[发明专利]宽禁带MOSFET管驱动电路

说明书

本发明涉及MOS管驱动领域，尤其涉及宽禁带MOSFET管驱动电路，包括：信号生成模块，用于利用多组重构脉冲信号，对输入PWM信号边缘进行重构，生成边缘具有台阶波形的PWM信号；信号处理模块，用于将生成的PWM信号处理为宽禁带MOSFET管的驱动信号；所述信号生成模块与信号处理模块的输入端相连。能够提高宽禁带MOSFET开关性能，有效避免栅极电压振荡、电压尖峰过冲和振铃等现象，并且抗干扰能力强。

技术领域

本发明涉及MOS管驱动领域，尤其涉及宽禁带MOSFET管驱动电路。

背景技术

碳化硅、氮化镓材料因其具有禁带宽度大、临界击穿场强高、热导率大、饱和电子漂移速度高和介电常数低等优点，得到广泛应用。近年来，美国CREE公司、日本ROHM公司等公司均推出了商业化的宽禁带MOSFET管(SiC、GaN等)，具有低导通电阻，高导热率，高击穿电压和高饱和速度等优异性能，能够提高功率变换器转换效率并降低其功率密度，可以节省空间、减轻重量并降低散热要求。宽禁带MOSFET管存在正向阈值电压与负向安全电压较小的特点，在高频开关过程中，容易受到米勒效应影响，引起栅极电压振荡而导致其误开通或栅源极击穿，严重时损坏开关管。

另外，应用于高频大功率场合，宽禁带MOSFET管在开关过程中产生电压尖峰过冲和振铃等现象，严重危害系统运行。与常规硅器件不同，宽禁带MOSFET管的栅极开通电压必须达到18～20V才能完全开通，发挥其低开通损耗的优势。

目前，针对宽禁带MOSFET的驱动器及开关特性的研究已成为热点。如何提高宽禁带MOSFET开关性能，设计具有抗干扰能力强、开关尖峰小及可靠性高等特点的驱动器非常关键。

发明内容

本发明提供的宽禁带MOSFET管驱动电路，能够提高宽禁带MOSFET开关性能，有效避免栅极电压振荡、电压尖峰过冲和振铃等现象，并且抗干扰能力强。

本发明提供的宽禁带MOSFET管驱动电路，包括：

信号生成模块，用于利用多组重构脉冲信号，对输入PWM信号边缘进行重构，生成边缘具有台阶波形的PWM信号；

信号处理模块，用于将生成的PWM信号处理为宽禁带MOSFET管的驱动信号；

所述信号生成模块与信号处理模块的输入端相连。

进一步地，所述信号生成模块，包括：

数字信号处理器，用于跟踪输入PWM信号，生成多组用于重构输入PWM信号的重构脉冲信号；

增益放大器，用于将各组重构脉冲信号进行电压放大；

信号叠加处理器，用于将放大后的各组重构脉冲信号进行叠加，构成边缘具有台阶波形的PWM信号；

所述数字信号处理器、增益放大器和信号叠加处理器依次相连。

更进一步地，所述重构脉冲信号包括：上升重构脉冲和下降重构脉冲；

所述数字信号处理器，具体用于：

采用硬件输入同步锁定机制和微边沿定位技术，对输入脉冲PWM信号的上升沿和下降沿进行跟踪；

按时序依次对应构造上升重构脉冲和下降重构脉冲。

再进一步地，所述信号生成模块，还包括：

缓冲器单元，用于生成跟踪输入PWM信号的上升沿和下降沿的跟踪信号，并传递至数字信号处理器；

所述缓冲器单元与数字信号处理器相连。

在上述技术方案中，所述信号处理模块，包括：

PWM电平转换电路，用于将具有台阶波形的PWM信号转换成正负电平PWM信号；