[发明专利]一种SiC MOSFET的栅极串扰抑制电路及驱动电路

权利要求书

1.一种SiC MOSFET的栅极串扰抑制电路，用于基于SiC MOSFET的桥式变换器中，其特征在于：连接于所述SiC MOSFET的栅极、源极以及所述SiC MOSFET的驱动单元之间，包括基于三极管的负电压纹波抑制电路和基于MOS管的防直通电路；所述负电压纹波抑制电路用于抑制所述SiC MOSFET的栅极和源极之间的负电压，所述防直通电路用于防止所述桥式变换器的桥臂之间相互直通。

2.如权利要求1所述的栅极串扰抑制电路，其特征在于：所述负电压纹波抑制电路包括一三极管(Q11)、连接于所述三极管的集电极的第一电容(Cg1)以及连接于发射极和基极之间的第一电阻(R11)，其中，连接于所述集电极的第一电容(Cg1)的另一端连接至所述SiCMOSFET的栅极，所述发射极连接至所述SiC MOSFET的源极，所述基极连接至所述SiCMOSFET的驱动单元的GND端；

所述防直通电路包括一MOS管(Q12)和连接于所述MOS管的栅极的第二电阻(R12)，其中，连接于所述MOS管的栅极的第二电阻的另一端连接至所述驱动单元，所述MOS管的源极连接至所述GND端，所述MOS管的漏极同时连接至所述SiC MOSFET的栅极以及所述驱动单元的门极开通电阻(R_gon)和门极关断电阻(R_goff)。

3.如权利要求2所述的栅极串扰抑制电路，其特征在于：所述门极开通电阻(R_gon)和所述门极关断电阻(R_goff)分别用于设置SiC MOSFET的开通速度和关断速度。

4.如权利要求3所述的栅极串扰抑制电路，其特征在于：所述三极管为PNP三极管。

5.如权利要求4所述的栅极串扰抑制电路，其特征在于：所述第一电容的容值大于SiCMOSFET内的栅源电容的容值。

6.如权利要求5所述的栅极串扰抑制电路，其特征在于：所述桥式变换器的每一桥臂电路中都具有一所述栅极串扰抑制电路，当所述桥式变换器为具有第一桥臂变换电路和第二桥臂变换电路的半桥式变换器时，工作过程如下：

①当第一桥臂变换电路的SiC MOSFET(D1)开通而第一桥臂变换电路的SiC MOSFET(D2)关断时：

在第一桥臂变换电路中：第一电阻(R11)上流过电流，使得三极管(Q11)的发射极电压大于基极电压，从而三极管(Q11)开通，此时第一电容(Cg1)接入电路，SiC MOSFET(D1)内部的栅源电容(C_iss)在经由门极开通电阻(R_gon)进行充电的同时，还被第一电容(Cg1)充电；

在第二桥臂变换电路中：控制单元通过第二电阻(R22)控制MOS管(Q22)开通，使流过SiC MOSFET(D2)栅极的电流经由MOS管(Q22)流入驱动单元的GND端；

②当第二桥臂变换电路的SiC MOSFET(D2)开通而第一桥臂变换电路的SiC MOSFET(D1)关断时：

在第一桥臂变换电路中：SiC MOSFET(D1)的栅极被施加负电压，使得三极管(Q11)的发射极电压小于基极电压，从而三极管(Q11)关断，此时第一电容(Cg1)被断开，失去作用；并且，SiC MOSFET(D1)关断时所产生的感性电流流入所述第二桥臂变换电路；

在第二桥臂变换电路中：从第一桥臂变换电路流入的所述感性电流部分流过SiCMOSFET(D2)的寄生二极管，另一部分流过第一电阻(R21)，使得三极管(Q21)的发射极电压大于基极电压，从而三极管(Q21)开通，此时，第一电容(Cg2)接入电路，以为所述感性电流提供一回路，防止感性电流对SiC MOSFET(D2)的栅源寄生电容反向充电，从而抑制SiCMOSFET(D2)的栅源负电压，防止超过负电压阈值。

7.一种SiC MOSFET的驱动电路，其特征在于：包括权利要求1至6任一项所述的栅极串扰抑制电路。