本發(fā)明涉及開關管驅動領域，具體涉及一種鋰離子電池在線eis精確測量系統(tǒng)及方法。

背景技術：

1、隨著高功率密度電源的不斷發(fā)展，開關管作為電能轉換重要控制器件，因開關管失效而導電源故障占總故障的90％以上，其中由開關管驅動電路異常導致直接損害占比故障率的30%以上，可靠的驅動電路對開關管運行在安全的工作區(qū)至關重要。

2、針對高功率密度電源中開關管受到驅動電路工作異常，導致開關管損壞影響電源正常工作，本專利提出一種新型的開關管驅動電路及其設計方法。

技術實現思路

1、本發(fā)明目的是提供一種驅動電路，具備快速開通關斷能力，能夠將脈沖驅動轉換為脈寬驅動，將脈沖觸發(fā)的精確度轉化應用到電平觸發(fā)，提高控制精度。

2、本發(fā)明為實現上述目的，通過以下技術方案實現：

3、一種新型驅動電路，包括驅動回路和脈沖回路，驅動回路包括功率開關管q3；

4、脈沖回路輸入為vin脈沖輸入端，輸出為von脈寬輸出端；脈沖回路包括電阻r1、電阻r2、電容c1、開關管q1及其體二極管d1、開關管q2及其體二極管d2、穩(wěn)壓二極管t1、穩(wěn)壓二極管t2，電阻r1的一端和脈沖輸入端vin的負相端相連，r1另一端同電容c1的一端相連，c1另一端和脈沖輸入端vin的正相端相連，開關管q1源極同脈沖輸入端vin的正相端相連，柵極同穩(wěn)壓二極管t1的陽極相連，漏極同穩(wěn)壓二極管t2的陰極相連，二極管d1為并聯在開關管q1漏極和源極之間的寄生二極管且d1的陽極和開關管q1源極相連、d1陰極和開關管q1漏極連接，穩(wěn)壓二極管t1的陰極同脈沖輸入端vin的負相端相連，開關管q2源極和穩(wěn)壓二極管t1陰極相連，漏極同電阻r2下端相連，柵極同穩(wěn)壓二極管t2的陽極相連，二極管d2為并聯在開關管q2漏極和源極之間的寄生二極管且d2陽極和開關管q2源極相連、d2陰極和開關管q2漏極相連，電阻r2上端同t2陰極相連，von脈沖正端接于電阻r2上端，von脈沖負端接電阻r2下端。

5、進一步的，驅動回路包括電阻r2、電阻r3、磁珠l1、功率開關管q3及其體二極管d3，電阻r2上端與電阻r3一端相連，r3另一端與磁珠l1一端連接，l1另一端與功率開關管q3柵極相連，功率開關管q3源極與電阻r2下端相連。

6、進一步的，電阻r3為功率開關管q3的驅動電阻，其選型范圍為：

7、

8、其中，磁珠l1取值范圍為10~100nh，cgs為功率開關管q3的柵源間電容；

9、電阻r2為功率開關管q3的下拉驅動電阻，取值范圍為10~100kω。

10、進一步的，電容c1選型范圍為：

11、

12、其中w為單脈沖驅動的能量，u為驅動電壓，ciss為功率開關管q3的輸入電容。

13、進一步的，電阻r1選型范圍為：

14、

15、其中為單脈沖驅動時間，為正脈寬時間。

16、進一步的，開關管q1、q2均為nmos管，穩(wěn)壓二極管t1、t2的穩(wěn)壓電壓小于輸入驅動電壓vin。

17、進一步的，穩(wěn)壓二極管t1、t2的選型為：

18、

19、其中，vt為穩(wěn)壓二極管t1或t2的穩(wěn)壓電壓，vq為開關管q1或q2的驅動電壓，u為vin的輸入驅動電壓值。

20、一種上述新型驅動電路的驅動方法，當vin輸入正脈沖驅動時，正脈沖通過電阻r1對電容c1進行充電，開關管q1的體二極管d1正壓導通，開關管q1關斷，穩(wěn)壓二極管t2反向導通穩(wěn)壓，開關管q2正壓導通，vin輸入電壓施加在電阻r2兩端，進行正壓驅動；

21、當vin變?yōu)樨撁}沖時，負脈沖通過電阻r1對電容c1進行反向充電，穩(wěn)壓二極管t1承受負壓反向導通穩(wěn)壓，開關管q1正壓導通，穩(wěn)壓二極管t2的陰極同輸入電壓vin的負端相連，承受反向負壓，達不到反向擊穿電壓而關斷，同時開關管q2驅動電壓消失，q2關斷，q2的體二極管d2承受正向電壓而導通，電阻r2同輸入電壓vin并聯，并將負向脈沖施加在功率開關管q3，實現開關管關斷。

22、進一步的，當vin正脈沖驅動斷開時，開關管q1繼續(xù)保持關斷，體二極管d1繼續(xù)導通，電容c1上的正向電壓繼續(xù)通過d1施加在穩(wěn)壓二極管t2上，開關管q2柵極仍然承受正壓導通，電容c1經過d1、r2、q2、r1進行放電，電阻r1和電阻r2串聯分壓電容c1兩端的電壓，電阻r2兩端電壓高于功率開關管q3的驅動電壓時維持q3導通，達到脈寬驅動的效果，實現脈沖驅動到脈寬驅動的轉換；

23、當vin負脈沖驅動斷開時，電容c1上的負電壓繼續(xù)經過電阻r1施加在穩(wěn)壓二極管t1上，t1繼續(xù)承受反向擊穿穩(wěn)壓，開關管q1柵極仍然承受正壓導通，穩(wěn)壓二極管t2和開關管q2仍然處于關斷狀態(tài)，q2體二極管d2仍然導通，電容c1經過r1、d2、r2、q1進行放電，電阻r1和r2進行串聯分壓電容c1兩端電壓，電阻r2兩端負壓施加在功率開關管q3，實現持續(xù)負壓而關斷。

24、本發(fā)明的優(yōu)點在于：

25、通過調整脈寬，可以非常精確地控制負載設備的工作狀態(tài)，占空比可以通過動態(tài)調整使得系統(tǒng)控制更加靈活，能夠快速響應外部變化，從而滿足不同的應用需求；

26、電路相對簡單，易于設計和實現，有助于降低系統(tǒng)成本，可以減少能量損耗，尤其是在需要頻繁調節(jié)輸出功率的應用中，

27、驅動電路在大部分時間內處于完全導通或完全截止狀態(tài)，這減少了功率損耗，提高了整體效率；

28、綜上所述，本發(fā)明既能驅動脈沖控制、又能脈寬調節(jié)占空比的驅動電路，本發(fā)明電路結構簡單，可靠性高，具備脈沖控制的精度和脈寬控制的占空比調節(jié)功能，具有廣闊的推廣應用前景。

技術特征：

1.一種新型驅動電路，包括驅動回路，所述驅動回路包括功率開關管q3，其特征在于，還包括脈沖回路；

2.根據權利要求1所述新型驅動電路，其特征在于，所述驅動回路包括電阻r2、電阻r3、磁珠l1、功率開關管q3及其體二極管d3，電阻r2上端與電阻r3一端相連，r3另一端與磁珠l1一端連接，l1另一端與功率開關管q3柵極相連，功率開關管q3源極與電阻r2下端相連。

3.根據權利要求2所述新型驅動電路，其特征在于，所述電阻r3為功率開關管q3的驅動電阻，其選型范圍為：

4.根據權利要求2所述新型驅動電路，其特征在于，所述電容c1選型范圍為：

5.根據權利要求1所述新型驅動電路，其特征在于，所述電阻r1選型范圍為：

6.根據權利要求1、2任一所述新型驅動電路，其特征在于，所述開關管q1、q2均為nmos管，穩(wěn)壓二極管t1、t2的穩(wěn)壓電壓小于輸入驅動電壓vin。

7.根據權利要求6所述新型驅動電路，其特征在于，所述穩(wěn)壓二極管t1、t2的選型為：

8.一種基于權利要求1至7中任一項所述新型驅動電路的驅動方法，其特征在于，當vin輸入正脈沖驅動時，正脈沖通過電阻r1對電容c1進行充電，開關管q1的體二極管d1正壓導通，開關管q1關斷，穩(wěn)壓二極管t2反向導通穩(wěn)壓，開關管q2正壓導通，vin輸入電壓施加在電阻r2兩端，進行正壓驅動；

9.根據權利要求8所述新型驅動電路的驅動方法，其特征在于，當vin正脈沖驅動斷開時，開關管q1繼續(xù)保持關斷，體二極管d1繼續(xù)導通，電容c1上的正向電壓繼續(xù)通過d1施加在穩(wěn)壓二極管t2上，開關管q2柵極仍然承受正壓導通，電容c1經過d1、r2、q2、r1進行放電，電阻r1和電阻r2串聯分壓電容c1兩端的電壓，電阻r2兩端電壓高于功率開關管q3的驅動電壓時維持q3導通，達到脈寬驅動的效果，實現脈沖驅動到脈寬驅動的轉換；

技術總結
本發(fā)明公開了一種新型驅動電路及方法，包括電阻R1、R2、R3，電容C1、磁珠L1，開關管Q1、Q2，穩(wěn)壓二極管T1、T2及功率開關管Q3，VIN為脈沖輸入端，VON為脈寬輸出端。當VIN輸入正脈沖驅動時，功率開關管Q3導通，正脈沖驅動斷開時，利用脈寬維持Q3驅動，VIN輸入負脈沖時，實現開關管關斷，負脈沖驅動斷開時，實現持續(xù)負壓關斷。本發(fā)明能夠將脈沖驅動轉換為脈寬驅動，將脈沖觸發(fā)的精確度轉化應用到電平觸發(fā)，提高控制精度，且具有快速開通關斷能力。

技術研發(fā)人員：白洪超,嚴紀志,許可,陳帥先
受保護的技術使用者：山東艾諾智能儀器有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/11/14