[实用新型]一种碳化硅MOS管驱动保护电路

说明书

本实用新型涉及一种碳化硅MOS管驱动保护电路，包括驱动变压器T2及与驱动变压器原边相连的推挽电路和与驱动变压器副边相连的驱动输出电路，所述驱动输出电路包括PNP三极管、第一稳压管、高电平输出端和低电平输出端，所述PNP三极管的基极和发射极分别与所述副边线圈的第一端相连，所述PNP三极管的集电极连接所述第一稳压管的阳极，所述第一稳压管的阴极连接所述副边线圈的第二端，所述高电平输出端连接所述PNP三极管的发射极，所述低电平输出端连接所述第一稳压管的阴极。本实用新型能够满足碳化硅MOS管导通和关管的快速驱动,并能够消除驱动尖峰及干扰，实现碳化硅MOS管的可靠关断。

技术领域

本实用新型涉及一种碳化硅MOS管驱动保护电路，属于碳化硅功率器件领域。

背景技术

在电力电子行业的发展过程中，半导体技术起到了决定性作用。其中，功率半导体器件一直被认为是电力电子设备的关键组成部分。随着电力电子技术在工业、医疗、交通、消费等行业的广泛应用，功率半导体器件直接影响着这些电力电子设备的成本和效率。功率硅器件的应用已经相当成熟，但随着日益增长的行业需求，硅器件由于其本身物理特性的限制，已经开始不适用于一些高压、高温、高效率及高功率密度的应用场合。

碳化硅(sic)材料因其优越的物理特性，碳化硅MOSFE一直是最受瞩目的碳化硅开关管，它不仅具有理想的栅极绝缘特性、高速的开关性能、低导通电阻和高稳定性，而且其驱动电路非常简单,并与现有的电力电子器件(硅功率MOSFET和IGBT)驱动电路的兼容性是碳化硅器件中最好的。自从碳化硅1824年被瑞典科学家Jacob Berzelius发现以来，直到二十世纪五十年代后半期，才真正被纳入到固体器件的研究中来。二十世纪九十年代以来，碳化硅技术得到了迅速发展。

20世纪90年代以来，碳化硅(silicon carbide，sic)MOSFET技术的迅速发展，引起人们对这种新一代功率器件的广泛关注。与Si材料相比，碳化硅材料较高的热导率决定了其高电流密度的特性，较高的禁带宽度又决定了碳化硅(sic)器件的高击穿场强和高工作温度。尤其在碳化硅(sic)MOSFET的开发与应用方面，与相同功率等级的Si MOSFET相比，碳化硅(sic)MOSFET导通电阻、开关损耗大幅降低，适用于更高的工作频率，另由于其高温工作特性，大大提高了高温稳定性。但由于碳化硅(sic)MOSFET的价格相当昂贵，限制了它的广泛应用。

碳化硅(sic)MOSFET的驱动电路，由于碳化硅(sic)MOSFET器件特性与传统的SiMOSFET有较大差别，碳化硅(sic)MOSFET驱动电路也是一项研究的重点。相比于Si MOSFET，碳化硅(sic)MOSFET的寄生电容更小。碳化硅(sic)MOSFET对驱动电路的寄生参数更敏感。另一方面，目前量产的碳化硅(sic)MOSFET的驱动电压范围为-5V～+25V，建议驱动电压一般为-2V/+20V；而传统的Si MOSFET的驱动电压范围为-30V～+30V，建议驱动电压一般为0/+15V。因此，碳化硅(sic)MOSFET与传统的Si MOSFET相比，安全阈值很小，驱动电路的一个电压尖峰很可能就会击穿GS之间的氧化层，这也是驱动电路需要精心设计的另一个原因。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种碳化硅MOS管驱动保护电路，用以解决碳化硅功率器件驱动电压安全阈值小，易被驱动电压击穿的问题；进一步的，还减小了驱动电路寄生电感的影响，保证了碳化硅功率器件的可靠关断，避免了噪声干扰。

为实现上述目的，本实用新型的方案包括：

本实用新型的一种碳化硅MOS管驱动保护电路，包括如下方案：