[实用新型]一种应用在桥臂电路中的并联开关管驱动装置

说明书

本实用新型公开了一种应用在桥臂电路中的并联开关管驱动装置，包括第一驱动板和第二驱动板，所述第一驱动板上设置桥臂电路中高边的四个并联开关管和第一驱动电路，所述第二驱动板上设置桥臂电路中低边的四个并联开关管和第二驱动电路，所述第一驱动板和第二驱动板平行布置并且中间通过环氧板隔离，第一驱动电路中的线路到桥臂电路中高边的四个并联开关管的距离相等，第二驱动电路中的线路到桥臂电路中低边的四个并联开关管的距离相等；本实用新型的优点在于：有效降低栅极振荡并减少了驱动电压串扰风险。

技术领域

本实用新型涉及电力电子领域，更具体涉及一种应用在桥臂电路中的并联开关管驱动装置。

背景技术

目前，在高功率密度的大功率电源应用中，由于输出高电压，大电流的特征，开关管会被多个并联地应用在桥臂拓扑中，很多场合更是会使用宽禁带器件，比如碳化硅场效应管作为其开关管。而不论是多管并联的应用还是碳化硅场效应管的应用，在桥臂串联电路中，高速开关的碳化硅器件在其快速开关的瞬态过程中，寄生参数带来的副作用将会更加明显和恶劣，而寄生参数除了来自碳化硅场效应管本身的工艺原因，还有来自驱动电路的印刷电路板布板造成的驱动回路上的分布电感和杂散电容。对于这类应用的印刷电路板的驱动回路画板，只能尽可能较小驱动回路，尽可能对并联的各个开关管的驱动线等长布板，并且在这个基础上还要保证桥臂电路中上下管驱动电路的安规距离。

目前的技术难点在于，碳化硅开关管并联的应用中，驱动电路布板带来的寄生参数会和碳化硅开关管本身的寄生参数相结合，从而造成最严重的两个问题：串联谐振导致的栅极振荡，分布电容导致的栅源电压串扰。它们都会造成桥臂电路开关过程中上下管同时导通，而桥臂直通则肯定会损坏开关管。

并且多管并联的时候，桥臂驱动板的布板需要考虑到桥臂上下管之间的安全电压和爬电距离，以及并联的管子之间的均流特性，相比单管的驱动电路布板，桥臂上下管的驱动回路会更长，驱动回路在印刷电路板的不同物理层之间的重叠区域也更多，这增加了寄生电感以及上下管漏极源级之间，漏极栅极之间的分布电容。这样会加重栅极振荡和栅源驱动电压串扰的风险。另外这样布板的难度很高，印刷电路板的层数相比单管驱动电路板会增加一倍到两倍，而布板面积又会比单管的驱动电路布板面积乘以并联开关管数量还要大更多。这也增加了印刷电路板成本和布板设计难度。

一般来说对于上述问题的改善方式是如下几种：1)减小驱动电阻，用于减小栅源电压串扰，但是会带来加重栅极振荡的风险，2)增加栅源电容，用于减小栅源电压串扰，但是这会增加开关损耗，3)给碳化硅开关管加负压驱动，这个不管是单管应用还是多管并联应用的场合，大多数碳化硅开关管都要求这样设计驱动，它也不能有效解决开关管并联使用的时候由于布板问题导致的驱动串扰以及栅极振荡。4)给碳化硅驱动加米勒钳位电路，这个能有效抑制驱动串扰，但是无法应用在碳化硅开关管并联使用的场合。

综上所述，目前还没有有效降低栅极振荡和驱动串扰风险的应用在桥臂电路中的并联开关管驱动装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术缺乏有效降低栅极振荡和驱动串扰风险的应用在桥臂电路中的并联开关管驱动装置。

本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种应用在桥臂电路中的并联开关管驱动装置，包括第一驱动板和第二驱动板，所述第一驱动板上设置桥臂电路中高边的四个并联开关管和第一驱动电路，所述第二驱动板上设置桥臂电路中低边的四个并联开关管和第二驱动电路，所述第一驱动板和第二驱动板平行布置并且中间通过环氧板隔离，第一驱动电路中的线路到桥臂电路中高边的四个并联开关管的距离相等，第二驱动电路中的线路到桥臂电路中低边的四个并联开关管的距离相等。