[发明专利]一种抑制SiC MOSFET串扰的低阻抗钳位驱动电路

说明书

本发明公开了一种抑制SiC MOSFET串扰的低阻抗钳位驱动电路，包括SiC MOSFET上桥臂和下桥臂；每个桥臂都包含第一开关管、第二开关管，第一供电电压源、第二供电电压源、开通栅极电阻、关断栅极电阻、三极管、二极管、电容、电阻。本发明确保在同一桥臂中，发生正向串扰时SiC MOSFET不会误导通，发生负向串扰时不会出现反向击穿。可通过调节电阻关断栅极电阻和电阻的值调节桥臂SiC MOSFET栅极驱动负电压；且抑制串扰的辅助电路只使用无源器件，整体结构简单，容易实现。本发明适用各种型号的SiC MOSFET。

技术领域

本发明涉及一种抑制SiC MOSFET串扰的低阻抗钳位驱动电路。

背景技术

SiC MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,金属氧化物半导体场效应晶体管)作为第三代宽禁带半导体功率器件逐渐发展出多种优势。和传统的开关器件相比，SiC MOSFET拥有更大的功率密度、更高的工作电压、更高的开关频率、更低的损耗、更高的工作温度等优势。在现在的电力电子行业，SiC MOSFET逐步取代部分传统功率器件成为行业主流。

为满足大功率领域的发展需求，SiC MOSFET的工作电压、工作频率的逐渐提升，随之而来的串扰现象逐渐显现。如不解决串扰问题会有极大的安全隐患。具体来讲，主动管开关过程中，引起被动管漏源电压dv/dt变化，dv/dt作用在SiC MOSFET的栅漏电容C_gd上引起电流i_gd位移，此位移电流一部分流过R_gL(in)与R_gL产生压降，一部分流过栅源电容C_gs。因此，栅极电势电压会抬高或降低。如果栅源电压超过被动管的阈值电压就会发生误导通，若是低于栅极允许的最大负电压的值，也会导致被动管的损坏，这便是SiC MOSFET的串扰问题。对于C_gd引入的串扰电压，一般采取在SiC MOSFET栅源极并联电容的方法，为的是提供一条低阻抗支路，从而减少位移电流在回路上产生的串扰电压。这种方法存在减慢SiC MOSFET的开关速度的问题。增大栅极驱动电阻可以抑制串扰电压，但等效于通过减慢SiC MOSFET的开关速度来抑制串扰电压。减少杂散电感也能抑制串扰电压，但是实际中无法彻底去除杂散电感。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提出一种抑制SiC MOSFET串扰的低阻抗钳位驱动电路，提高了关断速度，并维持SiC MOSFET桥式电路安全可靠运行。

技术方案：一种抑制SiC MOSFET串扰的低阻抗钳位驱动电路，包括SiC MOSFET上桥臂和SiC MOSFET下桥臂，在每一个桥臂中都包括基本驱动电路和串扰抑制电路。

根据权利要求1所述的抑制SiC MOSFET串扰的低阻抗钳位驱动电路，其特征在于，上桥臂的基本驱动电路包括供电电压源V_1H、供电电压源V_2H、开关管S_1H、开关管S_2H、开通栅极电阻R_{on_H}、关断栅极电阻R_{off_H}；供电电压源V_1H的正极与开关管S_1H的漏极相连，供电电压源V_1H的负极与SiC MOSFET M₁的源极相连；所述开关管S_1H的源极与开通栅极电阻R_{on_H}的一端相连，开通栅极电阻R_{on_H}的另一端与SiC MOSFET M₁的栅极以及关断栅极电阻R_{off_H}的一端相连；供电电压源V_2H的负极与开关管S_2H的源极相连，供电电压源V_2H的正极与SiC MOSFETM₁源极以及供电电压源V_1H的负极相连；开关管S_2H的漏极与关断栅极电阻R_{off_H}的另一端相连；