[发明专利]一种碳化硅MOSFET多管并联的控制方法及电路

说明书

本发明属于高压大功率场合的碳化硅MOSFET并联应用控制技术领域，公开了一种碳化硅MOSFET多管并联的控制方法，以不影响整组碳化硅MOSFET并联工作为前提，不改变整组开关频率的条件下，通过对其中单个个体进行间隙式的有效控制，改变该单管的PWM驱动波形，等同减小该碳化硅MOSFET管的有效持续工作时间，降低其温升，防止其热失效，从而提高产品的可靠性能。还公开了实现上述方法的控制电路。本发明在采用极简化电路结构的条件下，在多个并联碳化硅MOSFET器件一起工作时间内，相对实现了并联电路中各个单管发热均衡和工作电流的较为一致。

技术领域

本发明属于高压大功率场合的碳化硅MOSFET并联应用控制技术领域，尤其涉及一种碳化硅MOSFET多管并联的控制方法及电路。

背景技术

随着第三代半导体技术的发展进步，市场对产品体积小型化和功率器件高频化的需求日益强烈，碳化硅MOSFET在产品中应用也越来越广泛。受制于当前功率器件制造工艺技术，单个碳化硅MOSFET的在较高等级电压下，导通阻抗Rds只能做到为几毫欧甚至几十毫欧级别，无法做到更小值，这就造成了单个器件导流能力偏小，功率容量小，无法通过单体器件来实现产品在高压大功率场合的应用。因此在高压大功率场合，产品通过采用对碳化硅MOSFET的多管并联技术，来提高功率容量，成了必然趋势。目前，碳化硅MOSFET的多管并联技术的发展还处在不完善阶段，在应用中，常见的已有技术有：1)第一种：很多产品在实际的应用上通过预留较大MOSFET的工作电流裕量，仅靠并联中的多个MOSFET本身开关和阻抗特性去实现彼此内部之间的电流分配，这种粗犷式设计不仅造成了功率器件的浪费，还缺少对每个并联的MOSFET进行监管，带来的产品炸机失效的风险系数高；2)第二种：通过采用对并联中的每一个碳化硅MOSFET进行单独驱动和电流采样设计，这种并联技术需要PWM资源和ADC资源丰富的MCU芯片或多个芯片实现，控制算法复杂，而且硬件相关驱动电路和采样电流设计繁多冗余复杂，且对硬件电路参数一致要求很高，产品制作成本十分昂贵。

在高压大功率应用场合，目前常用的碳化硅MOSFET的多管并联技术存在的技术问题有：

针对第一种已有应用技术：

1)碳化硅MOSFET单管电流设计余量大，造成器件功率容量浪费；

2)多管并联的MOSFET仅靠自身内部阻抗特性实现各自电流分配，会造成并联中每个管子的温升不一致、各自相差较大现象；

3)鉴于每个管子内部参数不可能做到完全一致，会造成某个管子分配电流过大，出现热炸机失效问题；

针对第二种已有应用技术：

1)硬件设计繁多冗余复杂，硬件电路多，产品体积较大；

2)对硬件电路参数一致性精度要求高，采购成本高；

3)MCU控制芯片要求高，控制算法复杂；

4)产品制作成本高，不利于推广。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种碳化硅MOSFET多管并联的控制方法及电路，能够控制每个单管的工作电流相对均衡一致，并简化实现的电路结构。

本发明实施例是这样实现的：

1、一种碳化硅MOSFET多管并联的控制方法，包括：

101、对并联的碳化硅MOSFET多管的实时工作温度分别进行温度采样，得到各管对应的工作温度采样结果；

102、在器件温升安全工作范围内，根据温度采样结果，在最高温度和最低温度之间取值，设定为温度阈值，在不同的工作周期内，实时更新设定所述温度阈值；