用于开关晶体管的系统和方法与流程

技术特征：

1.一种操作耦合到电感器的半导体开关的方法，所述方法包括：

通过将接通电压施加在半导体开关的栅极与连接到半导体开关的参考节点的低电流端子之间来接通半导体开关，低电流端子与连接到半导体开关的参考节点的高电流参考端子分离，并且半导体开关包括小于75 pF V²/A的输入电容与跨导比率；以及

通过将关断电压施加到半导体开关的栅极来关断半导体开关，其中半导体开关的输出节点处的总电容与栅极-漏极电容的比率每瓦由耦合到半导体开关的负载处置的功率大于0.006。

2.权利要求1的方法，其中半导体开关的输出节点处的总电容由耦合到半导体开关的输出节点的续流二极管的电容支配。

3.权利要求1的方法，还包括：

确定由半导体开关传导的电流；以及

基于确定的电流设置接通电压。

4.权利要求3的方法，其中设置接通电压包括调整与半导体开关的栅极串联耦合的栅极电阻器。

5.权利要求4的方法，其中

栅极电阻器包括多个并联耦合的可切换电阻器；以及

调整栅极电阻器包括连接和断开可切换电阻器。

6.权利要求4的方法，其中调整栅极电阻器包括：

将确定的电流与电流阈值进行比较；以及

当所确定的电流超出电流阈值时减小栅极电阻器的电阻。

7.权利要求6的方法，其中电流阈值包括多个阈值，并且栅极电阻每当所确定的电流横过多个阈值中的每一个时被改变。

8.权利要求4的方法，还包括调整栅极电阻器以保持接通电压在预先确定的最大栅极电压与预先确定的最小栅极电压之间。

9.权利要求3的方法，其中：

当由半导体开关传导的电流是最大电流的20％时将接通电压设置到至少13 V；

当由半导体开关传导的电流是最大电流的50％时将接通电压设置到至少10 V；并且

当由半导体开关传导的电流是最大电流的100％时将接通电压设置到至少8 V。

10.权利要求1的方法，其中接通电压与由半导体开关传导的电流的平方根成反比。

11.权利要求10的方法，其中接通电压是至少：

其中Vth是半导体开关的阈值，Io是由半导体开关传导的电流，k是半导体开关的跨导，Rg是半导体开关的栅极电阻，Vdd是提供给耦合到半导体开关的电感器的供应电压，并且Ls是包括半导体开关和耦合到半导体开关的电感器的电路的总串联电感。

12.权利要求1的方法，还包括操作使用半导体开关的开关模式电源。

13.权利要求1的方法，其中接通半导体开关包括接通MOSFET。

14.一种电路，该电路包括：

配置成耦合到电感器的开关晶体管，其中开关晶体管被布置在具有连接到开关晶体管的参考节点的负载路径端子和感测端子的封装中，感测端子不同于开关晶体管的负载路径端子，开关晶体管包括小于75 pF V²/A的输入电容与跨导比率，并且开关晶体管的输出节点处的总电容与开关晶体管的栅极-漏极电容的比率每瓦由耦合到开关晶体管的负载处置的功率大于0.006；以及

驱动器，具有耦合到开关晶体管的控制节点的输出端子以及耦合到开关晶体管的感测端子的参考端子。

15.权利要求14的电路，还包括电流测量电路，其被配置成确定在开关晶体管的负载路径端子与输出节点之间流动的电流。

16.权利要求15的电路，还包括配置成调整驱动器的驱动电压的控制电路。

17.权利要求16的电路，其中控制电路被配置成调整要与在开关晶体管的负载路径端子与输出节点之间流动的所确定的电流的平方根成反比的驱动电压。

18.权利要求17的电路，其中控制电路进一步被配置成：

当所确定的电流是最大电流的20％时将驱动电压设置到至少13 V；

当所确定的电流是最大电流的50％时将驱动电压设置到至少10 V；以及

当所确定的电流是最大电流的100％时将驱动电压设置到至少8 V。

19.权利要求14的电路，还包括耦合到开关晶体管的输出节点的二极管。

20.权利要求14的电路，其中在输出节点与参考节点之间的电流增加到最终值的50％之前，开关晶体管的输出节点与参考节点之间的电压至少衰减到初始电压值的30％。

21.权利要求14的电路，还包括电感器。

22.一种电路，包括：

开关晶体管，被布置在封装中，该封装包括连接到开关晶体管的控制节点的控制端子、耦合到开关晶体管的输出节点的输出端子、耦合到开关晶体管的参考节点的参考端子以及耦合到开关晶体管的参考节点的感测端子；

电感器，耦合到开关晶体管的输出端子；以及

二极管，耦合在开关晶体管的输出端子之间，其中下面的条件被满足，

其中Ciss是开关晶体管的输入电容，k是开关晶体管的跨导，Vth是开关晶体管的阈值电压，Coss是开关晶体管的输出电容，Cgd是开关晶体管的栅极-漏极电容，Rg是开关晶体管的栅极电阻，Imax是开关晶体管的最大电流并且Cdio是包括电感器和二极管的续流二极管回路的电容。

23.权利要求22的电路，还包括具有耦合到封装的控制端子的输出的驱动器。

24.权利要求23的电路，其中驱动器被配置成根据以下断言驱动器的输出处的驱动电压Vgg：

其中Vdd是提供给电感器的供应电压，Io是开关晶体管的电流并且Ls是电路的总串联电感。

25.权利要求24的电路，其中跨导k包括取决于开关晶体管的电流Io的多个值。

26.权利要求24的电路，还包括配置成测量开关晶体管的电流Io的电流测量电路，其中驱动器被配置成根据所测量的电流调整驱动电压Vgg。

27.权利要求26的电路，还包括耦合到开关晶体管的控制端子的栅极电阻器，其中：

栅极电阻具有值Rg；并且

电路被配置成调整栅极电阻的值Rg使得Vgg在准零电压开关（QZVS）操作模式内。

28.权利要求27的电路，其中：

栅极电阻器包括并联耦合的多个可切换电阻器；并且

电路被配置成通过连接和断开可切换电阻器来调整栅极电阻的值Rg。

29.权利要求22的电路，其中开关晶体管包括MOSFET和IGBT中的一个。

30.权利要求22的电路，还包括耦合到开关晶体管的控制端子的电源控制器。

31.权利要求22的电路，其中在输出节点与参考节点之间的电流增加到最终值的50％之前，开关晶体管的参考节点与输出节点之间的电压至少衰减到初始电压值的30％。