[发明专利]SiCMOSFET门极驱动电压控制电路及其控制方法

权利要求书

1.SiCMOSFET门极驱动电压控制电路，其特征在于，包括FPGA芯片(1)，所述FPGA芯片(1)分别连接有门极驱动级(2)、电流检测电路(3)、电压检测电路(4)；

所述电流检测电路(3)包括均与FPGA芯片(1)连接的电流上升沿检测电路和电流下降沿检测电路，所述电压检测电路(4)包括与FPGA芯片(1)依次连接的比较器CP₃和阻容分压电路；

所述电流上升沿检测电路包括三极管T₁，所述三极管T₁的集电极连接有电阻R₃，所述三极管T₁的发射极连接有电阻R₄，所述三极管T₁的集电极还连接有比较器CP₂，所述三极管T₁与比较器CP₂之间串联有电阻，所述比较器CP₂又与FPGA芯片(1)连接，所述三极管T₁的基极接地，所述三极管T₁的基极与发射极之间连接有二极管D₂；

所述电流下降沿检测电路包括与FPGA芯片(1)依次连接的比较器CP₁和比例分压电路；

所述门极驱动级包括第一门极驱动器和第二门极驱动器，所述第一门极驱动器的输出端通过门极电阻与SiC MOSFET的门极连接，所述第二门极驱动器的输出端与SiC MOSFET的辅助源极连接，所述比例分压电路的输入端和电阻R₄均与SiC MOSFET的功率源极连接，所述阻容分压电路与SiC MOSFET的漏极连接，所述电阻R₄另一端通过二极管D₂接地，所述FPGA芯片(1)分别与第一门极驱动器和第二门极驱动器的输入端连接，且第一门极驱动器的供电电压高于第二门极驱动器的供电电压。

2.根据权利要求1所述的SiC MOSFET门极驱动电压控制电路，其特征在于，所述第一门极驱动器和第二门极驱动器的型号均为IXDN609SIA。

3.SiC MOSFET的门极驱动电压控制方法，该方法通过权利要求1所述的SiC MOSFET门极驱动电压控制电路实现电压控制，其特征在于，具体包括以下步骤：

将所述第一门极驱动器的输出端通过门极电阻与SiC MOSFET的门极连接，所述第二门极驱动器的输出端与SiC MOSFET的辅助源极连接，所述比例分压电路的输入端和电阻R₄均与SiC MOSFET的功率源极连接，所述阻容分压电路与SiC MOSFET的漏极连接，所述电阻R₄另一端通过二极管D₂接地，所述FPGA芯片(1)接入PWM信号；

当接入的所述PWM信号为PWM开通信号时，所述FPGA芯片(1)控制门极驱动级(2)输出第一门极驱动电压对SiC MOSFET门极进行充电，SiC MOSFET门极电压上升并达到SiC MOSFET的阈值电压V_TH，所述电流检测电路(3)检测到电路电流开始上升时，比较器CP₂产生第一电平信号并将第一电平信号发送到到FPGA芯片(1)，FPGA芯片(1)自接收到第一电平信号起经过延迟时间t₁，FPGA芯片(1)控制门极驱动级(2)输出第二驱动电压对SiC MOSFET门极进行充电，当电压检测电路(4)检测到SiC MOSFET的漏-源极电压下降到小于10％的母线电压时，比较器CP₃产生第二电平信号并将第二电平信号发送到FPGA芯片(1)，FPGA芯片(1)控制门极驱动级(2)输出第三门极驱动电压，第三门极驱动电压与第一门极驱动电压相同，此时，SiC MOSFET完全导通；第一门极驱动电压为正，且第一门极驱动电压与第一门极驱动器的供电电压值相等，第二门极驱动电压为正，且第二门极驱动电压等于第一门极驱动器供电电压与第二门极驱动器供电电压的电压差；

当接入的所述PWM信号为PWM关断信号时，所述FPGA芯片(1)控制门极驱动级(2)输出第四门极驱动电压，所述第四门极驱动电压为负，SiC MOSFET门极电压下降并达到米勒平台电压V_Miller，当电压检测电路(4)检测到SiC MOSFET的漏-源极电压上升到大于10％的母线电压时，比较器CP₃产生第三电平信号并将第三电平信号发送到FPGA芯片(1)，FPGA芯片(1)自接收到第三电平信号起经过延迟时间t₂后，FPGA芯片(1)控制门极驱动级(2)输出第五门极驱动电压，所述第五门极驱动电压为0V，SiC MOSFET的漏-源极电压继续上升，当SiCMOSFET的漏-源极电压与母线电压相等时，SiC MOSFET的漏-源极电流下降，电流检测电路(3)检测到SiC MOSFET的漏-源极电流为0时，比较器CP₁产生第四电平信号并将第四电平信号发送到FPGA芯片(1)，FPGA芯片(1)控制门极驱动级(2)输出第六门极驱动电压，所述第六门极驱动电压与第四门极驱动电压相同，此时，SiC MOSFET完全关断。