[发明专利]碳化硅场效应管的串扰抑制电路、驱动电路及桥式变换器

说明书

本申请公开了一种碳化硅场效应管的串扰抑制电路，应用于基于碳化硅场效应管的桥式变换器中，包括并联于门极关断电阻两端的关断电容，以及连接于碳化硅场效应管的源极和栅极之间的防直通支路；防直通支路在碳化硅场效应管的栅源反向电压不低于预设正阈值时导通；门极关断电阻的第一端与碳化硅场效应管的驱动单元的负压关断输出端连接，第二端与碳化硅场效应管的栅极连接。本申请利用与门极关断电阻并联的关断电容，以及在栅源反向电压不低于预设正阈值时导通的防直通支路，可有效地抑制正向、反向串扰现象，提高产品的输出精度和经济效益。本申请还公开了一种碳化硅场效应管的驱动电路以及基于碳化硅场效应管的桥式变换器，也具有上述有益效果。

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，特别涉及一种碳化硅场效应管的串扰抑制电路、驱动电路，还特别涉及一种基于碳化硅场效应管的桥式变换器。

背景技术

由于碳化硅(SiC)具有禁带宽度高、饱和电子漂移速度高、临界电场击穿强度高和介电常数低等特点，因此，碳化硅场效应管具有较高的阻断电压和工作频率，并且还同时具有通态电阻低和开关损耗小的优势，也因此而常作为功率变换电路中的开关器件。可是，又由于碳化硅场效应管的寄生电容远小于硅场效应管，因此，其对驱动电路的寄生参数更加敏感，并具有较低的阈值电压。如此，一方面，在高开关频率下，碳化硅场效应管的栅源电压极易发生震荡而导致误开通，引发桥臂直通故障，形成正向串扰；另一方面，碳化硅场效应管的驱动电压承受能力不对称，其所能承受的栅源反向电压远小于正向电压，容易被反向击穿而形成反向串扰。然而，现有技术中关于碳化硅场效应管的串扰抑制电路一般只是通过拉低栅极驱动电压来抑制串扰的正向尖峰脉冲，并没有考虑到驱动电压的负相尖峰和漏源过充电压对器件带来的负向串扰影响。鉴于此，提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员所亟需关注的。

发明内容

本申请的目的在于提供一种碳化硅场效应管的串扰抑制电路、驱动电路，以及一种基于碳化硅场效应管的桥式变换器，以便合理调节碳化硅场效应管的栅极驱动负电压，并有效抑制碳化硅场效应管的正向、反向串扰现象，进而提高产品的输出精度和经济效益。

为解决上述技术问题，第一方面，本申请公开了一种碳化硅场效应管的串扰抑制电路，应用于基于碳化硅场效应管的桥式变换器中，所述串扰抑制电路包括并联于门极关断电阻两端的关断电容，以及连接于所述碳化硅场效应管的源极和栅极之间的防直通支路；

所述防直通支路在所述碳化硅场效应管的栅源反向电压不低于预设正阈值时导通；所述门极关断电阻的第一端与所述碳化硅场效应管的驱动单元的负压关断输出端连接，第二端与所述碳化硅场效应管的栅极连接。

可选地，所述防直通支路具体为无源防直通支路。

可选地，所述防直通支路包括串联的防直通二极管和防直通电阻。

可选地，所述防直通二极管的阴极与所述碳化硅场效应管的栅极连接，所述防直通二极管的阳极与所述防直通电阻的第一端连接，所述防直通电阻的第二端与所述碳化硅场效应管的源极连接。

可选地，所述关断电容的容值大于所述碳化硅场效应管的栅源寄生电容的容值。

可选地，所述防直通电阻的阻值小于所述门极关断电阻的阻值。

第二方面，本申请还公开了一种碳化硅场效应管的驱动电路，应用于基于碳化硅场效应管的桥式变换器中，所述驱动电路包括驱动单元、门极开通电阻、门极关断电阻、以及如上所述的任一种串扰抑制电路；

所述驱动单元的正压开通输出端用于输出开通电压信号，并与所述门极开通电阻的第一端连接，所述门极开通电阻的第二端与所述碳化硅场效应管的栅极连接；所述驱动单元的负压关断输出端用于输出关断电压信号，并与所述门极关断电阻的第一端连接，所述门极关断电阻的第二端与所述碳化硅场效应管的栅极连接。