的电位等于第二中点的电位。相较于传统技术方案,本发明可以有效减小驱动损耗和抑制震荡。以有效减小驱动损耗和抑制震荡。以有效减小驱动损耗和抑制震荡。


技术研发人员:董洁 徐振庆 张伟强
受保护的技术使用者:台达电子企业管理(上海)有限公司
技术研发日:2021.03.25
技术公布日:2022/9/29
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