[发明专利]一种调节功率管并联均流的变电压驱动控制电路

说明书

本发明提供一种调节功率管并联均流的变电压驱动控制电路，该电路包括第一驱动电路、第二驱动电路和控制电路，该电路包括由第一运算放大器、采样电阻、第一电阻、第二电阻、第三电阻、控制芯片组成的控制电路，第一驱动电源、第二驱动电源、第一开关和第二开关组成的第一驱动电路，第三驱动电源、第四驱动电源、第三开关和第四开关组成的第二驱动电路，主功率回路包括第一功率管、第二功率管、第一源极电感和第二源极电感。本发明适用于需要功率管进行并联使用的大功率场合，通过对两个功率管源极的两端串联的电阻上的电压进行采样来调整两个功率管的驱动电压，避免了电流不均衡时的某个功率管过热的情况，提高了主功率电路的安全性和可靠性。

技术领域

本发明属于电力电子技术与电工技术领域，具体为一种调节功率管并联均流的变电压驱动控制电路。

背景技术

SiC器件相较于Si器件而言具有更宽的禁带宽度、更高的热导率、更高的临界场强以及更快的电子迁移速率，在耐高温高压能力、高频应用等方面优势明显，适合用于高频高功率的应用场合。

然而，在实际应用中，功率器件工作在高频高功率场合需要具有更快的开关速度和额定电流等级，开关速度方面SiC器件材料优势正好符合这一特点，在高电流等级方面，通常会采用功率管并联的方法来降低电路损耗和提高电路负载能力，但一方面，功率管并联会产生并联电流均衡问题，尤其在高频工作场合，功率管开关电流分配在两个功率管时间仅在100ns之内，若电流出现不均衡，则会导致其中一个功率管电流过大，超过功率管耐受电流；另一方面，SiC功率管管芯面积小、电流密度大，其过流承受能力更弱，过流承受时间更短，给SiC功率器件的均流设计带来极大的挑战。

传统保护方法采用串联大电阻的方式进行均流，但这样仅仅只能对稳态下的电流均衡进行调节，并且会产生很大的损耗，因此传统方法不适用于SiC器件。

发明内容

本发明为实现上述目的采用如下技术方案：一种调节功率管并联均流的变电压驱动控制电路，

该电路包括第一驱动电路、第二驱动电路和控制电路。

所述控制电路用于采样主功率回路中两个功率管源极之间的压差，判断两功率管之间不均流的程度。

所述第一驱动电路用于控制第一功率管的开关状态。

所述第二驱动电路用于控制第二功率管的开关状态。

所述短路保护控制方法为：当第一功率管和第二功率管开通和关断时出现两管电流不均衡情形，由于第一功率管的第一源极寄生电感和第二功率管的第二源极寄生电感不同，导致两管源极的电位不同，导致采样电阻上出现压降，若没有出现两管不均衡情形，则采样电阻上没有压降；当出现压降时，采样电压通过控制回路中的第一运算放大器、第一电阻、第二电阻和第三电阻组成的差分放大电路输入给控制芯片，再通过控制芯片进行判断，若采样电阻的压降大于零，即第一功率管的源极电位高于第二功率管的源极电位，第一功率管电流上升率较第二功率管的更快，因此控制信号断开第一开关，关闭第二开关，将第一驱动电路的驱动电源变小，而驱动电源的电压值与功率管的开关速度成正比，因此降低第一功率管的电流上升率，让第一功率管和第二功率管的电流分布情形达到均衡。当第二功率管的电流上升率较第一功率管更快，控制方式与上述控制方式类似。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

(1)利用控制芯片的数字控制方式，控制效果稳定；

(2)通过采样电阻的压降改变驱动电压，成本较低，损耗较小。

附图说明

图1是本发明的主功率回路和驱动控制电路拓扑图；

图2(a)是本发明中控制信号G₁-G₄示意图；