[实用新型]一种多路SiC MOS管驱动电路

说明书

本实用新型提供的一种多路SiC MOS管驱动电路，其特征在于：包括方波交流电源、控制电源、控制电路、第1、2～n路驱动电路；所述方波交流电源正极v_p+和负极v_p‑分别与控制电源和第1、2～n路驱动电路的正极v_p+和负极v_p+连接，控制电源输出端V_o+和接地端Gnd分别与控制电路的电源端V_cc和接地端Gnd、第1、2～n路驱动电路的+5V电源端和接地端Gnd连接，驱动脉冲的综合性能更优；克服了单独35V集成驱动器不具有控制端与功率端的隔离功能和不具有功率管过流保护功能的不足；电路结构简单、体积小、成本低、可扩展性强。

技术领域

本实用新型涉及一种多路SiC MOS管驱动电路。

背景技术

SiC器件相对于传统的Si器件，SiC的绝缘击穿场强大约是Si的10 倍，能够以更高的杂质浓度和更薄的厚度的漂移层制作出600V～数千 V的高耐压功率器件。常规Si器件采用少数载流子结构来实现高耐压器件，进而减少导通电阻，但却带来了开关损耗大的问题。然而，SiC 材料却能够以多数载流子结构来实现高耐压，从而可同时实现“高耐压”、“低导通电阻”、“高频”这三个特性。1200V SiC MOS管的损耗仅为1200V IGBT管的1/5左右。SiC器件的上限结温可比Si器件高 25～50℃。SiC MOS管的低损耗、高结温特性可更好地满足功率设备高效率、高功率密度和高工作环境温度需要。

对于SiC MOS器件，其驱动电压在18V以内均会对导通电阻造成较为明显的影响，故驱动电压正脉冲通常需达到+18～+20V；其驱动的阀值电压为+3V左右，数值较低，同时其反向耐压较低，仅为-10V 左右，因此，驱动电压负脉冲通常取-5V左右。与常规Si器件使用的 +15V/-15V、+15V/-8V和+15V/0V驱动相比，驱动的正脉冲电压更高，驱动必要有负电压且负电压值不能过大。驱动电压上的差别，使得采用脉冲变压器产生+15V/-15V驱动的方式对SiC MOS管的驱动设计没有借鉴意义，使得常规由20V极限耐压非隔离集成驱动电路产生的 +15V/0V驱动不能满足SiC MOS管低导通电阻和可靠关断的要求。

对于军用产品，其环境温度要求严格，通常需要其电路采用工作温度范围不小于-40～+105℃的器件实现，因此，构成SiC MOS管驱动电路的器件需要工作温度范围不小于-40～+105℃才能满足军用产品的要求。

对于SiC MOS管的驱动电路，目前主要的实现策略有以下几种：

1)采用+20V/-8V极限耐压隔离集成驱动电路产生+18V/-5V驱动。+20V/-8V极限耐压隔离集成驱动电路可以采用内部集成磁耦隔离或光耦隔离，具有检测功率漏源极电压进行功率管过流保护的功能。隔离集成驱动电路体积小、外围电路简单。

2)采用+20V/-8V极限耐压隔离集成驱动电路产生+18V/-5V驱动，再通过分离功率管构成的推挽电路扩流。常规的隔离集成驱动电路驱动峰值电流较小，难以直接推动输入电容较大的功率管。此时，通过添加分离功率管构成的推挽电路可提高驱动的电流。

3)采用SiC MOS管的集成驱动模块产生+20V/-5V驱动。通常驱动模块由直流供电，其自带驱动所需的隔离电源。集成驱动模块具有使用方便、驱动正负脉冲切换速度快和峰值电流高的优点。