[发明专利]一种可变栅极电压开通控制电路、功率模块及电力变换器有效

专利信息
申请号: 202110088366.9 申请日: 2021-01-22
公开(公告)号: CN112910240B 公开(公告)日: 2022-03-04
发明(设计)人: 兰欣;刘祥龙;谢国芳;吴平 申请(专利权)人: 山东大学
主分类号: H02M1/36 分类号: H02M1/36;H02M1/08
代理公司: 济南圣达知识产权代理有限公司 37221 代理人: 闫圣娟
地址: 250061 山东*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 可变 栅极 电压 开通 控制电路 功率 模块 电力 变换器
【说明书】:

本公开提出了一种可变栅极电压开通控制电路、功率模块及电力变换器,控制电路包括第一供电电路、驱动电阻、第二供电电路、供电启动电路以及延时电路;第一供电电路、驱动电阻以及待控制的功率器件依次连接;供电启动电路连接延时电路,并设置在第一供电电路和第二供电电路之间,延时电路用于控制第二供电电路的启动时间,所述第一供电电路的输出电压与第二供电电路的输出电压不同。控制方法简单,在不增加控制难度的情况下,充分发挥SIC MOSFET高速开关的性能优势,提高开通时的驱动电压,实现高速开关。

技术领域

本公开涉及电力电子相关技术领域,具体的说,是涉及一种可变栅极电压开通控制电路、功率模块及电力变换器。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息,并不必然构成在先技术。

碳化硅功率器件比传统硅功率器件具有更低的导通电阻,更快的开关速度和更高的结温等器件优势。凭借着上述优势,在高性能的电力电子应用中,SIC MOSFET将逐步取代SI MOSFET和IGBT成为功率器件的首选。

发明人发现,为了更好地发挥出碳化硅功率器件的速度优势,目前一些文献中采用的是多控制信号来控制不同的开关管从而达到为功率器件栅极提供不同驱动电压的目的。但是这种驱动方式使得控制难度增加,并且各个控制信号之间的间隔时间无法计算,最终驱动系统不能充分的发挥出碳化硅器件的性能优势。所以,在可以降低控制难度的同时,可以有效的控制各个开关管的信号,来充分的发挥碳化硅器件的性能优势是非常必要的。另外,同一功率器件的控制在不同的工作阶段也需要不同的驱动电压,如启动开通阶段及开通后的正常工作阶段,采用多个驱动电路提供不同的驱动电压,同样存在多个驱动电路协同的问题。

发明内容

本公开为了解决上述问题,提出了一种可变栅极电压开通控制电路、功率模块及电力变换器,其控制方法简单,在不增加控制难度的情况下,充分发挥SIC MOSFET高速开关的性能优势,提高开通时的驱动电压,实现高速开关。

为了实现上述目的,本公开采用如下技术方案:

一个或多个实施例提供了一种可变栅极电压开通控制电路,包括第一供电电路、驱动电阻、第二供电电路、供电启动电路以及延时电路;第一供电电路、驱动电阻以及待控制的功率器件依次连接;供电启动电路连接延时电路,并设置在第一供电电路和第二供电电路之间,延时电路用于控制第二供电电路的启动时间,所述第一供电电路的输出电压与第二供电电路的输出电压不同。

一个或多个实施例提供了一种功率模块,所述功率模块的电力变换电路的开关管采用上述的一种可变栅极电压开通控制电路提供驱动电压。

一个或多个实施例提供了一种电力变换器,其特征是:所述电力变换器采用上述的一种可变栅极电压开通控制电路,用于为变换器中的开关管提供驱动电压。

与现有技术相比,本公开的有益效果为:

(1)本公开的驱动电路在不增加控制难度的同时,开通采用两级电平开通方式,实现功率器件快速开关。

(2)本公开采用并联的延时电路,使得功率器件开通阶段的第一高电平和维持工作第二高电平两级电平之间的切换时间可调,实现了可变栅极电压开通,可以控制功率器件的开通速度,降低功率器件的开关损耗和导通损耗。

本公开附加方面的优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本公开的实践了解到。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解,本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开,并不构成对本公开的限定。

图1是本公开实施例1的控制电路的电路图;

图2是本公开实施例2中的功率模块采用本公开实施例1的控制电路驱动的电路图;

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