[发明专利]一种碳化硅MOSFET驱动电路有效

专利信息
申请号: 201810600993.4 申请日: 2018-06-12
公开(公告)号: CN108683327B 公开(公告)日: 2020-02-14
发明(设计)人: 高田;羊彦;程泽;庄培红 申请(专利权)人: 西北工业大学
主分类号: H02M1/08 分类号: H02M1/08;H03K17/16;H03K17/687
代理公司: 61204 西北工业大学专利中心 代理人: 金凤
地址: 710072 *** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 碳化硅MOSFET 放大电路 驱动电路 驱动信号 直流电压 关断 电力电子变换器 功率变换电路 二极管 电阻控制 放电回路 供电电源 开关损耗 桥臂直通 源极连接 栅极电压 臂电路 负电压 串扰 击穿 箝位 电路 供电 驱动 输出 安全
【权利要求书】:

1.一种碳化硅MOSFET驱动电路,其特征在于:

所述的碳化硅MOSFET驱动电路中,PWM控制电路产生PWM脉冲信号,PWM脉冲信号经过驱动信号放大电路后,经过电阻R1控制碳化硅MOSFET Q1,供电电源输出包括+15V,0V和-3V直流电压,+15V和-3V直流电压分别给驱动信号放大电路供电,0V和碳化硅MOSFET Q1的源极连接;

Q1的驱动电路由驱动电阻R1,P沟道MOS管M1,电阻R3,二极管D1、D2、电阻R4和电容C1、C4组成,驱动信号放大电路输出端与驱动电阻R1及P沟道MOS管M1的栅极连接,M1的栅极和源极分别连接到电阻R1的两端,电阻R3和电容C4并联后一端与M1漏极连接,另一端与Q1的栅极连接,P沟道MOS管M1、R3和C4构成辅助放电电路,当PWM控制电路输出低电平时,Q1关断,Q1的栅极电压箝位到负压,驱动电阻R1的电阻值满足Q1的开通速度;电阻R3的电阻值和电容C4的电容值,满足Q1的关断速度;

二极管D1的阳极和二极管D2的阳极连接,二极管D1阴极和Q1的栅极连接,二极管D2的阴极和Q1的源极连接,当驱动信号放大电路输出高电平信号开通Q1时,如果叠加到Q1的栅源电压尖峰超过二极管D1的稳压值,二极管D1的稳压值为碳化硅的栅源电压的正向最大值,栅源电压箝位到D1的稳压值,避免Q1过压击穿,当驱动信号放大电路输出低电平信号关断Q1时,如果叠加到Q1的栅源负电压尖峰超过二极管D2的稳压值,栅源之间的负电压箝位到二极管D2的稳压值,D2的稳压值为碳化硅的栅源电压的反向最大值,避免Q1的栅源电压反向过压击穿;

R4并联到Q1的栅极和源极,R4泄放Q1的栅源寄生电容的电压,避免Q1误导通,C1并联到Q1的栅极和源极,调节电容C1的电容值,改变Q1漏源电压变化率,当碳化硅MOSFET构成桥臂结构时,减少桥臂电路上下管栅源电压的串扰。

2.根据权利要求1所述的碳化硅MOSFET驱动电路,其特征在于:

所述的驱动信号放大电路的构成包含但不仅限于使用PMOS管和NMOS管构成推挽式驱动电路,或使用NPN和PNP三极管构成的推挽式驱动电路;或使用驱动脉冲集成芯片,或使用推挽电路加驱动变压器。

3.根据权利要求1所述的碳化硅MOSFET驱动电路,其特征在于:

在控制电路和功率电路需要隔离的场合,使用具有隔离功能的驱动信号放大集成芯片构成驱动信号放大电路。

4.根据权利要求1所述的碳化硅MOSFET驱动电路,其特征在于:

所述PWM控制电路产生PWM脉冲,PWM脉冲由PWM控制芯片产生,或使用DSP、单片机、FPGA可编程芯片产生。

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