專利名稱：簡單高效隔離式的絕緣柵大功率器件驅動電路的制作方法
技術領域：
本發明屬于電源技術領域。
大功率器件驅動電路的設計一向是電源領域的關鍵技術之一。VMOS、IGBF等器件具有絕緣的柵極結構，因而靜態驅動功率接近于零。但由于它們具有較大的柵極電容Cgs以及由于密勒效應放大轉換到柵極的漏極電容Cdg，因而需要較大的動態驅動功率。
為可靠驅動絕緣柵器件，目前已有很多成熟電路，國外如美國國際整流器(IR)公司的文件AN—937、AN—978A所介紹的，國內如93年第十屆電源學會論文集所介紹的，以及其它許多雜志的文章所披露的。
當調制信號與功率器件不需要隔離時，驅動電路的設計是比較簡單的，目前也有了一些優秀的驅動集成電路，如IR2110。當需要電氣隔離時，一般有兩種方法采用光電耦合器，或是利用脈沖變壓器來提供電氣隔離。
第一種方法的缺點A.光電耦合器的反應較慢，因而具有較大的延遲時間(高速型光耦一般也大于1000ns)，盡管現在已有超高速光耦，但不僅價格較貴，而且速度仍不及本發明的電路；B.光電耦合器的輸出級需要單獨的隔離電源供電。
第二種方法的最簡單電路如圖一所示，這里是以半橋電路為例。這種方法很簡單，也不需要單獨的驅動電源，但是只能驅動Cgs很小的小功率器件。如果T3、T4為大功率器件，則Vgs波形將變得極差，除非將初級的輸入信號改為具有一定功率的大信號。目前為了用隔離變壓器驅動大功率器件，都是在驅動變壓器次級與功率管之間插入放大單元，并給其另外提供電源。中國專利CN1070069A《一種功率VMOS管雙隔離驅動電路》公布了一種新的有效方法，原理如圖二所示。其中1為有四只管子的緩沖電路，2為有三只管子和一個比較器的驅動部分，這部分另有單獨的驅動電源。這個專利解決了隔離和速度問題，但電路較復雜并需要另備電源。
本發明提供一種高效、簡單、低延遲、具有陡峭觸發沿的變壓器隔離式絕緣柵功率管驅動電路。
本發明的基本原理圖如圖三所示，這里僅以VMOS管為例來說明。圖中B1為驅動變壓器，初級輸入矩形調制信號，T1、T2為驅動管，T3為功率管，B2為功率變換器，D1、C1為整流電路，D2、D3為反向隔離管。
電路工作原理如下D1、C1組成整流濾波電路，為驅動管T1、T2提供電源。在輸入信號的上升沿AB段，整流供電電路不工作，輸入調制信號只提供觸發信號，經T1放大輸出陡峭的上升沿驅動信號，開通功率管T3；在B點以后，整流電路才開始工作；在輸入信號的下降沿，T2管立即導通并迅速泄放功率管T3的柵極電容Cgs上的電荷，從而關斷功率管。
與現有技術相比，本發明的優點是(1).電路簡單；(2).不需要單獨的供電電源；(3).電路的延遲時間可以做到幾十ns以內；(4).具有陡峭的上升沿和下降沿，當驅動四只IRF360時，只需幾十ns即可開通它們；(5).效率高，由一塊脈寬調制集成電路(如SG3525，SG3524等)至少可以驅動四只甚至八只IRF360這樣的大功率VMOS管。
權利要求
1.一種隔離式的絕緣柵功率器件驅動電路，其特征是驅動脈沖信號和驅動電路的電源均由調制信號通過脈沖變壓器供給。
2.根據權力要求1所述的驅動電路，其特征在于驅動變壓器的次級可以有兩個或者四個繞組，用以驅動半橋式或全橋式變換電路。
3.根據權力要求1所述的驅動電路，其特征在于當驅動單管時，驅動變壓器可能需要一個去磁繞組。
4.根據權力要求1所述的驅動電路，其特征在于驅動管電路部分可以根據不同的要求進行改進，例如改為圖騰柱式結構，其余部分也可做相應的改變。
5.根據權力要求1所述的驅動電路，其特征在于可以按需要增添抗干擾電路，還可以從漏極引入電流信號對功率管加以保護。
6.根據權力要求1所述的驅動電路，其特征在于整流電路中整流管D1也可以省去，這時利用的是T1管的BC結。
7.根據權力要求1所述的驅動電路，其特征在于被驅動的大功率器件也可以是除VMOS管以外的其它絕緣柵型器件，如IGBT、靜電感應晶體管、靜電感應晶閘管、MOS控制晶閘管等。
全文摘要
本發明提供了一種由驅動變壓器隔離的絕緣柵大功率器件驅動電路。該電路不需要配置任何外部供電裝置，能夠輸出具有陡峭前后沿的驅動脈沖，用以驅動單管、半橋或全橋電路，同時具有極快的響應時間。
文檔編號H03K5/00GK1129373SQ9510139
公開日1996年8月21日 申請日期1995年2月15日 優先權日1995年2月15日
發明者陳亞寧, 魏順長 申請人:陳亞寧, 魏順長