一種功率mosfet開(kāi)關(guān)的性能改進(jìn)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種功率MOSFET開(kāi)關(guān)，尤其是涉及一種功率MOSFET開(kāi)關(guān)的性能改進(jìn)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]功率MOSFET開(kāi)關(guān)常用于大功率開(kāi)關(guān)電源、高壓高重頻脈沖源，通過(guò)電路控制開(kāi)關(guān)管進(jìn)行高速的導(dǎo)通與截止，將直流電轉(zhuǎn)化為高頻率的交流電提供給變壓器進(jìn)行變壓，從而產(chǎn)生所需要的一組或多組電壓。因此，功率開(kāi)關(guān)的速度決定了電源的工作頻率，功率開(kāi)關(guān)的能耗也影響著電源的能量轉(zhuǎn)換效率。
[0003]影響功率MOSFET開(kāi)關(guān)速度的主要因素是MOSFET的分布電容。MOSFET分布電容越小，充放電時(shí)間越短，開(kāi)關(guān)速度越快。功率MOSFET的分布電容包括柵源電容、柵漏電容、漏源電容，其中柵源電容與柵漏電容是由MOS結(jié)構(gòu)的絕緣層形成的，漏源電容是由PN結(jié)構(gòu)成的。PN結(jié)電容可以分為兩種:一種是勢(shì)壘電容，另一種是擴(kuò)散電容，通常所說(shuō)的PN結(jié)電容主要是指它的勢(shì)壘電容。一般廠家提供輸入電容、輸出電容與反饋電容三種指標(biāo)，其中輸入電容為柵源電容與柵漏電容之和，輸出電容為漏源電容與柵漏電容之和，反饋電容即柵漏電容。輸出電容隨輸出電壓的變換而變化，輸出電容的減少有助于提高開(kāi)關(guān)速度。
[0004]功率MOSFET分布電容對(duì)開(kāi)關(guān)的損耗也會(huì)產(chǎn)生影響。在開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，功率MOSFET開(kāi)關(guān)的輸出電容會(huì)釋放能量，產(chǎn)生功耗，降低系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)在開(kāi)關(guān)過(guò)程中，輸出電容越大產(chǎn)生的尖峰電流越大，有可能對(duì)MOSFET產(chǎn)生損壞，同時(shí)尖峰電流越大，對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁干擾也越大。
[0005]因此降低功率MOSFET輸出電容，不但可以提高開(kāi)關(guān)速度，而且可以降低開(kāi)關(guān)損耗，增加開(kāi)關(guān)的可靠性，減小電磁干擾問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種功率MOSFET開(kāi)關(guān)的性能改進(jìn)電路，采用具有單向化功能的兩個(gè)二極管分別串接到功率MOSFET開(kāi)關(guān)的源極與漏極，阻止了功率MOSFET開(kāi)關(guān)的反向放電，降低了功率MOSFET開(kāi)關(guān)的總電容，從而達(dá)到提升開(kāi)關(guān)速度、降低開(kāi)關(guān)損耗、增加開(kāi)關(guān)可靠性、減小電磁干擾的作用。
[0007]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0008]一種功率MOSFET開(kāi)關(guān)的性能改進(jìn)電路，該電路分別與電源電壓、驅(qū)動(dòng)芯片和負(fù)載連接，其特征在于，所述的改進(jìn)電路包括功率開(kāi)關(guān)、源極單向化電路模塊與漏極單向化電路模塊，所述的功率開(kāi)關(guān)柵極與驅(qū)動(dòng)芯片連接，源極通過(guò)源極單向化電路模塊與電源電壓連接，漏極通過(guò)漏極單向化電路模塊與負(fù)載連接。
[0009]所述的源極單向化電路模塊包括二極管D1，其正極與電源電壓相連，負(fù)極與功率開(kāi)關(guān)的源極相連，用于阻止功率開(kāi)關(guān)分布電容的反向放電，并且二極管的自電容很小，因而可以提高開(kāi)關(guān)速度，并降低開(kāi)關(guān)損耗。
[0010]所述的漏極單向化電路模塊包括二極管D2，其正極與功率開(kāi)關(guān)的漏極相連，負(fù)極與負(fù)載相連，用于阻止負(fù)載電容的反向放電，并且二極管的自電容很小，因而可以提高開(kāi)關(guān)速度，并降低開(kāi)關(guān)損耗。
[0011]所述的負(fù)載包括相互并聯(lián)的電阻RL和電容CL。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0013]單向化二極管的引入，阻止了功率MOSFET開(kāi)關(guān)的反向放電，降低了功率MOSFET開(kāi)關(guān)的總電容，從而能提升了開(kāi)關(guān)速度；開(kāi)關(guān)總電容的減小，還降低了開(kāi)關(guān)的損耗；開(kāi)關(guān)電容的減小，減小了尖峰電流，增加了開(kāi)關(guān)可靠性，并減小電磁干擾的作用。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0016]實(shí)施例
[0017]如圖1所示，為本發(fā)明所涉及的功率MOSFET開(kāi)關(guān)的性能改進(jìn)電路，包括MOSFET開(kāi)關(guān)、源極單向化功能模塊與漏極級(jí)單向化功能模塊。
[0018]所述功率MOSFET開(kāi)關(guān)的柵極連接驅(qū)動(dòng)芯片，脈沖信號(hào)輸入驅(qū)動(dòng)芯片，控制MOSFET的導(dǎo)通與截止。
[0019]所述功率MOSFET開(kāi)關(guān)的源極單向化電路模塊為二極管Dl，其正極與電源電壓相連，負(fù)極與功率開(kāi)關(guān)的源極相連。
[0020]所述功率MOSFET開(kāi)關(guān)的漏極單向化電路模塊為二極管D2，其正極與功率開(kāi)關(guān)的漏極相連，負(fù)極與負(fù)載相連。
[0021]所述功率MOSFET開(kāi)關(guān)的負(fù)載等效為負(fù)載電阻RL與負(fù)載電容CL的并聯(lián)，負(fù)載的一段接二極管D2，另一端接地。
[0022]綜上，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的功率MOSFET開(kāi)關(guān)，可以阻止開(kāi)關(guān)分布電容的反向放電，并且二極管的自電容很小，因而可以提高開(kāi)關(guān)速度，并降低開(kāi)關(guān)損耗，增加開(kāi)關(guān)可靠性，減小開(kāi)關(guān)的電磁干擾問(wèn)題。
[0023]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，如功率開(kāi)關(guān)包括MOSFET、IGBT等各種開(kāi)關(guān)管，單向化電路包括二極管在內(nèi)的所有單向化器件。這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等同物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種功率MOSFET開(kāi)關(guān)的性能改進(jìn)電路，該電路分別與電源電壓、驅(qū)動(dòng)芯片和負(fù)載連接，其特征在于，所述的改進(jìn)電路包括功率開(kāi)關(guān)、源極單向化電路模塊與漏極單向化電路模塊，所述的功率開(kāi)關(guān)柵極與驅(qū)動(dòng)芯片連接，源極通過(guò)源極單向化電路模塊與電源電壓連接，漏極通過(guò)漏極單向化電路模塊與負(fù)載連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功率MOSFET開(kāi)關(guān)的性能改進(jìn)電路，其特征在于，所述的源極單向化電路模塊包括二極管D1，其正極與電源電壓相連，負(fù)極與功率開(kāi)關(guān)的源極相連，用于阻止功率開(kāi)關(guān)分布電容的反向放電。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功率MOSFET開(kāi)關(guān)的性能改進(jìn)電路，其特征在于，所述的漏極單向化電路模塊包括二極管D2，其正極與功率開(kāi)關(guān)的漏極相連，負(fù)極與負(fù)載相連，用于阻止負(fù)載電容的反向放電。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功率MOSFET開(kāi)關(guān)的性能改進(jìn)電路，其特征在于，所述的負(fù)載包括相互并聯(lián)的電阻RL和電容CL。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種功率MOSFET開(kāi)關(guān)的性能改進(jìn)電路，該電路分別與電源電壓、驅(qū)動(dòng)芯片和負(fù)載連接，其特征在于，所述的改進(jìn)電路包括功率開(kāi)關(guān)、源極單向化電路模塊與漏極單向化電路模塊，所述的功率開(kāi)關(guān)柵極與驅(qū)動(dòng)芯片連接，源極通過(guò)源極單向化電路模塊與電源電壓連接，漏極通過(guò)漏極單向化電路模塊與負(fù)載連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有阻止了功率MOSFET開(kāi)關(guān)的反向放電，降低了功率MOSFET開(kāi)關(guān)的總電容，從而達(dá)到提升開(kāi)關(guān)速度、降低開(kāi)關(guān)損耗、增加開(kāi)關(guān)可靠性、減小電磁干擾的作用等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】H02M1/44
【公開(kāi)號(hào)】CN105162317
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410253976
【發(fā)明人】袁斌, 毛軍發(fā), 李曉春, 彭天昊, 劉楠楠, 李翀, 郎少波, 曾天民
【申請(qǐng)人】上海紫竹新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院, 袁斌
【公開(kāi)日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2014年6月9日