MOSFET的諧極驅(qū)動
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為了解決上面的問題，我們提出了一種新的諧振驅(qū)動器[5]，如圖3所示，在這個電路里面，一個互補(bǔ)的驅(qū)動對MDR1和MDR2和傳統(tǒng)的驅(qū)動器一樣。一個電感LR在諧振元件插入，兩個二極管DDR1和DDR2用來鉗位VGS和用來恢復(fù)驅(qū)動能量。開關(guān)管在開通或關(guān)斷LR才會出現(xiàn)諧振電流，占空比的變化不影響電路工作。而且，當(dāng)二極管恢復(fù)驅(qū)動能量時(shí)，就提供了一個相應(yīng)的低阻抗通路。
我們根據(jù)圖3b的波形來解釋一下這個電路。在一開始的時(shí)候VGS=0（tt1）,兩個驅(qū)動管都是關(guān)斷的，電感電流為零。在t1時(shí)刻，MDR1開通和一個電壓脈沖出現(xiàn)在MDR1和MDR2的連接點(diǎn)。這時(shí)候電感電流 iLR和電容電壓開始上升，直到在t2時(shí)刻，當(dāng)VGS_M1=VDD和iLR=IPEAK 這個過程結(jié)束。如果諧振電路的品質(zhì)因數(shù)Q足夠高，IPEAK和上升時(shí)間tr=t2-t1計(jì)算出來。
CG_M1是一個相等的門極電容M1，ZO是諧振電路的特征阻抗，WO是諧振頻率。在t2到t3這個時(shí)間，VGS_M1被DDR1和iLR鉗位在VDD。在t3時(shí)刻 MDR1關(guān)斷，能量恢復(fù)過程初始化：電感電流導(dǎo)通了體二極管MDR2，電流通路MDR2—LR——DDR1—VDD。穩(wěn)態(tài)電壓VDD穿過LR時(shí)，電感電流的減少是線性的，恢復(fù)時(shí)間trec(=t4-t3)可以簡單表示為
在時(shí)間t1到t2 ，從直流電源VDD轉(zhuǎn)換到諧振電感的能量為
這個電路和傳統(tǒng)的驅(qū)動電路相比有以下優(yōu)點(diǎn)：
驅(qū)動能量可以在充放電轉(zhuǎn)換過程中恢復(fù)。在上文已經(jīng)提到這個問題，這個可以通過更詳細(xì)的計(jì)算來說明這一點(diǎn)，RG是阻值，包含MDR通態(tài)阻抗和LR的寄生電阻，主MOSFET M1的門極阻抗和其他配線的電阻，充電諧振過程中暫態(tài)電感電流iLR為
VGS鉗位提供了快速啟動和優(yōu)化的過驅(qū)動電壓，二極管DDR1和DDR2 不但起能量恢復(fù)的作用，而且把VGS鉗位在0或者VDD，防止過驅(qū)動。對于給定功率的MOSFET，圖3中的驅(qū)動速度主要從諧振電感LR決定。選擇小的LR可以提高的轉(zhuǎn)換速度，增大能量了損耗。對于多數(shù)的高頻應(yīng)用，MOSFET上升/下降時(shí)間由最大上升時(shí)間決定。在這樣的情況下，LR的選擇要滿足以下要求
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