CN110768517B - 抑制场效应晶体管开关振荡的控制方法及其二阶模型 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种抑制场效应晶体管开关振荡的控制方法及其二阶模型，包括阶跃电源、与阶跃电源正极连接的主回路电感、与主回路电感连接的主回路电容和与主回路电容连接的主回路电阻，主回路电阻与阶跃电源的负极连接。该抑制场效应晶体管开关振荡的控制方法通过场效应晶体管开关回路的二阶模型使得场效应晶体管开关回路不需要在场效应晶体管开关回路中的主回路接入额外的阻尼设备，也不引入新的振荡模态；采用开通、关断二阶模型，得到能抑制该场效应晶体管开通或关断过程中出现振荡的驱动电阻，对场效应晶体管的开通或关断过程中出现的振荡得到有效抑制，解决了现有碳化硅MOSFET开关暂态过程出现振荡的技术问题。

Description

抑制场效应晶体管开关振荡的控制方法及其二阶模型

技术领域

本发明涉及开关器件振荡技术领域，尤其涉及一种抑制场效应晶体管开关振荡的控制方法及其二阶模型。

背景技术

碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)为代表的宽禁带半导体(第三代半导体)器件具有高结温、高阻断电压、高开关频率等特点，在高频高功率密度应用方面具有硅基器件无可比拟的优势。基于碳化硅的MOSFET器件是目前电力电子技术领域研究、应用的热点。

相比已成熟应用的硅基IGBT，碳化硅MOSFET的开关速度更快、开关时间更短，具有高频化、开关损耗小的优势。但是由于开关过程中的高电压变化率dv/dt和高电流变化率di/dt，以及开关回路中存在的寄生参数，碳化硅MOSFET开关暂态过程的振荡现象尤其严重，可能导致过电压、电磁干扰以及开关损耗问题。

在现有技术中，对于解决碳化硅MOSFET开关暂态过程的振荡现象方案中，比较常见的解决方案是：

一是通过优化PCB设计、器件封装工艺以减小寄生参数，但该方法受到当前制造技术水平限制，难以继续对寄生参数进行减小；

二是加装RC阻尼器改善开关回路的动态性能，该方法需增加额外的元件，增加了电路的复杂度，且不合适的阻尼参数可能引入新的振荡模态；

三是增加MOSFET驱动电阻以提升MOSFET场效晶体管的阻尼，但目前主要通过经验选取驱动电阻，缺乏有效的模型依据，若选择过大的驱动电阻可能导致MOSFET的开关响应速度减慢。

因此，针对上述情况，如何选取碳化硅MOSFET的驱动电阻到达抑制MOSFET开关振荡成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。

发明内容

本发明提供了一种抑制场效应晶体管开关振荡的控制方法及其二阶模型，用于解决现有碳化硅MOSFET开关暂态过程出现振荡，可能导致过电压、电磁干扰而使电子器件损坏的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种场效应晶体管开关回路的二阶模型，该二阶模型基于双脉冲测试电路，包括阶跃电源、与所述阶跃电源正极连接的主回路电感、与所述主回路电感连接的主回路电容和与所述主回路电容连接的主回路电阻，所述主回路电阻与所述阶跃电源的负极连接。

优选地，所述场效应晶体管开关回路的二阶模型处于开通过程中，该二阶模型包括第一阶跃电源、与所述第一阶跃电源正极连接的主回路电感、与所述主回路电感连接的第一电容和与所述第一电容连接的第一主回路电阻，所述第一主回路电阻与所述第一阶跃电源的负极连接。

优选地，该场效应晶体管开关回路的二阶模型在开通过程中需要的时间t_r1，t_r1的公式为：

其中，ξ₁为所述场效应晶体管开关回路的二阶模型处于开通过程中的阻尼系数，L'_loop为所述主回路电感，C_J为所述第一电容，R_eq1为所述第一主回路电阻。

优选地，所述第一主回路电阻为R_eq1，R_eq1的公式为：

其中，R_eq1为所述第一主回路电阻，ω_ON为场效应晶体管开关回路的二阶模型处于为开通过程中的谐振频率，L_D、L_G和L_S分别为场效应晶体管的漏极电感、栅极电感和源极电感，L'_loop为所述主回路电感，C_J为所述第一电容，R_GI代表场效应晶体管的栅极电阻，R_G为场效应晶体管的驱动电阻，C_GD、C_GS和C_DS分别为场效应晶体管的栅漏电容、栅源电容和漏源电容，R_DS(ON)为场效应晶体管的漏极和其源极之间处于接通过程中的电阻。

优选地，所述场效应晶体管开关回路的二阶模型处于关断过程中，该二阶模型包括第二阶跃电源、与所述第二阶跃电源正极连接的所述主回路电感、与所述主回路电感连接的等效电容和与所述等效电容连接的第二主回路电阻，所述第二主回路电阻与所述第二阶跃电源的负极连接。

优选地，在场效应晶体管开关回路中在关断过程中需要的时间t_r2，t_r2的公式为：

其中，ξ₂为所述场效应晶体管开关回路的二阶模型关断过程中的阻尼系数，L'_loop为所述主回路电感，C_D为所述等效电容，R_eq2为所述第二主回路电阻。

优选地，所述第二主回路电阻为R_eq2，R_eq2的公式为：

其中，ω_OFF为场效应晶体管开关回路的二阶模型为关断过程中的谐振频率，L_G和L_S分别为场效应晶体管的栅极电感和源极电感，L'_loop为所述主回路电感，C_GD、C_GS和C_DS分别为场效应晶体管的栅漏电容、栅源电容和漏源电容，R_GI代表所述场效应晶体管的栅极电阻，R_G为场效应晶体管的驱动电阻，C_S为场效应晶体管的源极侧等效电容，C_G为场效应晶体管的栅极侧等效电容。

本发明还提供一种抑制场效应晶体管开关振荡的控制方法，包括以下步骤：

获取上述所述的场效应晶体管开关回路的二阶模型；

根据所述二阶模型得到场效应晶体管在开通和关断过程中所需时间最少的阻尼系数；

将获得的阻尼系数与阻尼系数的预设值相比，取最小值，得到新的所述场效应晶体管开关回路中开通过程中的阻尼系数ξ_opt1和关断过程的阻尼系数ξ_opt2；

根据得到的阻尼系数ξ_opt1和ξ_opt2在所述二阶模型中计算得到场效应晶体管在开通或关断过程中抑制振荡的驱动电阻。

优选地，所述阻尼系数的预设值为0.6～0.8。

优选地，所述阻尼系数的预设值为0.8。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

1.该抑制场效应晶体管开关振荡的控制方法通过场效应晶体管开关回路的二阶模型使得场效应晶体管开关回路不需要在场效应晶体管开关回路中的主回路接入额外的阻尼设备，也不引入新的振荡模态；相比依据经验选取场效应晶体管的驱动电阻来抑制开关振荡问题，该场效应晶体管开关回路的二阶模型通过开通、关断二阶模型，得到能抑制该场效应晶体管开通或关断过程中出现振荡的驱动电阻，对场效应晶体管的开通或关断过程中出现的振荡得到有效抑制；解决了现有碳化硅MOSFET开关暂态过程出现振荡，可能导致过电压、电磁干扰而使电子器件损坏的技术问题；

2.该抑制场效应晶体管开关振荡的控制方法通过场效应晶体管开关回路的二阶模型得到场效应晶体管的开通和关断过程中所需时间最少的阻尼系数，之后与预设阻尼系数值比较，得到新的阻尼系数，在二阶模型中根据新的阻尼系数得到场效应晶体管在开通或关断过程中抑制振荡的驱动电阻。与现有的依靠经验选取驱动电阻来抑制场效应晶体管开关振荡问题，该抑制场效应晶体管开关振荡的控制方法更加合理，且效率高；也根据选取的驱动电阻使得场效应晶体管在开通、关断过程中开关振荡得到有效抑制，解决了现有碳化硅MOSFET开关暂态过程出现振荡，可能导致过电压、电磁干扰而使电子器件损坏的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为现有的场效应晶体管开关回路的典型双脉冲测试电路图。

图2为本发明实施例所述的场效应晶体管开关回路的二阶模型的电路框架图。

图3为本发明实施例所述的场效应晶体管开关回路的二阶模型开通过程中的电路图。

图4为本发明实施例所述的场效应晶体管开关回路的二阶模型关断过程中的电路图。

图5为本发明实施例所述的抑制场效应晶体管开关振荡的控制方法的步骤流程图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。。

本申请实施例提供了一种抑制场效应晶体管开关振荡的控制方法及其二阶模型，用于解决现有碳化硅MOSFET开关暂态过程出现振荡，可能导致过电压、电磁干扰而使电子器件损坏的技术问题。

实施例一：

本发明实施例中的场效应晶体管开关回路的典型双脉冲测试电路，应用于碳化硅MOSFET上，如图1所示，图1为现有的场效应晶体管开关回路的典型双脉冲测试电路图。

该场效应晶体管开关回路包括第一电源V_DC、与第一电源V_DC正极连接的寄生电感L_loop、与寄生电感L_loop连接的二极管D，与二极管D正极连接的场效应晶体管MOSFET、与场效应晶体管MOSFET栅极连接的驱动电阻R_G和与驱动电阻R_G连接的驱动电源V_GS，驱动电源V_GS与第一电源V_DC的负极连接；二极管D的正负极两端还并联有第一电容C_J。

场效应晶体管MOSFET的栅极与驱动电阻R_G之间串联有栅极电感L_G和栅极电阻R_GI，场效应晶体管MOSFET的源极串联源极电感L_S接地，场效应晶体管MOSFET的漏极串联漏极电感L_D与二极管的正极连接，场效应晶体管MOSFET的栅极与其漏极之间并联有栅漏电容C_GD，场效应晶体管MOSFET的栅极与其源极之间并联有栅源电容C_GS，场效应晶体管MOSFET的源极与其漏极之间并联有漏源电容C_DS。

其中，二极管D还并联有负载电感L，因负载电感L比该场效应晶体管开关回路中的寄生电感L_loop大很多，寄生电感L_loop的电感可以忽略不计，那么场效应晶体管MOSFET在开通和关断(关断)过程中，可以看作恒定电流源，不参与场效应晶体管MOSFET开关的振荡过程。

由此，本发明实施例提供了一种场效应晶体管开关回路的二阶模型，用于解决现有碳化硅MOSFET开关暂态过程出现振荡，可能导致过电压、电磁干扰而使电子器件损坏的技术问题。如图2所示，图2为本发明实施例所述的场效应晶体管开关回路的二阶模型的电路框架图。

本发明实施例提供的一种场效应晶体管开关回路的二阶模型，包括阶跃电源V、与阶跃电源V正极连接的主回路电感L、与主回路电感L连接的主回路电容C和与主回路电容C连接的主回路电阻R，主回路电阻R与阶跃电源V的负极连接。

需要说明的是，场效应晶体管MOSFET可以为碳化硅的MOSFET，也可以是其他材质制作的MOS管。在其他实施例中，场效应晶体管MOSFET也可以为三极管。

本发明实施例提供的场效应晶体管开关回路的二阶模型不需要在场效应晶体管开关回路中的主回路接入额外的阻尼设备，也不引入新的振荡模态；相比依据经验选取场效应晶体管的驱动电阻来抑制开关振荡问题，该场效应晶体管开关回路的二阶模型通过开通、关断二阶模型，得到能抑制该场效应晶体管开通或关断过程中出现振荡的驱动电阻，对场效应晶体管的开通或关断过程中出现的振荡得到有效抑制；解决了现有碳化硅MOSFET开关暂态过程出现振荡，可能导致过电压、电磁干扰而使电子器件损坏的技术问题。

如图3所示，图3为本发明实施例所述的场效应晶体管开关回路的二阶模型开通过程中的电路图。

在本发明的其中一个实施例中，该场效应晶体管开关回路的二阶模型处于开通过程中，二极管D反向偏置，第一电容C_J处于充电状态，漏源电容C_DS被短路，栅漏电容C_GD和栅源电容C_GS并联连接，场效应晶体管MOSFET的漏极和其源极之间的电压维持不变；该场效应晶体管开关回路的二阶模型包括第一阶跃电源V(t)、与第一阶跃电源V(t)正极连接的主回路电感L'_loop、与主回路电感L'_loop连接的第一电容C_J和与第一电容C_J连接的第一主回路电阻R_eq1，第一主回路电阻R_eq1与第一阶跃电源V(t)的负极连接。

该场效应晶体管开关回路的二阶模型处于开通过程中，可以将场效应晶体管MOSFET看作理想器件，场效应晶体管MOSFET处于导通状态，二极管D反向偏置，第一电容C_J处于充电状态，场效应晶体管MOSFET的源极和漏极处于导通，场效应晶体管MOSFET的源极和漏极导通的电阻R_DS(ON)直接与第一电容C_J连接，漏源电容C_DS被短路，栅漏电容C_GD和栅源电容C_GS并联连接。因场效应晶体管MOSFET开通的暂态过程中，场效应晶体管MOSFET的漏极和源极之间的电压V_DS基本保持不变，可以将场效应晶体管MOSFET这个电子元器件看作一个阻尼电阻，因此对场效应晶体管开关回路的开通过程电路进行简化，得到的场效应晶体管开关回路开通过程中的二阶模型，该场效应晶体管开关回路的二阶模型包括第一阶跃电源V(t)、与第一阶跃电源V(t)正极连接的主回路电感L'_loop、与主回路电感L'_loop连接的第一电容C_J和与第一电容C_J连接的第一主回路电阻R_eq1，第一主回路电阻R_eq1与第一阶跃电源V(t)的负极连接。

需要说明的是，第一电容C_J为二极管D的结电容，第一阶跃电源V(t)的电压从0V阶跃至第一电源V_DC的电压。具体地，主回路电感L'_loop的公式为：

L'_loop＝L_loop+L_D

第一主回路电阻R_eq1的公式为：

其中，ω_ON为该场效应晶体管开关回路的二阶模型处于开通过程中的谐振频率。

该场效应晶体管开关回路的二阶模型的特征方程为：

s为拉普拉斯变换(Laplace)变换后的复频域变量。其中，因二阶系统的特征方程为：

其中为ξ系统的阻尼系数(阻尼比)，ω_n为系统的自然震荡角频率。根据本发明中推导的二阶模型特征方程，可以得出其自然震荡角频率为：

根据该特征方程得到该场效应晶体管开关回路的二阶模型处于开通过程中的阻尼系数ξ₁，ξ₁的公式为：

根据得到的阻尼系数ξ₁，可以得到该场效应晶体管开关回路的二阶模型在开通过程中需要的时间t_r1，t_r1的公式为：

如图4所示，图4为本发明实施例所述的场效应晶体管开关回路的二阶模型关断过程中的电路图。

在本发明的其中一个实施例中，该场效应晶体管开关回路的二阶模型处于关断过程中，该场效应晶体管开关回路中的漏源电容C_DS处于充电状态，第一电容C_J被短路，场效应晶体管MOSFET的漏极和其源极之间的处于断开状态；该场效应晶体管开关回路的二阶模型包括第二阶跃电源V(t)'、与第二阶跃电源V(t)'正极连接的主回路电感L'_loop、与主回路电感L'_loop连接的等效电容C_D和与等效电容C_D连接的第二主回路电阻R_eq2，第二主回路电阻R_eq2与第二阶跃电源V(t)'的负极连接。

该场效应晶体管开关回路的二阶模型处于关断过程中，场效应晶体管MOSFET处于截止状态，漏源电容C_DS处于充电状态，第一电容C_J被短路，场效应晶体管MOSFET的源极和漏极处于截止，场效应晶体管MOSFET的源极和漏极之间断开，可以对场效应晶体管开关回路的二阶模型的关断过程电路进行简化，得到的场效应晶体管开关回路开通过程中的二阶模型，该场效应晶体管开关回路的二阶模型包括第二阶跃电源V(t)'、与第二阶跃电源V(t)'正极连接的主回路电感L'_loop、与主回路电感L'_loop连接的等效电容C_D和与等效电容C_D连接的第二主回路电阻R_eq2，第二主回路电阻R_eq2与第二阶跃电源V(t)'的负极连接。其中，关断包括关闭和或断开。

需要说明的是，等效电容C_D为栅漏电容C_GD、栅源电容C_GS和漏源电容C_DS三角形电路转化为星形电路后的漏极侧等效电容，第二阶跃电源V(t)'的电压从第一电源V_DC阶跃至0V的电压。具体地，主回路电感L'_loop的公式为：

L'_loop＝L_loop+L_D

第二主回路电阻R_eq2的公式为：

其中，ω_ON为该场效应晶体管开关回路的二阶模型处于关断过程中的谐振频率，C_S为场效应晶体管MOSFET的源极侧等效电容，C_G为场效应晶体管MOSFET的栅极侧等效电容。

场效应晶体管开关回路的二阶模型处于关断过程中，该场效应晶体管开关回路的二阶模型的特征方程为：

s为拉普拉斯变换(Laplace)变换后的复频域变量。

根据二阶系统的特征方程为以及该场效应晶体管开关回路的二阶模型的特征方程得到该场效应晶体管开关回路的二阶模型处于关断过程中的阻尼系数ξ₂，ξ₂的公式为：

根据得到的阻尼系数ξ₂，可以得到该场效应晶体管开关回路的二阶模型处于关断过程需要的时间t_r2，t_r2的公式为：

在场效应晶体管中其阻尼系数越小，场效应晶体管在导通或截止过程中产生的振荡越严重，场效应晶体管在正常工作下其导通或截止的过程中阻尼系数小于1，为欠阻尼状态。在该场效应晶体管开关回路的二阶模型中可以通过调节驱动电阻R_G改变等效的第一主回路电阻R_eq1或第二主回路电阻R_eq2的电阻，增大阻尼系数，达到抑制场效应晶体管MOSEFT在导通或截止过程中的振荡。

需要说明的是，在该场效应晶体管开关回路的二阶模型中为了保证场效应晶体管MOSEFT快速响应的同时使开关振荡得到抑制，阻尼系数ξ₁和ξ₂优先选取为0.8，即ξ₁＝ξ₂＝0.8。

实施例二：

另外由于场效应晶体管应用时开关速度要求较高，对于场效应晶体管导通或截止的时间要求，因此根据阻尼系数ξ₁或/和ξ₂调节驱动电阻R_G。如图5所示，图5为本发明实施例所述的抑制场效应晶体管开关振荡的控制方法的步骤流程图。本发明提供了一种抑制场效应晶体管开关振荡的控制方法，包括以下步骤：

S1.获取场效应晶体管开关回路的二阶模型；

S2.根据所述二阶模型得到所述场效应晶体管开关回路的二阶模型中开通和关断过程中所需时间最少的阻尼系数；

S3.将获得的阻尼系数与阻尼系数的预设值相比，取最小值，得到新的所述场效应晶体管开关回路中开通过程中的阻尼系数ξ_opt1和关断过程的阻尼系数ξ_opt2；

S4.根据得到的阻尼系数ξ_opt1和ξ_opt2在所述二阶模型中计算得到场效应晶体管在开通或关断过程中抑制振荡的驱动电阻。

在本发明实施例中，当场效应晶体管MOSFET的阻尼系数小于1时，阻尼系数越大，场效应晶体管MOSFET在导通(开通)或截止(关断)过程中所需时间越长上，那么场效应晶体管MOSFET导通或截止的开关速度越慢。因此为实现合理抑制场效应晶体管MOSFET在导通或截止过程中的开关振荡，需要在场效应晶体管MOSFET的阻尼系数和场效应晶体管MOSFET的导通或截止过程中所需时间之间进行研究。若场效应晶体管MOSFET的导通或截止过程中所需时间为最少时，该时间记为t_min，将t_min套入t_r1的公式和t_r2的公式中，得到场效应晶体管MOSFET的导通或截止过程中所需时间为最少的阻尼系数ξ′₁和ξ′₂，将得到的阻尼系数ξ′₁和ξ′₂与0.8的预设值相比，选取ξ′₁与0.8相比的最小值，并记为ξ_opt1；选取ξ₂'与0.8相比的最小值，并记为ξ_opt2。将得到的阻尼系数ξ_opt1套入ξ₁的公式和第一主回路电阻R_eq1的公式中得到抑制场效应晶体管MOSFET导通过程中开关振荡的驱动电阻优化设计值R_G(ON)-opt；将得到的阻尼系数ξ_opt2套入ξ₂的公式和第二主回路电阻R_eq2的公式中得到抑制场效应晶体管MOSFET截止过程中开关振荡的驱动电阻优化设计值R_G(OFF)-opt。

在本发明实施例中，ξ_opt1为场效应晶体管MOSFET导通过程中抑制开关振荡的优化阻尼系数，ξ_opt2为场效应晶体管MOSFET截止过程中抑制开关振荡的优化阻尼系数。

需要说明的是，场效应晶体管MOSFET的关断状态可以为场效应晶体管MOSFET的关闭状态，也可以为断开状态。

本发明的一个实施例中，所述阻尼系数的预设值为0.6～0.8。较优的，所述阻尼系数的预设值为0.8。

本发明提供的一种抑制场效应晶体管开关振荡的控制方法通过场效应晶体管开关回路的二阶模型得到场效应晶体管的开通和关断过程所需时间最少的阻尼系数，之后与预设阻尼系数值比较，得到新的阻尼系数，在二阶模型中根据新的阻尼系数得到场效应晶体管在开通或关断过程中抑制振荡的驱动电阻。与现有的依靠经验选取驱动电阻来抑制场效应晶体管开关振荡问题，该抑制场效应晶体管开关振荡的控制方法更加合理，且效率高；也根据选取的驱动电阻使得场效应晶体管在开通、关断过程开关振荡得到有效抑制，解决了现有碳化硅MOSFET开关暂态过程出现振荡，可能导致过电压、电磁干扰而使电子器件损坏的技术问题。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种抑制场效应晶体管开关振荡的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取场效应晶体管开关回路的二阶模型；

根据所述二阶模型得到场效应晶体管在开通和关断过程中所需时间最少的阻尼系数；

将获得的阻尼系数与阻尼系数的预设值相比，取最小值，得到新的所述场效应晶体管开关回路中开通过程中的阻尼系数ξ_opt1和关断过程的阻尼系数ξ_opt2；

根据得到的阻尼系数ξ_opt1和ξ_opt2在所述二阶模型中计算得到场效应晶体管在开通或关断过程中抑制振荡的驱动电阻；

所述阻尼系数的预设值为0.8。

2.根据权利要求1所述的抑制场效应晶体管开关振荡的控制方法，其特征在于，所述阻尼系数的预设值替换 为0.6～0.8。

3.根据权利要求1所述的抑制场效应晶体管开关振荡的控制方法，其特征在于，所述场效应晶体管开关回路的二阶模型基于双脉冲测试电路，所述二阶模型包括阶跃电源、与所述阶跃电源正极连接的主回路电感、与所述主回路电感连接的主回路电容和与所述主回路电容连接的主回路电阻，所述主回路电阻与所述阶跃电源的负极连接；

所述场效应晶体管开关回路的二阶模型处于开通过程中，该二阶模型包括第一阶跃电源、与所述第一阶跃电源正极连接的主回路电感、与所述主回路电感连接的第一电容和与所述第一电容连接的第一主回路电阻，所述第一主回路电阻与所述第一阶跃电源的负极连接；

该场效应晶体管开关回路的二阶模型在开通过程中需要的时间t_r1，t_r1的公式为：

其中，ξ₁为所述场效应晶体管开关回路的二阶模型处于开通过程中的阻尼系数，L'_loop为所述主回路电感，C_J为所述第一电容，R_eq1为所述第一主回路电阻；

所述场效应晶体管开关回路的二阶模型处于关断过程中，该二阶模型包括第二阶跃电源、与所述第二阶跃电源正极连接的所述主回路电感、与所述主回路电感连接的等效电容和与所述等效电容连接的第二主回路电阻，所述第二主回路电阻与所述第二阶跃电源的负极连接；

在场效应晶体管开关回路中在关断过程中需要的时间t_r2，t_r2的公式为：

其中，ξ₂为所述场效应晶体管开关回路的二阶模型关断过程中的阻尼系数，L'_loop为所述主回路电感，C_D为所述等效电容，R_eq2为所述第二主回路电阻。

4.根据权利要求3所述的抑制场效应晶体管开关振荡的控制方法，其特征在于，所述第一主回路电阻为R_eq1，R_eq1的公式为：

其中，R_eq1为所述第一主回路电阻，ω_ON为场效应晶体管开关回路的二阶模型处于为开通过程中的谐振频率，L_D、L_G和L_S分别为场效应晶体管的漏极电感、栅极电感和源极电感，L'_loop为所述主回路电感，C_J为所述第一电容，R_GI代表场效应晶体管的栅极电阻，R_G为场效应晶体管的驱动电阻，C_GD、C_GS和C_DS分别为场效应晶体管的栅漏电容、栅源电容和漏源电容，R_DS(ON)为场效应晶体管的漏极和其源极之间处于接通过程中的电阻。

5.根据权利要求3所述的抑制场效应晶体管开关振荡的控制方法，其特征在于，所述第二主回路电阻为R_eq2，R_eq2的公式为：

其中，ω_OFF为场效应晶体管开关回路的二阶模型为关断过程中的谐振频率，L_G和L_S分别为场效应晶体管的栅极电感和源极电感，L'_loop为所述主回路电感，C_GD、C_GS和C_DS分别为场效应晶体管的栅漏电容、栅源电容和漏源电容，R_GI代表所述场效应晶体管的栅极电阻，R_G为场效应晶体管的驱动电阻，C_S为场效应晶体管的源极侧等效电容，C_G为场效应晶体管的栅极侧等效电容。

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