[发明专利]一种主动抑制SiC MOSFET串扰现象的驱动电路及电路改进方法

说明书

本发明提出了一种主动抑制SiC MOSFET串扰现象的驱动电路及电路改进方法，属于电路设计技术领域。所述驱动电路及电路改进方法针对米勒电流经驱动回路的过程，在串扰现象发生时，利用辅助三极管的导通主动将额外的辅助电容并联在SiC MOSFET的栅源极之间，同时利用辅助二极管将额外辅助电阻并联在驱动电阻上，从而在串扰现象发生时对其进行抑制。

技术领域

本发明涉及一种主动抑制SiC MOSFET串扰现象的驱动电路及电路改进方法，属于电路设计技术领域。

背景技术

SiC MOSFET具有开关频率高、导通电阻小、耐高温高压性能好等优点，可以有效弥补传统的Si功率器件在上述方面的局限性，将SiC MOSFET应用在各种电力电子装置中，可以降低装置的开关管损耗，减小装置的重量和体积，从而有效提高电力电子装置的效率和功率密度，对于电力电子技术的发展具有重要的意义。但是SiC MOSFET相比于Si MOSFET和Si IGBT来说，由于其开启电压很低，在将SiC MOSFET应用在具有桥臂结构的拓扑中时，由于米勒电容的存在，在桥臂上的一个开关管开通过程中，会在桥臂上的另一个开关管的栅源极之间产生电压尖峰。这一电压尖峰若超过SiC MOSFET的开启电压，会造成开关管误导通，进而增大开关损耗，严重时还会造成桥臂直通，烧毁电路。因此，从改进其驱动电路的角度进行串扰抑制有很大的必要性。

目前主流的减小串扰电压的途径有以下几种：(1)减小驱动电阻。通过对串扰电压进行定性分析，可得出串扰电压与驱动电阻的关系，即串扰电压随驱动电阻的增大而增大。因此，减小驱动电阻可以在一定程度上减小串扰电压，但此方法抑制效果有限，而且减小驱动电阻会加剧SiC MOSFET的开关振荡现象。(2)增大栅源极电容。当米勒电流流经驱动回路时，在栅源极之间并联的额外电容可以为米勒电流承担一部分分流，从而使流经驱动回路的电流减小，栅源极之间串扰电压的最大值减小。同样，增大栅源极电容可以减小SiCMOSFET的开关振荡现象，但是增大栅源极电容是以牺牲SiC MOSFET的开关速度为代价的。由于栅源极电容增大，开通和关断的瞬态时间增大，不仅减小了开关速度也会增大开关损耗。(3)增大栅极的关断负偏压。SiC MOSFET采用负压关断，增大负关断电压相当于增大了开关管的开通电压阈值，可以减小串扰电压的影响。但是SiC MOSFET能承受的负向偏压有限，增大关断负偏压会在关断瞬间进一步增大栅源极之间负向电压，使SiC MOSFET工作的可靠性受到影响。因此无法较大范围减小SiC MOSFET栅极关断负偏压，只能在很小的范围内对电压进行调整，所以此方法也具有局限性。

发明内容

本发明为了解决现有减小串扰电压的方法无法实现减小串扰电压的有效抑制的问题，提出了一种主动抑制SiC MOSFET串扰现象的驱动电路及电路改进方法。

一种主动抑制SiC MOSFET串扰现象的驱动电路改进方法，所采取的技术方案如下：

所述改进方法针对米勒电流经驱动回路的过程，在串扰现象发生时，利用辅助三极管的导通主动将额外的辅助电容并联在SiC MOSFET的栅源极之间，同时利用辅助二极管将额外辅助电阻并联在驱动电阻上，从而在串扰现象发生时对其进行抑制。

一种主动抑制SiC MOSFET串扰现象的驱动电路，所采取的技术方案如下：