本发明涉及开关器件控制电路技术领域，尤其涉及可变驱动电阻的开关器件控制电路及其控制方法。
背景技术：
随着技术和科技发展，电力电子变频技术越来越受到关注和重视，器件的开关速度和工作效率要求不断升高，大功率集成电路应用越来越普及。日常电路中大量使用开关电源和驱动逆变电路，大电流mos管和igbt器件开通和关断时会产生大量附带干扰信号emi（electromagneticinterference），极易通过空间寄生电容和寄生电感耦合到其他电路，影响其他电路的正常工作。而且，高频干扰信号一旦通过空间传播到外部，就很难通过一般手段来完全消除干扰信号，最好的办法是在干扰源头抑制掉干扰信号。
mos管和igbt是干扰信号来源，一般采用门极串电阻的方式，减小开通和关断的电流和电压变化率。如果门极电阻过大，干扰减小时会导致器件开关损耗大。门极电阻过小，虽然器件开关损耗变小，器件开通速度快，电流和电压过冲振荡，干扰抑制效果并不明显。
因此，如何设计能够有效抑制干扰信号的开关器件控制电路及其控制方法是业界亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
为了解决现有开关器件控制电路干扰抑制效果差的缺陷，本发明提出可变驱动电阻的开关器件控制电路及其控制方法。
本发明采用的技术方案是，设计开关器件控制电路，包括：开关器件、通过电阻调节电路驱动所述开关器件的主驱动模块；电阻调节电路包含依次串联接在开关器件的控制端和主驱动模块之间的至少一个调节电阻，每个调节电阻均并联设置有独立工作的控制支路，控制支路接通时其对应的调节电阻被短路。
优选的，电阻调节电路还包含与调节电阻串联的固定电阻。
优选的，控制支路通电时处于常闭状态。
优选的，控制支路包括：与调节电阻并联设置的切换三极管、根据主驱动模块的输出信号改变三极管通断状态的副驱动模块。
优选的，控制支路还包括：集电极连接在切换三极管的基极上的控制三极管，切换三极管的基板连接供电电压，副驱动模块连接控制三极管的基极；副驱动模块接通控制三极管时，切换三极管的基极变为低电位。
优选的，切换三极管的基极串联第一限流电阻后连接供电电压，控制三极管的基极串联第二限流电阻后连接副驱动模块。
本发明还提出了上述开关器件控制电路的控制方法。
其中，开关器件开通瞬态过程的控制步骤包括：
步骤1、开通延迟阶段，电阻调节电路切换到第一阻值运行；
步骤2、开通初始阶段，电阻调节电路切换到大于第一阻值的第二阻值运行；
步骤3、开通平稳阶段，电阻调节电路切换到第一阻值运行。
其中，开关器件关断瞬态过程的控制步骤包括：
步骤1、关断初始阶段，电阻调节电路切换到第一阻值运行；
步骤2、关断平稳阶段，电阻调节电路切换到大于第一阻值的第三阻值运行。
与现有技术相比，本发明中开关器件的控制端串联阻值可变的电阻调节电路，从源头出降低开关器件的干扰信号变化率，电阻调节电路可以快速准确的切换到不同阻值，阻值切换过程无滞留时间，跟随开关器件的工作状态同步变化，干扰抑制效果显著提高。
附图说明
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：
图1是本发明的电路连接示意图；
图2是本发明的驱动信号波形图；
图3是本发明中开关管v0在t1~t2时间内的开通电流变化；
图4是本发明中开关管v0在t3~t4时间内的关断电压变化。
具体实施方式
如图1所示，本发明提出的开关器件控制电路，包括：开关器件、主驱动模块和电阻调节电路，开关器件被主驱动模块控制的强电通断器件，其是电磁干扰的主要来源，常见的开关器件为mos管或igbt等开关管。开关管v0的栅极即为开关器件的控制端，主驱动模块发出pwm信号经过电阻调节电路驱动开关管v0导通和关断。
电阻调节电路包括至少一个调节电阻，调节电阻依次串联接在开关管v0的栅极和主驱动模块之间，每个调节电阻均并联设置有控制支路，各控制支路独立工作且仅控制其对应的调节电阻在电阻调节电路中的参与状态。具体来说，当某一控制支路接通时，该控制支路对应的调节电阻被短路，此调节电阻不参与开关管v0的驱动工作；当某一控制支路断开时，该控制支路对应的调节电阻正常串联到电阻调节电路中，此调节电阻参与开关管v0的驱动工作。本发明通过改变控制支路的通断状态可以快速准确的切换整个电阻调节电路的阻值，使其与开关管v0的工作状态同步变化，正常工作情况下切换到小阻值驱动开关管v0，开关管v0损耗小，开通速度快、效率高，当需要抑制干扰信号时，切换到大电阻驱动开关管v0，以延缓电压变化率，达到抑制干扰作用。
较优的，电阻调节电路还包括固定电阻r1，固定电阻r1的阻值小于固定电阻，固定电阻r1也串联在开关管v0的栅极和主驱动模块之间，固定电阻r1始终参与开关管v0的驱动工作，起到保护开关管v0的作用。控制支路通电时处于常闭状态，即在控制支路未接收到断开的控制信号时，调节电阻都不参与开关管v0的工作状态。
如图1所示，控制支路包括：切换三极管、控制三极管和副驱动模块，切换三极管与调节电阻并联设置，其集电极接在调节电阻的一端、发射极接在调节电阻的另一端、基极接在控制三极管的集电极上，控制三极管的发射极接低电位端，切换三极管的基板连接供电电压vcc，副驱动模块与控制三极管的基极连接，副驱动模块根据主驱动模块的输出信号改变控制三极管的通断状态，切换三极管的通断状态也相应变化。
具体的改变过程如下，副驱动模块接通控制三极管时，切换三极管的基极通过控制三极管接到低电位端，即切换三极管的基极变为低电位，切换三极管断开，调节电阻参与开关管v0的驱动工作；副驱动模块断开控制三极管时，切换三极管的基极接供电电压vcc，即切换三极管的基极变为高电位，切换三极管开通，调节电阻参与开关管v0的驱动工作。
较优的，为了提高电路效率和安全性，切换三极管的基极串联第一限流电阻后连接供电电压，控制三极管的基极串联第二限流电阻后连接副驱动模块。
如图1所示，在优选实施例中，电阻调节电路中设有两个调节电阻，分别是第一调节电阻r2和第二调节电阻r3，第一调节电阻r2的控制支路包括：第一切换三极管v3、第一控制三极管v1和第一副驱动模块。第二调节电阻r3的控制支路包括：第二切换三极管v4、第二控制三极管v2和第二副驱动模块。第一副驱动模块通过第一控制三极管v1改变第一切换三极管v3的通断状态，第二副驱动模块通过第二控制三极管v2改变第二切换三极管v4的通断状态，其具体的改变过程已在上文中详细说明。
如图2所示，本发明还提出了上述开关器件控制电路的控制方法，在优选实施例中，t0~t3时间内主驱动模块输出的pwm信号为高电位，t3~t5时间内主驱动模块输出的pwm信号为低电平，图3示出了开关管v0在t1~t2时间内的开通电流变化，图4示出了开关管v0在t3~t4时间内的关断电压变化，t1~t2时间内第一副驱动模块输出的pwm1信号为高电平，t4~t5时间内第二副驱动模块输出的pwm2信号为高电平。
其中，开关器件开通瞬态过程的控制步骤包括：
步骤1、t0~t1时间内为开通延迟阶段，电阻调节电路切换到第一阻值运行，第一阻值为固定电阻r1的阻值，第一切换三极管v3和第二切换三极管v4处于开通状态，第一调节电阻r2和第二调节电阻r3被短接，仅有固定电阻r1驱动开关管v0，这时电流主要用于给开关管v0的寄生电容cdg和寄生电容cgs充电，开关管v0没有电压或者电流的变化，以小阻值驱动为宜，驱动速度快，开关损耗小；
步骤2、t1~t2时间内为开通初始阶段，电阻调节电路切换到大于第一阻值的第二阻值运行，第二阻值为固定电阻r1的阻值加第一调节电阻r2的阻值，第一切换三极管v3在t1时刻被立刻开通，并在t1~t2时间内稳定维持第二阻值，固定电阻和第一调节电阻r2共同驱动开关管v0，此阶段开关管v0开通，电流迅速升高，为了降低电流干扰，以大阻值参与驱动开关管v0，这样可以使上升沿变缓，降低电磁干扰；
步骤3、t2~t3时间内为开通平稳阶段，电阻调节电路切换到第一阻值运行，此阶段电流平稳，开关管v0没有电压或者电流的变化，以小阻值驱动为宜，驱动速度快，开关损耗小。
其中，开关器件关断瞬态过程的控制步骤包括：
步骤1、t3~t4时间内为关断初始阶段，电阻调节电路切换到第一阻值运行，此阶段pwm信号驱动消失，开关管v0的vds电压会逐渐增加，储存在寄生电容cdg和寄生电容cgs的电荷释放掉，此阶段以小阻值驱动为宜，加快开关管的开通速度；
步骤2、t4~t5时间内为关断平稳阶段，电阻调节电路切换到大于第一阻值的第三阻值运行，第三阻值为固定电阻r1的阻值加第二调节电阻r3的阻值，第二切换三极管v4在t4时刻被立刻开通，并在t4~t5时间内稳定维持第三阻值，固定电阻和第三调节电阻r3共同驱动开关管v0，此阶段关断中的开关管v0电压突然上升到母线电压，过快的电压变化率会产生电磁干扰，此阶段以大阻值驱动为宜，可以延缓电压变化率，降低电磁干扰。
需要说明的是，开关管v0的开通和关断均是瞬态过程，电阻调节电路的阻值变化的快速和精准性极大的影响到电磁干扰的抑制效果，本发明通过设计带控制支路的电阻调节电路，以使电阻跟随开关管v0同步变化，既能保证开关器件效率、降低损耗，又能在需要抑制干扰信号时，达到更好的抑制干扰作用，节省emc开发匹配实验时间，有效提高测试效率，提高整机emc实验合格率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种开关器件控制电路，包括：开关器件、通过电阻调节电路驱动所述开关器件的主驱动模块；其特征在于，所述电阻调节电路包含依次串联接在所述开关器件的控制端和所述主驱动模块之间的至少一个调节电阻，每个所述调节电阻均并联设置有独立工作的控制支路，所述控制支路接通时其对应的调节电阻被短路。
2.如权利要求1所述的开关器件控制电路，其特征在于，所述电阻调节电路还包含与所述调节电阻串联的固定电阻。
3.如权利要求2所述的开关器件控制电路，其特征在于，所述固定电阻的阻值小于所述调节电阻。
4.如权利要求2所述的开关器件控制电路，其特征在于，所述控制支路通电时处于常闭状态。
5.如权利要求1所述的开关器件控制电路，其特征在于，所述控制支路包括：与所述调节电阻并联设置的切换三极管、根据所述主驱动模块的输出信号改变所述切换三极管通断状态的副驱动模块。
6.如权利要求5所述的开关器件控制电路，其特征在于，所述控制支路还包括：集电极连接在所述切换三极管的基极上的控制三极管，所述切换三极管的基板连接供电电压，所述副驱动模块连接所述控制三极管的基极；
所述副驱动模块接通所述控制三极管时，所述切换三极管的基极变为低电位。
7.如权利要求6所述的开关器件控制电路，其特征在于，所述切换三极管的基极串联第一限流电阻后连接供电电压。
8.如权利要求6所述的开关器件控制电路，其特征在于，所述控制三极管的基极串联第二限流电阻后连接所述副驱动模块。
9.一种开关器件控制电路的控制方法，其特征在于，所述开关器件控制电路采用如权利要求1至8任一项所述的开关控制电路；
所述开关器件开通瞬态过程的控制步骤包括：
步骤1、开通延迟阶段，所述电阻调节电路切换到第一阻值运行；
步骤2、开通初始阶段，所述电阻调节电路切换到大于所述第一阻值的第二阻值运行；
步骤3、开通平稳阶段，所述电阻调节电路切换到所述第一阻值运行。
10.一种开关器件控制电路的控制方法，其特征在于，所述开关器件控制电路采用如权利要求1至8任一项所述的开关控制电路；
所述开关器件关断瞬态过程的控制步骤包括：
步骤1、关断初始阶段，所述电阻调节电路切换到所述第一阻值运行；
步骤2、关断平稳阶段，所述电阻调节电路切换到大于所述第一阻值的第三阻值运行。
技术总结