本發(fā)明具體涉及一種改善開通電流的控制方法及該方法的控制電路。
背景技術(shù)：
1、在現(xiàn)代電力電子系統(tǒng)中，場效應(yīng)管（mosfet）因其高開關(guān)速度、低導(dǎo)通電阻和高輸入阻抗等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源、電機(jī)驅(qū)動、功率放大器等場合。然而，在場效應(yīng)管的實(shí)際應(yīng)用中，其開通瞬間產(chǎn)生的電流過沖問題一直是制約電路性能和器件可靠性的關(guān)鍵因素。當(dāng)場效應(yīng)管從關(guān)斷狀態(tài)轉(zhuǎn)為導(dǎo)通時(shí)，由于柵極電容的快速充電，會導(dǎo)致漏極電流迅速上升，產(chǎn)生較大的電流沖擊。這種瞬態(tài)電流不僅會增加電路的開關(guān)損耗，還可能引發(fā)電應(yīng)力集中，加速場效應(yīng)管的老化，甚至導(dǎo)致器件失效。
2、現(xiàn)有技術(shù)中，針對場效應(yīng)管開通電流過大的問題，常見的解決方案包括以下幾種。
3、（一）柵極驅(qū)動電阻調(diào)節(jié)法：通過在柵極串聯(lián)電阻以減緩柵極電壓的上升速率，從而降低漏極電流的變化率。然而，固定阻值的電阻難以適應(yīng)不同工作條件下的動態(tài)需求，且過大的電阻會導(dǎo)致開關(guān)速度下降，影響系統(tǒng)效率（參見韋申請?zhí)枮椋篶n201510123456.7）。
4、（二）主動?xùn)艠O驅(qū)動電路：采用專用驅(qū)動芯片或復(fù)雜控制邏輯實(shí)現(xiàn)柵極電壓的斜率控制。此類方案雖能精確調(diào)節(jié)開通速度，但增加了電路復(fù)雜度和成本，且對高頻噪聲敏感（對比文件us2017/0256321a1）。
5、（三）并聯(lián)緩沖電路：在漏源極之間并聯(lián)rc吸收網(wǎng)絡(luò)或二極管-電容組合，以抑制電流尖峰。但此類方法會引入額外的功耗和體積，且對高頻開關(guān)場景效果有限（參考文獻(xiàn)《功率半導(dǎo)體器件與應(yīng)用》2020年版）。
6、上述現(xiàn)有技術(shù)的主要缺陷包括如下。
7、一、靈活性不足：傳統(tǒng)柵極電阻調(diào)節(jié)法無法動態(tài)適應(yīng)負(fù)載變化或工作環(huán)境波動，導(dǎo)致優(yōu)化效果受限。二、成本與復(fù)雜度高：主動驅(qū)動方案依賴專用芯片或復(fù)雜控制算法，增加了設(shè)計(jì)難度和制造成本。三、效率與可靠性矛盾：緩沖電路雖能抑制電流沖擊，但犧牲了系統(tǒng)效率和緊湊性，尤其在高溫或高密度封裝場景中表現(xiàn)不佳。四、抗干擾能力弱：現(xiàn)有方案對電源噪聲和寄生參數(shù)敏感，易導(dǎo)致控制信號失真，影響場效應(yīng)管的穩(wěn)定開關(guān)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種改善開通電流的控制方法及該方法的控制電路,?能減少了電流沖擊，降低了電路中的損耗，提高了場效應(yīng)管的使用壽命和起到改善開通電流特性，還能良好的抗干擾能力和穩(wěn)定性，能夠在不同的工作環(huán)境下可靠工作，起到穩(wěn)定性高和滿足不同的應(yīng)用需求和起到控制靈活優(yōu)點(diǎn)。
2、本發(fā)明公開一種改善場效應(yīng)管開通電流的控制方法，包括以下步驟。
3、通過場效應(yīng)管q1將第一vcc端與out端連接。
4、通過三極管q2的集電極與場效應(yīng)管q1的柵極連接形成控制通路。
5、向三極管q2的基極施加control端的控制信號以調(diào)節(jié)場效應(yīng)管q1的導(dǎo)通狀態(tài)。
6、通過三極管q2的導(dǎo)通與截止控制場效應(yīng)管q1柵極的電流路徑。
7、具體進(jìn)一步，在所述三極管q2的基極與所述control端之間設(shè)置第三電阻r3，以限制輸入至三極管q2基極的驅(qū)動電流。
8、具體進(jìn)一步，在所述三極管q2的基極和發(fā)射極之間并聯(lián)第四電阻r4，以提供三極管q2的基極偏置電流泄放路徑。
9、具體進(jìn)一步，通過第二電阻r2連接場效應(yīng)管q1的基極與三極管q2的集電極，以調(diào)節(jié)場效應(yīng)管q1的柵極驅(qū)動阻抗。
10、具體進(jìn)一步，在所述第一vcc端與地之間設(shè)置第二電容c2進(jìn)行電源濾波，并在out端與地之間設(shè)置第三電容c3進(jìn)行輸出端濾波。
11、具體進(jìn)一步，通過調(diào)節(jié)control端的信號電平控制三極管q2的導(dǎo)通程度，進(jìn)而控制場效應(yīng)管q1的柵極充電速率。
12、具體進(jìn)一步，當(dāng)control端施加高電平時(shí)，三極管q2導(dǎo)通并拉低場效應(yīng)管q1的基極電位，加速場效應(yīng)管q1的關(guān)斷過程。
13、具體進(jìn)一步，當(dāng)control端施加低電平時(shí)，三極管q2截止，通過外部電路為場效應(yīng)管q1的柵極提供導(dǎo)通電流。
14、同時(shí)，本發(fā)明還提供一種應(yīng)用上述的改善場效應(yīng)管開通電流的控制方法的控制電路，包括第一vcc端和out端，所述vcc端和out端之間通過場效應(yīng)管q1相連接，還包括三極管q2，場效應(yīng)管q1的基極與三極管q2的集電極相連接，三極管q2的基極連接有control端。
15、具體進(jìn)一步，所述三極管q2的基極與control端之間通過第三電阻r3，所述三極管q2的基極和發(fā)射極之間連接有第四電阻r4，所述場效應(yīng)管q1的柵極與三極管q2的集電極之間通過第二電阻r2相連接，所述第一vcc端連接有第二電容c2的一端，第二電容c2的一端連接有接地端gnd，out端接有第三電容c3的一端，第三電容c3另的一端連接有接地端gnd。
16、本發(fā)明的有益效果如下。
17、一、本電路通過精確控制場效應(yīng)管q1的導(dǎo)通和關(guān)斷過程，減少了電流沖擊，降低了電路中的損耗，提高了場效應(yīng)管的使用壽命和起到改善開通電流特性。
18、二、場效應(yīng)管q1上合理設(shè)置第一電阻r1和第一電容c1，使得電路具有良好的抗干擾能力和穩(wěn)定性，能夠在不同的工作環(huán)境下可靠工作，起到穩(wěn)定性高。
19、三、本電路通過調(diào)節(jié)control端的信號電平，可以方便地控制場效應(yīng)管的導(dǎo)通狀態(tài)和柵極充電速率，滿足不同的應(yīng)用需求和起到控制靈活優(yōu)點(diǎn)。
1.一種改善場效應(yīng)管開通電流的控制方法，其方法如下：包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善場效應(yīng)管開通電流的控制方法，其特征在于：在所述三極管q2的基極與所述control端之間設(shè)置第三電阻r3，以限制輸入至三極管q2基極的驅(qū)動電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善場效應(yīng)管開通電流的控制方法，其特征在于：在所述三極管q2的基極和發(fā)射極之間并聯(lián)第四電阻r4，以提供三極管q2的基極偏置電流泄放路徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善場效應(yīng)管開通電流的控制方法，其特征在于：通過第二電阻r2連接場效應(yīng)管q1的柵極與三極管q2的集電極，以調(diào)節(jié)場效應(yīng)管q1的柵極驅(qū)動阻抗。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善場效應(yīng)管開通電流的控制方法，其特征在于：在所述第一vcc端與地之間設(shè)置第二電容c2進(jìn)行電源濾波，并在out端與地之間設(shè)置第三電容c3進(jìn)行輸出端濾波。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善場效應(yīng)管開通電流的控制方法，其特征在于：通過調(diào)節(jié)control端的信號電平控制三極管q2的導(dǎo)通程度，進(jìn)而控制場效應(yīng)管q1的柵極充電速率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的改善場效應(yīng)管開通電流的控制方法，其特征在于：當(dāng)control端施加高電平時(shí)，三極管q2導(dǎo)通并拉低場效應(yīng)管q1的柵極電位，加速場效應(yīng)管q1的關(guān)斷過程。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的改善場效應(yīng)管開通電流的控制方法，其特征在于：當(dāng)control端施加低電平時(shí)，三極管q2截止，通過外部電路為場效應(yīng)管q1的柵極提供導(dǎo)通電流。
9.一種應(yīng)用如權(quán)利要求1至8任何一項(xiàng)所述改善場效應(yīng)管開通電流的控制方法的控制電路，包括第一vcc端和out端，其特征在于：所述vcc端和out端之間通過場效應(yīng)管q1相連接，還包括三極管q2，場效應(yīng)管q1的柵極與三極管q2的集電極相連接，三極管q2的基極連接有control端。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制電路，其特征在于：所述三極管q2的基極與control端之間通過第三電阻r3，所述三極管q2的基極和發(fā)射極之間連接有第四電阻r4，所述場效應(yīng)管q1的柵極與三極管q2的集電極之間通過第二電阻r2相連接，所述第一vcc端連接有第二電容c2的一端，第二電容c2的一端連接有接地端gnd，out端接有第三電容c3的一端，第三電容c3另的一端連接有接地端gnd。