一种适用于常开型功率器件的新型谐振门极驱动电路设计

张晋梅，田世野，申惠琪，赵芃，汤文博

（1.国网冀北电力有限公司经济技术研究院，北京 100083；2.国网冀北电力有限公司，北京 100053；3.国网冀北电力有限公司检修分公司，北京 100031）

随着功率半导体器件的发展，目前电力电子装置朝着高频化和高功率密度化方向发展。随着频率的提高，功率器件的驱动损耗不可忽略，因为驱动损耗与频率成正比关系。对于传统的常开型功率器件，其驱动电路如图1所示，开关器件门极与一个电阻相连，驱动损耗都被消耗在电阻Rg上。

图1 传统常开型功率器件门极驱动电路Fig.1 The convention gate driver for normally on power device

为了减小驱动损耗，文献[1-17]提出了谐振门极驱动电路，它主要用辅助电感Lr替代门极电阻Rg，利用Lr与门极输入电容Ciss谐振，来回收储存在门极的能量。但是文献[1-17]提出的谐振门极驱动电路都只适用于正电压驱动的开关器件。目前对于像GaN HEMT等常开型开关器件的谐振门极驱动的研究较少，文献[18-21]提出了适用于常开型功率器件的谐振门极驱动，但是门极电流需要从0开始增加，减缓了功率器件的开关速度。针对以上谐振门极驱动存在的缺点，本文提出了一种适用于常开型功率器件的谐振门极驱动电路，它可以对辅助电感进行预充电，从而保证门极电流初始值不为0，这样大大加快了功率开关管的开通速度与关断速度，降低了功率回路的开关损耗。文章的第1节介绍了本文所提出的谐振门极驱动电路的拓扑，并且详细分析了电路的工作原理。文章的第2节介绍了谐振门极驱动电路的设计。……