[发明专利]一种伺服系统并联SiC-MoS驱动电路

说明书

本发明公开了一种伺服系统并联SiC‑MoS驱动电路，包括控制信号单元、功率电压源、n个SiC‑MoS器件、n个栅极电阻、n个续流二极管和n个熔断器；其中n为并联数量；功率电压由伺服系统提供，产生整个驱动电路所需的额定电流；按照伺服系统工作需求，控制信号单元发出控制信号，经过n个栅极电阻后驱动n个SiC‑MoS器件的栅极G端，控制SiC‑MoS器件的闭合断开；n个SiC‑MoS器件之间为并联关系，构成n个通道；续流二极管与相应通道SiC‑MoS器件为并联关系，将负载反峰能量通过续流二极管这一回路进行泄放；熔断器与相应通道SiC‑MoS器件为串联关系，当相应通道SiC‑MoS器件发生故障直通时，熔断器则熔断，切断该通道，实现故障隔离。该电路可实现伺服系统的高可靠性、高能效等优良特性。

技术领域

本专利涉及伺服系统驱动电路，特别是涉及一种伺服系统并联SiC-MoS驱动电路。

背景技术

随着多电、全电飞机与电驱伺服系统的迅猛发展，针对伺服系统长时间工作、能源有限的问题，驱动电路的可靠性和效率已成为制约机载、弹载伺服系统性能的关键因素。MoS器件作为伺服系统驱动电路的核心部件。传统硅材料MoS器件经长期发展，性能提升空间极其有限，在一些高端应用领域面临强劲冲击。因此，新型伺服系统驱动电路对功率器件提出新材料、新拓扑形式等要求。

SiC材料以其优异的性能被行业列为第三代半导体材料，其击穿场强是硅的10倍，热导率是硅的2.5倍。SiC-MoS可在大于200℃的高温环境下工作，具有极低的开关损耗和高频工作能力，减小模块的体积和重量，显著提高系统的效率，有利于节能降耗，广泛应用于风光发电、光伏逆变、UPS储能、新能源汽车等高科技领域。许多国家和企业针对SiC-MoS都开展大量的研究工作，SiC-MoS器件可靠性、效率等方面显著提升，逐步取代传统硅材料MoS器件，应用范围将逐步向高端延伸。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种高可靠高能效的伺服系统并联SiC-MoS驱动电路。

一种伺服系统并联SiC-MoS驱动电路，其特征在于，包括控制信号单元、功率电压源、n个SiC-MoS器件、n个栅极电阻、n个续流二极管和n个熔断器；其中n为2～5；

功率电压源由伺服系统提供，产生整个驱动电路所需的额定电流；按照伺服系统工作需求，控制信号单元发出控制信号，经过n个栅极电阻后驱动n个SiC-MoS器件的栅极，控制SiC-MoS器件的闭合断开；n个SiC-MoS器件之间为并联关系，构成n个通道；续流二极管与相应通道SiC-MoS器件为并联关系，将负载反峰能量通过续流二极管这一回路进行泄放；熔断器与相应通道SiC-MoS器件为串联关系，当相应通道SiC-MoS器件发生故障直通时，熔断器则熔断，切断该通道，实现故障隔离。

进一步地，所述控制信号单元采用TI公司的66AK2G12处理器与Infineon公司的1ED020I12门驱动器；或者TI公司OMAP-L138数字信号控制器与Infineon公司6ED2230S12T门驱动器。

进一步地，SiC-MoS器件选用ROHM公司的SCT3017ALHR型，基本参数如下：漏源电压参数VDSS＝650V、漏电流参数ID＝118A、导通内阻RDS(on)＝17mΩ、额定功率PD＝427W。

进一步地，栅极电阻为0Ω，开通时间为30ns，开通损耗为369uJ，关闭时间为64ns，关闭损耗为156uJ。

进一步地，熔断器选用振华云科的JF-1031/F125V30AB，额定电流参数IJF为30A，额定电压UJF为125V。

本发明具有如下有益效果：

1.采用高性能SiC-MoS器件，充分发挥驱动电路高能效特性；

2.采用新拓扑形式，及串联熔断器，实现电路高可靠特性；

3.熔断器为快断型，实现了电路故障实时隔离；