【技术实现步骤摘要】
本专利技术属电力电子领域,尤其是一种SiC MOSFET管的驱动电路。
技术介绍
随着电力电子技术的不断发展,多电飞机、电动汽车、石油钻井等领域对电力电子变换器提出了更高的要求,需要其能够在高温环境下可靠工作。新型SiC功率器件结温承受能力较高,结合高温封装技术,可在高达200℃以上环境温度下工作,这为高温电力电子变换器的设计提供了可能。驱动电路作为控制电路和功率器件之间的重要接口,决定着器件性能的发挥。尽管碳化硅器件具有高速开关能力,但这却需要较好的驱动电路设计才能使其充分发挥高速开关能力。为了充分利用SiC器件的高速工作能力,其驱动电路必须与功率器件尽可能靠近以降低驱动回路的寄生参数,因此驱动电路也必须能够满足高温工作的要求。但是,目前常用的Si基驱动芯片最高只能工作在125℃,无法承受更高温度,必须设立单独的驱动板,与SiC功率模块保持一段距离,防止功率电路损耗产生的热量传到驱动电路,影响驱动电路正常工作。单独的驱动板通过较长的引线与SiC功率模块相连,这就在驱动芯片和SiC功率模块之间引入了寄生电感,不仅对SiC器件高速开关不利,且增加了电路所占空间,不利于变换器的小型化。另外,桥臂电路含有两个串联的互补导通的开关器件,是功率变换器中最为常用的电路结构,SiC功率器件高速工作时,由于SiC MOSFET栅极门槛电压和负向最大电压承受能力均较低,因此会引起桥臂串扰问题,危及电路安全。目前常用的解决办法有以下几种:①在栅源极并联额外的电容为密勒电流提供分流支路;②增加栅极关断负偏压;③有源密勒箝位驱动电路。目前文献中针对SiC MOSFET给出的耐高 ...
【技术保护点】
一种SiC MOSFET管的驱动电路,其特征在于,包括信号接收电路、电平转换电路、推挽放大电路、桥臂串扰抑制电路、全桥整流电路、第一隔离变压器和第二隔离变压器;信号接收电路通过第一隔离变压器与SiC MOSFET管的控制电路相连,将控制电路输出的控制信号传递给电平转换电路;电平转换电路将控制信号转换为推挽放大电路的输入电平V4g;推挽放大电路的输出端两臂均与SiC MOSFET管的栅极相连,并根据输入电平V4g控制SiC MOSFET管导通或截止;全桥整流电路通过第二隔离变压器与外接电源相连,形成所述驱动电路的电源电路,并为所述驱动电路供电;桥臂串扰抑制电路包括PNP型BJT管Q8和辅助电容Ca,Q8的基极与推挽放大电路的输入端相连,Q8的发射极与SiC MOSFET管的源级相连,Q8的集电极通过Ca与SiC MOSFET管的栅极相连;Ca>>CGS,CGS为SiC MOSFET管的栅源极电容。
【技术特征摘要】
1.一种SiC MOSFET管的驱动电路,其特征在于,包括信号接收电路、电平转换电路、推挽放大电路、桥臂串扰抑制电路、全桥整流电路、第一隔离变压器和第二隔离变压器;信号接收电路通过第一隔离变压器与SiC MOSFET管的控制电路相连,将控制电路输出的控制信号传递给电平转换电路;电平转换电路将控制信号转换为推挽放大电路的输入电平V4g;推挽放大电路的输出端两臂均与SiC MOSFET管的栅极相连,并根据输入电平V4g控制SiC MOSFET管导通或截止;全桥整流电路通过第二隔离变压器与外接电源相连,形成所述驱动电路的电源电路,并为所述驱动电路供电;桥臂串扰抑制电路包括PNP型BJT管Q8和辅助电容Ca,Q8的基极与推挽放大电路的输入端相连,Q8的发射极与SiC MOSFET管的源级相连,Q8的集电极通过Ca与SiC MOSFET管的栅极相连;Ca>>CGS,CGS为SiC MOSFET管的栅源极电容。2.根据权利要求1所述的一种SiC MOSFET管的驱动电路,其特征在于,所述全桥整流电路包括由桥式连接的二极管D1~D4构成的整流桥、滤波电容C0、稳压管Z1、Z2和限流电阻R;整流桥的输入端与第二隔离变压器的副边相连,C0跨接在整流桥的正、负输出端之间;Z1的阳极接整流桥负输出端,Z1的阴极与Z2的阴极相连,Z2的阴极接整流桥正输出端,Z1、Z2之间串联R;所述全桥整流电路设有三个输出端:整流桥的正输出端为全桥整流电路的第一输出端,为推挽放大电路提供参考电压V2;R与Z1的连接点为全桥整流电路的第二输出端,为SiC MOSFET管提供源级电压V1;整流桥的负输出端为全桥整流电路第三输出端,其输出的电压V0作为地线电压。3.根据权利要求2所述的一种SiC MOSFET管的驱动电路,其特征在于,所述信号接收电路包括NPN型BJT管Q1、Q2、分压电阻R1~R6和防反流二极管D5、D6;Q1、Q2的发射极接地;Q1基极与D5的阳极相连,同时,Q1的基极通过R2与Q2的集电极相连,D5的阴极接有R1...
【专利技术属性】
技术研发人员:谢昊天,秦海鸿,聂新,徐华娟,
申请(专利权)人:南京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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