專(zhuān)利名稱(chēng)：半正弦波諧振激勵(lì)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及功率電子器件，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及用于MOS柵控(gated)功率電子器件的激勵(lì)電路。
背景技術(shù)：
所構(gòu)造的金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)器件具有電壓控制柵極。在工作過(guò)程中，通過(guò)對(duì)柵極施加偏置(即電壓)來(lái)接通這些器件。在這些器件中，柵極與其它電極(例如金屬氧化硅場(chǎng)效應(yīng)晶體管內(nèi)的源極和漏極)形成電容，為了要接通和斷開(kāi)這些器件需要對(duì)其進(jìn)行充電和放電(即將電荷注入柵極或從柵極提取電荷)。在確定這些器件的工作要求時(shí)，利用偏置電壓倍增的電荷表示“接通”和“斷開(kāi)”能量。
在許多功率半導(dǎo)體應(yīng)用中，該器件通常必須與其它器件結(jié)合交替接通和斷開(kāi)，從而形成功率變換電路。需要提高這種電路的工作頻率(即開(kāi)關(guān)速度)，從而允許利用更小型、廉價(jià)的有關(guān)無(wú)源部件實(shí)現(xiàn)這些電路。然而，如果提高工作頻率，則柵極激勵(lì)電路所需功率也成正比提高(即功率等于能量乘以頻率)。
特別是對(duì)于柵極激勵(lì)電路，通?；蛘擢?dú)立使用半橋式電路，或者將半橋式電路用作功率MOS激勵(lì)器集成電路(IC)的一部分。在使用這種橋式電路時(shí)，由電壓源通過(guò)該激勵(lì)器的輸出電阻、該受控器件的柵極擴(kuò)散電阻以及任何附加串行電組對(duì)柵極進(jìn)行充電和放電。因此，電荷正向和反向通過(guò)此電阻(即產(chǎn)生電阻的器件)會(huì)產(chǎn)生功率損耗。應(yīng)該注意，在該激勵(lì)器接通和斷開(kāi)時(shí)，電荷流動(dòng)，因此該激勵(lì)器不必飽和，從而產(chǎn)生比所提供的該激勵(lì)器的“充分接通”值高的電阻。降低該電阻無(wú)助于降低損耗，因?yàn)檫@樣只能使相同電荷流動(dòng)得更快。
最近幾年，因?yàn)镸OS技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，所以MOS柵控功率器件已經(jīng)在許多應(yīng)用中代替了雙極器件。例如，MOS柵控功率器件沒(méi)有靜態(tài)(即直流)激勵(lì)功率消耗。在這種器件中，一些交流功率損耗是可以接受的，并且在頻率達(dá)到幾百千赫茲(KHz)時(shí)，與電路內(nèi)的其它功率損耗相比，這種損耗不明顯。
隨著頻率的升高，問(wèn)題產(chǎn)生了。特別是，在開(kāi)關(guān)損耗升高時(shí)，功率耗散也升高。為了試圖解決這些問(wèn)題，越來(lái)越多地在功率變換電路中實(shí)現(xiàn)0電壓、0電流和諧振開(kāi)關(guān)技術(shù)。這些電路通常再循環(huán)或再利用接通或斷開(kāi)器件輸出電容所需的能量，從而降低器件的功率耗散并提高總體效率。
例如，諸如圖1和圖2所示MOS激勵(lì)電路的已知器件在柵控電路中采用高Q(即品質(zhì)因數(shù)，它是系統(tǒng)內(nèi)的耗散量的反映)諧振電路以“吸收”柵電容并產(chǎn)生正弦柵壓。實(shí)質(zhì)上是設(shè)置濾波器電路(即圖1所示單元件高Q調(diào)諧電路和圖2所示的四元件濾波器電路)以產(chǎn)生正弦波信號(hào)。具體地說(shuō)，在典型半橋式配置中，將柵極激勵(lì)變壓器插在諧振電路與柵極之間，并且以這樣的方式定相該變壓器，即以相反相位激勵(lì)每個(gè)器件。正確接通和斷開(kāi)與該諧振電路相連的激勵(lì)器件可以消除大部分激勵(lì)器損耗。然而，只能提供非常有限的占空因數(shù)(duty cycle)(即50％或約50％)。
全正弦波諧振驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)改變幅值對(duì)占空因數(shù)提供有限控制，但是這樣會(huì)影響波形的穿過(guò)點(diǎn)和受激器件的閾值電壓。在工作過(guò)程中，為了顯著降低占空因數(shù)而降低激勵(lì)電壓會(huì)導(dǎo)致在柵極閾值之后出現(xiàn)低幅值，并因此導(dǎo)致不飽和。
因此，已知MOS驅(qū)動(dòng)電路只能實(shí)現(xiàn)非常有限的有效占空因數(shù)工作過(guò)程，它大致比穿過(guò)0點(diǎn)與柵極閾值電壓之間的延遲少50％。降低幅值會(huì)降低占空因數(shù)，但是也會(huì)延長(zhǎng)開(kāi)關(guān)時(shí)間并降低“峰值接通偏置”。這樣會(huì)提高“直流接通”損耗。
總之，能盡快斷開(kāi)受控器件最好。隨著頻率的升高，開(kāi)關(guān)周期的更大部分用于開(kāi)關(guān)過(guò)渡過(guò)程，因此需要更短的導(dǎo)通時(shí)間，該導(dǎo)通時(shí)間比已知電路可以實(shí)現(xiàn)的導(dǎo)通時(shí)間要短。
因此，需要一種其激勵(lì)電路可以在更大占空因數(shù)范圍內(nèi)(即約25％至約50％)有效工作(即沒(méi)有功率損耗，或者是額定功率損耗)的系統(tǒng)，特別是，需要一種以高頻在此大范圍內(nèi)激勵(lì)柵控功率器件(例如MOS器件)的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)需要以此高頻、無(wú)需將原始幅值降低到不可接受程度來(lái)控制占空因數(shù)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一般地提供了一種單獨(dú)調(diào)節(jié)幅值和占空因數(shù)，再循環(huán)或再利用接通和斷開(kāi)激勵(lì)器件(例如MOS柵控功率器件)的輸入電容所涉及的能量的半正弦波激勵(lì)電路以及提供這種半正弦波激勵(lì)電路的方法。因此，尤其對(duì)于高頻工作過(guò)程(即高于幾百KHz)，降低了器件的功率耗散并提高了總體效率。在工作過(guò)程中，本發(fā)明可以以高開(kāi)關(guān)頻率實(shí)現(xiàn)約25％至約50％的占空因數(shù)而不產(chǎn)生器件功率損耗。
具體地說(shuō)，用于功率器件(例如MOS柵控功率器件)的激勵(lì)電路包括開(kāi)關(guān)裝置，其在大占空因數(shù)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)有效工作；以及柵極激勵(lì)裝置，用于根據(jù)方波輸入信號(hào)，產(chǎn)生半正弦波輸出信號(hào)，用作開(kāi)關(guān)裝置的激勵(lì)電壓以產(chǎn)生大占空因數(shù)范圍。該柵極激勵(lì)裝置包括通過(guò)電容與開(kāi)關(guān)裝置的柵極相連的諧振電路。
該開(kāi)關(guān)裝置可以是晶體管，柵極激勵(lì)裝置對(duì)該晶體管的柵極提供半正弦波輸出信號(hào)。諧振電路適于被配置在輸入信號(hào)的工作頻率與約其2倍工作頻率之間，從而實(shí)現(xiàn)約50％至約25％之間的占空因數(shù)。諧振電路的激勵(lì)電感和電容實(shí)際上適于被配置以根據(jù)激勵(lì)頻率控制占空因數(shù)。諧振電路的激勵(lì)電感可以包括變壓器，并且在此結(jié)構(gòu)中，該激勵(lì)電感適于被配置以實(shí)現(xiàn)約50％至約75％占空因數(shù)。
進(jìn)一步設(shè)置直流偏置裝置以控制該電路的直流電平。例如，諧振電路可以包括通過(guò)電容與開(kāi)關(guān)裝置的柵極相連的E類(lèi)單端諧振電路。該激勵(lì)器件可以包括提供輸入信號(hào)的硬性(hard)開(kāi)關(guān)，例如邏輯門(mén)。由于在此輸入端需要較低功率，所以該邏輯門(mén)產(chǎn)生功率損耗和功率耗散不太大。
在另一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的諧振激勵(lì)電路在高工作頻率下提供改進(jìn)的獨(dú)立幅值和占空因數(shù)控制而不產(chǎn)生功率損耗，該諧振激勵(lì)電路包括被接通和斷開(kāi)以實(shí)現(xiàn)約25％至約50％的占空因數(shù)的MOS受控器件(例如晶體管)。還包括通過(guò)電容與MOS受控器件的柵極相連的諧振激勵(lì)電路，該諧振激勵(lì)電路根據(jù)方波輸入信號(hào)提供半正弦波輸出信號(hào)用于激勵(lì)MOS受控器件。該諧振激勵(lì)電路適于在輸入信號(hào)確定的工作頻率與約其2倍工作頻率之間工作從而接通和斷開(kāi)MOS受控器件。
對(duì)諧振激勵(lì)電路的激勵(lì)電感和電容進(jìn)行配置以實(shí)現(xiàn)約25％至約50％的占空因數(shù)。設(shè)置直流偏置以控制半正弦波信號(hào)的直流電平。諧振電路可以包括提供激勵(lì)電感的變壓器?？梢园ㄓ残蚤_(kāi)關(guān)輸入器件。
一種在高工作頻率下對(duì)幅值和激勵(lì)電路的占空因數(shù)進(jìn)行控制又不產(chǎn)生功率損耗的方法，該方法包括步驟接受周期性輸入信號(hào)；利用通過(guò)電容與開(kāi)關(guān)裝置相連的諧振電路，根據(jù)方波輸入信號(hào)產(chǎn)生半正弦波輸出信號(hào)；以及對(duì)該諧振電路進(jìn)行配置從而以約25％至50％的占空因數(shù)運(yùn)行。還對(duì)諧振電路提供直流配置。
該方法進(jìn)一步包括通過(guò)諧振電路再利用被接通和斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)器件的柵極電荷。使用與諧振電路相連的變壓器增加隔離或倒置激勵(lì)波形以實(shí)現(xiàn)50％至75％占空因數(shù)的工作過(guò)程。
因此，本發(fā)明提供了一種可以在高頻下在大占空因數(shù)范圍(即約25％至約50％)內(nèi)工作而不產(chǎn)生功率損耗的諧振激勵(lì)電路和提供該諧振激勵(lì)電路的方法。通過(guò)調(diào)節(jié)諧振電路內(nèi)的各部件，可以實(shí)現(xiàn)正確占空因數(shù)，從而激勵(lì)諸如MOS柵控功率器件之類(lèi)的開(kāi)關(guān)器件。
根據(jù)以下提供的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的其它可應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒆兊酶用黠@。顯然，說(shuō)明本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明和特定實(shí)例僅具有說(shuō)明性意義，而不是用于限制本發(fā)明的范圍。
根據(jù)詳細(xì)說(shuō)明和附圖，本發(fā)明將變得更容易被充分理解，附圖包括圖1是典型全正弦波激勵(lì)電路的原理圖；圖2是另一個(gè)典型全正弦波激勵(lì)電路的原理圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明原理構(gòu)造的半正弦波激勵(lì)電路的原理圖；圖4是具有直流偏置的、圖3所示半正弦波激勵(lì)電路的原理圖；圖5(a)和5(b)是示出圖3和圖4所示半正弦波激勵(lì)電路產(chǎn)生的正弦波信號(hào)的曲線圖；圖6(a)至6(c)是示出根據(jù)本發(fā)明的半正弦波激勵(lì)電路產(chǎn)生的激勵(lì)電壓的曲線圖；圖7是具有變壓器耦合的、根據(jù)本發(fā)明的半正弦波激勵(lì)電路的另一種構(gòu)造的原理圖；以及圖8是實(shí)現(xiàn)以13.56MHz工作的、根據(jù)本發(fā)明半正弦波激勵(lì)電路的原理圖。
具體實(shí)施例方式
對(duì)優(yōu)選實(shí)施例所做的以下描述僅是說(shuō)明性的，而不是為了限制本發(fā)明、本發(fā)明應(yīng)用或用途。因此，盡管在此公開(kāi)的本發(fā)明應(yīng)用通常涉及具有特定配置、用于激勵(lì)特定器件的諧振激勵(lì)電路，但是本發(fā)明應(yīng)用并不局限于此，根據(jù)本發(fā)明，還可以提供用于激勵(lì)不同器件的其它配置。
在圖1和圖2所示的典型諧振激勵(lì)電路中，在此通常用標(biāo)號(hào)20表示該諧振激勵(lì)電路，設(shè)置全正弦波諧振激勵(lì)電路，例如，與MOS器件一起使用。特別是，與串聯(lián)諧振電路24相連的變壓器根據(jù)方波電壓輸入信號(hào)提供正弦波輸出。該正弦波輸出用于控制開(kāi)關(guān)器件26，如圖所示，開(kāi)關(guān)器件26是絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管，通常將它設(shè)置為半橋式配置。應(yīng)該注意，也可以根據(jù)特定應(yīng)用和激勵(lì)要求，采用其它類(lèi)型的晶體管。
將各開(kāi)關(guān)器件26的輸出組合在一起送到輸出網(wǎng)絡(luò)變壓器等。實(shí)質(zhì)上是提供變壓器耦合推挽工作過(guò)程，并且可以應(yīng)用于例如功率變換應(yīng)用中。應(yīng)該注意，也可以是其它配置，例如，包括并聯(lián)。在工作過(guò)程中，通過(guò)改變“空載時(shí)間”的時(shí)長(zhǎng)或者通過(guò)改變斷開(kāi)一個(gè)開(kāi)關(guān)器件與接通另一個(gè)開(kāi)關(guān)器件之間的過(guò)渡時(shí)間可以改變圖1和圖2所示激勵(lì)電路20的占空因數(shù)，所以為了改變圖1和圖2所示激勵(lì)電路20的占空因數(shù)，必須降低每個(gè)開(kāi)關(guān)器件的輸入信號(hào)的幅值。這樣會(huì)產(chǎn)生不可接受的工作電壓，從而導(dǎo)致受激器件不正常工作，特別是對(duì)于高工作頻率(即大于100KHz)。
在描述了因?yàn)楣β蕟?wèn)題，特別是在高頻時(shí)具有有限控制占空因數(shù)的典型全正弦波激勵(lì)電路后，本發(fā)明一般地提供了一種其占空因數(shù)控制范圍更大、無(wú)需更低幅值(即功率損耗)具有高工作頻率的半正弦波諧振激勵(lì)電路。在工作過(guò)程中，將半正弦波輸出送到一個(gè)開(kāi)關(guān)器件用于控制該受激器件(例如MOS柵控功率器件)的工作過(guò)程。
特別是，參考根據(jù)本發(fā)明原理配置的半正弦波激勵(lì)電路的一種典型結(jié)構(gòu)，圖3示出這種激勵(lì)電路，在此通常用標(biāo)號(hào)30表示這種激勵(lì)電路。如圖所示，E類(lèi)單端諧振電路32通過(guò)電容與功率開(kāi)關(guān)器件36(例如絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管)的柵極34相連。
在工作過(guò)程中，通常將方波電壓信號(hào)輸入38送到激勵(lì)開(kāi)關(guān)元件(Q1)40(例如晶體管)，根據(jù)本發(fā)明的激勵(lì)電路30在功率開(kāi)關(guān)器件36的柵極端34產(chǎn)生正半正弦波信號(hào)42。該正半正弦波信號(hào)42的周期與由激勵(lì)電感(即電感器L)44、電容(即電容器C)46、耦合電容(即電容器CBL)48以及受激柵電容(即電容器Cgs)50確定的諧振頻率成正比?；诜讲妷盒盘?hào)輸入38頻率，在約工作諧振頻率與約其2倍工作諧振頻率之間提供正半正弦波信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)約50％至約25％之間的占空因數(shù)。此典型結(jié)構(gòu)中的激勵(lì)開(kāi)關(guān)器件(Q1)40處于正常0電壓E類(lèi)開(kāi)關(guān)情況，因此沒(méi)有開(kāi)關(guān)損耗。所有柵電荷在柵極端34與積聚在供電去耦電容器(Cd)41內(nèi)的激勵(lì)電源之間被再利用。
由于柵極端34通過(guò)電容與諧振電路32相連，所以正電壓/秒與負(fù)電壓/秒將出現(xiàn)平衡，從而產(chǎn)生某個(gè)負(fù)斷開(kāi)偏置。為了平衡負(fù)斷開(kāi)偏置，附加輔助直流偏置電壓，從而使正交流振幅增加到最大。例如，如圖4所示，電阻(即電阻器R)52被設(shè)置用于連接任何直流偏置或者使泄漏電流接地。如圖5(a)所示，在電路的直流電平因?yàn)殡娙蓠詈隙淮_定時(shí)，激勵(lì)電路30產(chǎn)生的半正弦波信號(hào)42可能具有負(fù)分量54。如果附加適當(dāng)電阻52(即用于補(bǔ)償負(fù)斷開(kāi)偏置)，則可以減小或?qū)嶋H上消除負(fù)分量54以產(chǎn)生如圖5(b)所示的半正弦波信號(hào)42’。
通常利用已知方式以約50∶50占空因數(shù)激勵(lì)激勵(lì)開(kāi)關(guān)器件(Q1)40。然而，在工作過(guò)程中，這樣不能使激勵(lì)開(kāi)關(guān)器件(Q1)40的輸出以50∶50接通和斷開(kāi)。如圖6(a)至6(c)所示，在電壓降低到0之后的周期中，如位于56的t1所示，激勵(lì)開(kāi)關(guān)器件(Q1)40反向?qū)ǎ瑥亩怪C振能量返回積聚在Cd 41內(nèi)的激勵(lì)開(kāi)關(guān)器件(Q1)40電源(supply)。因此，只需在此能量全部恢復(fù)之前的某個(gè)點(diǎn)接通激勵(lì)開(kāi)關(guān)器件(Q1)40。
在圖7所示的半正弦波激勵(lì)電路30’的另一結(jié)構(gòu)中，可以配置激勵(lì)電感44作為變壓器58以在激勵(lì)開(kāi)關(guān)器件(Q1)40與輸出器件之間增加隔離。該結(jié)構(gòu)還可以對(duì)占空因數(shù)通常在約50％與約75％之間的負(fù)半正弦波信號(hào)進(jìn)行相位變換。作為一種選擇，還可以采用具有相反極性的激勵(lì)開(kāi)關(guān)器件(Q1)40。
作為根據(jù)本發(fā)明原理構(gòu)造的半正弦波激勵(lì)電路30的另一個(gè)特定例子，并且為了更清楚地說(shuō)明具有特定工作特性的這種電路，圖8示出為了以13.56MHz頻率工作而構(gòu)造的半正弦波激勵(lì)電路30”。如圖所示，電感器(L1)60通過(guò)690pF電容器64與STP10NB20晶體管62的柵極66的電容諧振以產(chǎn)生約18MHz(即約38％的占空因數(shù))的半正弦脈沖。通過(guò)構(gòu)成分壓器的1K電阻器68和4K7 70對(duì)柵極66施加直流偏置。
通過(guò)47K電阻器72，直流干線開(kāi)始供電。積聚在47uF電容器74內(nèi)的電荷開(kāi)始激勵(lì)過(guò)程，直到輸出振幅達(dá)到足以通過(guò)電感器(L2)76上的兩個(gè)繞線線圈和1DQ06二極管78進(jìn)行供電的幅值。流入電感器(L2)76的電流有助于接通和斷開(kāi)STP10NB20 62的輸出電容。在IRF510s晶體管80的柵電容不與輸入端的電感器(L3)84發(fā)生諧振(resonate out)情況下，利用變壓器(T1)82，采用正弦波信號(hào)反相激勵(lì)I(lǐng)RF510s晶體管80。
因此，通過(guò)提供足夠小的占空因數(shù)使得有足夠時(shí)間對(duì)輸出電容進(jìn)行充電/放電、從而實(shí)現(xiàn)有效接通和斷開(kāi)，本發(fā)明提供了一種具有獨(dú)立幅值，實(shí)現(xiàn)在更大占空因數(shù)范圍(即約25％至約50％)內(nèi)對(duì)其占空因數(shù)進(jìn)行控制的半正弦波諧振激勵(lì)電路。如上所述，本發(fā)明尤其適合以高頻(例如10+MHz)工作。例如，在大占空因數(shù)范圍內(nèi)工作尤其適合應(yīng)用于在交替導(dǎo)通之間需要大空載時(shí)間以使橋式器件的輸出電容循環(huán)的高頻半橋式電路。應(yīng)該注意，半橋式正弦波信號(hào)通常含有顯著諧波，這樣，為了可靠通過(guò)這些諧波，根據(jù)本發(fā)明設(shè)置的任何變壓器均必須具有足夠高頻性能和帶寬。
盡管根據(jù)以特定頻率工作的特定部件部分對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明并不局限于此。例如，在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造半正弦波激勵(lì)電路30時(shí)，對(duì)于特定激勵(lì)直流電壓和激勵(lì)器件振幅，可以對(duì)電感44、電容46以及電容48進(jìn)行調(diào)節(jié)以獲得要求的柵極34振幅。此外，激勵(lì)器件還可以是任何一種MOS受控器件，例如MOSFET，IGBT等。此外，激勵(lì)器件還可以是受控MOS或雙極MOS和包括用于實(shí)現(xiàn)反向?qū)ǖ姆聪虿⒙?lián)二極管。
對(duì)本發(fā)明所做的說(shuō)明僅是示例性的，因此根據(jù)本發(fā)明原理的各種變化均屬于本發(fā)明范圍。這些變化屬于權(quán)利要求所述本發(fā)明實(shí)質(zhì)范圍。
權(quán)利要求
1.一種提供改進(jìn)的操作和占空因數(shù)控制的激勵(lì)器件，該激勵(lì)器件包括開(kāi)關(guān)裝置，用于根據(jù)激勵(lì)信號(hào)以占空因數(shù)工作；以及柵極激勵(lì)裝置，用于根據(jù)輸入信號(hào)，產(chǎn)生半正弦波輸出信號(hào)，用作開(kāi)關(guān)裝置的激勵(lì)信號(hào)，該柵極激勵(lì)裝置具有與開(kāi)關(guān)裝置的柵極相連的諧振電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激勵(lì)器件，其中開(kāi)關(guān)裝置包括晶體管，而柵極激勵(lì)裝置對(duì)該晶體管的柵極提供半正弦波輸出信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激勵(lì)器件，其中輸入信號(hào)是方波，諧振電路適于被配置在方波輸入信號(hào)的工作頻率與約其2倍工作頻率之間，從而實(shí)現(xiàn)約50％至約25％之間的占空因數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激勵(lì)器件，其中諧振電路包括適于被配置用以根據(jù)方波輸入信號(hào)確定的激勵(lì)頻率對(duì)占空因數(shù)進(jìn)行控制的激勵(lì)電感和電容。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激勵(lì)器件，其中諧振電路包括具有變壓器的激勵(lì)電感，并且該諧振電路適于被配置以實(shí)現(xiàn)約50％至約75％的占空因數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激勵(lì)器件，該激勵(lì)器件進(jìn)一步包括直流偏置裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激勵(lì)器件，其中諧振電路包括通過(guò)電容與開(kāi)關(guān)裝置的柵極相連的E類(lèi)單端諧振電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激勵(lì)器件，其中開(kāi)關(guān)裝置是金屬氧化物半導(dǎo)體。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激勵(lì)器件，該激勵(lì)器件進(jìn)一步包括提供方波輸入信號(hào)的硬性開(kāi)關(guān)。
10.一種在高工作頻率下提供改進(jìn)的獨(dú)立幅值和占空因數(shù)控制而不產(chǎn)生功率損耗的半正弦波激勵(lì)電路，該半正弦波激勵(lì)電路包括MOS受控器件，其被接通和斷開(kāi)以實(shí)現(xiàn)約25％至約50％的占空因數(shù)；以及諧振激勵(lì)電路，通過(guò)電容與MOS受控器件的柵極相連，根據(jù)周期性輸入信號(hào)提供半正弦波輸出信號(hào)用于激勵(lì)MOS受控器件，并且該諧振激勵(lì)電路適于在周期性輸入信號(hào)的工作頻率與約其2倍工作頻率之間工作從而接通和斷開(kāi)MOS受控器件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半正弦波激勵(lì)電路，其中周期性輸入信號(hào)是方波，諧振激勵(lì)電路包括可以被一起配置用以實(shí)現(xiàn)約25％至約50％的占空因數(shù)的激勵(lì)電感和電容。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半正弦波激勵(lì)電路，該半正弦波激勵(lì)電路進(jìn)一步包括直流偏置裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半正弦波激勵(lì)電路，其中諧振激勵(lì)電路包括提供激勵(lì)電感的變壓器。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半正弦波激勵(lì)電路，其中MOS受控器件是包括晶體管的開(kāi)關(guān)器件。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半正弦波激勵(lì)電路，該半正弦波激勵(lì)電路在工作過(guò)程中適于以超過(guò)10MHz的頻率實(shí)現(xiàn)約25％至約50％的占空因數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半正弦波激勵(lì)電路，該半正弦波激勵(lì)電路進(jìn)一步包括硬性開(kāi)關(guān)輸入器件，用于提供方波輸入信號(hào)。
17.一種在高工作頻率下對(duì)激勵(lì)電路的占空因數(shù)進(jìn)行控制又不產(chǎn)生功率損耗的方法，該方法包括步驟接受周期性輸入信號(hào)；利用通過(guò)電容與開(kāi)關(guān)裝置相連的諧振電路，根據(jù)周期性輸入信號(hào)產(chǎn)生半正弦波輸出信號(hào)；以及配置諧振電路以提供半正弦波輸出信號(hào)，從而以約25％至50％的占空因數(shù)運(yùn)行開(kāi)關(guān)裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，該方法進(jìn)一步包括對(duì)諧振電路提供直流配置。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中周期性輸入信號(hào)是方波。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，該方法進(jìn)一步包括利用與諧振電路相連的變壓器增加隔離。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，該方法進(jìn)一步包括利用與諧振電路相連的變壓器倒置激勵(lì)波形以實(shí)現(xiàn)約50％至75％的占空因數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種尤其以高頻實(shí)現(xiàn)大占空因數(shù)范圍運(yùn)行,而不產(chǎn)生功率損耗的半正弦波激勵(lì)電路。諧振電路通過(guò)電容與一個(gè)開(kāi)關(guān)器件相連,從而通過(guò)諧振電路再利用開(kāi)關(guān)器件的柵極電荷,實(shí)現(xiàn)大占空因數(shù)范圍。因此,根據(jù)方波輸入信號(hào)產(chǎn)生半正弦波激勵(lì)信號(hào)。在占空因數(shù)范圍內(nèi),工作時(shí)的激勵(lì)幅值不變。
文檔編號(hào)H02M1/08GK1423418SQ02155909
公開(kāi)日2003年6月11日 申請(qǐng)日期2002年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月6日
發(fā)明者保羅·喬治·本奈特 申請(qǐng)人:Eni技術(shù)公司