بررسی و بهبود مدارهای راه انداز گیت فرکانس بالا

امروزه با پیشرفت تکنولوژی و تمایل به مجتمع سازی مدارات الکترونیک قدرت، نیاز به کاهش اندازه ی المان های غیرفعال مدار و درنتیجه کاهش حجم و وزن این مدارات بیشترشده است. پارامترمهم و تاثیرگذار جهت دستیابی به این اهداف افزایش فرکانس کلیدزنی می باشد. باتوجه به این که تمایل به بالارفتن سرعت پردازنده ها نیزوجود دارد، بالارفتن فرکانس به سریع ترشدن پاسخ حالت گذرای مدار نیز کمک خواهدنمود. درکنار این مزایا، بالارفتن فرکانس افزایش تلفات وابسته به فرکانس را به همراه دارد. دریک راه اندازگیت نوع منبع ولتاژ، تلفات با فرکانس رابطه ی مستقیم دارد، لذا استفاده از این نوع راه اندازگیت برای ماسفت قدرت درفرکانس های بالا موجب محدودشدن راندمان مدار الکترونیک قدرت می شود. بااستفاده از این نوع راه انداز، انرژی ذخیره شده درخازن گیت ماسفت قدرت در مقاومت گیت آن تلف می شود. جهت بازیابی این انرژی تلف شده ونیزکاهش تلفات راه اندازگیت، روش های راه اندازگیت رزونانسی معرفی شده اند. دریک راه اندازگیت رزونانسی، بااضافه شدن یک المان ذخیره کننده انرژی به صورت سری با مقاومت گیت، انرژی ذخیره شده درگیت ماسفت قدرت بازیافت می شود. راه اندازهای گیت رزونانسی نوع منبع جریان، ضمن شارژ و دشارژ خازن ورودی ماسفت قدرت توسط یک جریان تقریباثابت، سرعت کلیدزنی ماسفت را بالا می برد. به این ترتیب به کاربردن این راه اندازها به کاهش تلفات کلیدزنی ماسفت قدرت که تلفات غالب درمحدوده ی فرکانس های بالاست، کمک می نماید. تمایل به کاهش ولتاژتغذیه ی ریزپردازنده ها جهت کاهش اتلاف توان آن ها مطرح می باشد. همچنین درکاربردهای خاصی، سطح ولتاژتغذیه مدارقدرت به کمترازسطح ولتاژآستانه ماسفت می رسد. چنانچه همین سطح ولتاژپایین مربوط به مدارالکترونیک ویا مربوط به مدارقدرت، برای تغذیه مدار راه اندازگیت به کاررود، امکان روشن شدن مناسب ماسفت قدرت فراهم نمی شود و تلفات کلیدزنی آن بالا خواهدرفت. درچنین شرایطی طراحی یک راه اندازگیت باتوانایی افزایش سطح ولتاژگیت به مقداری بیش از ولتاژتغذیه مدار، اهمیت بسزایی دارد. همچنین باتوجه به این که بیشتر مدارات الکترونیک قدرت بیش ازیک کلیدقدرت دارند، استفاده از راه اندازهای گیت مجزا، افزایش حجم مدار و نیزپیچیدگی مدارکنترل را به همراه خواهدداشت.