一种基于碳化硅MOSFET的PWM整流电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种基于碳化硅MOSFET的PWM整流电路，包括MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5、MOS管Q6、电容Cf1、电感La、电感Lb以及电感Lc，电感La、电感Lb以及电感Lc的一端部连至电源，电感La的另一端连接至MOS管Q1的源极以及MOS管Q4的漏极，电感Lb的另一端连接至MOS管Q2的源极以及MOS管Q5的漏极；电感Lc的另一端连接至MOS管Q3的源极以及MOS管Q6的漏极，MOS管Q1的漏极、MOS管Q2的漏极以及MOS管Q3的漏极连接至电容Cf1的一端部，MOS管Q4的源极、MOS管Q5的源极以及MOS管Q6的源极连接至电容Cf1的另一端部，降低对交流侧滤波电感的依赖。

A PWM rectifier circuit based on silicon carbide MOSFET

The utility model provides a PWM rectifier silicon carbide based on MOSFET, including MOS, Q2, Q1 pipe MOS pipe MOS pipe Q3, MOS Q4, MOS Q5, MOS tube tube Q6, inductance La, capacitance Cf1, inductance Lb and inductance Lc, inductance La, inductance Lb and end inductance Lc. Electric La to the power supply, the other end is connected to the MOS Q1 source and MOS Q4 tube drain inductance Lb, the other end is connected to the MOS Q2 source and MOS Q5 drain pipe; the other end is connected to the MOS Q3 source inductor Lc and MOS tube drain Q6, MOS Q1, MOS tube drain pipe Q2 leakage end is connected to the capacitor Cf1 and Q3 pole MOS pipe, MOS pipe, MOS pipe Q4 source Q5 source and MOS Q6 source electrode connected to the other end of the capacitor Cf1, reduce dependence on the AC side inductor.

【技术实现步骤摘要】
一种基于碳化硅MOSFET的PWM整流电路
本技术涉及充电领域，特别涉及一种基于碳化硅MOSFET的PWM整流电路。
技术介绍
充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑(公共楼宇、商场、公共停车场等)和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。充电桩一般提供常规充电(交流桩)和快速充电(直流桩)两种充电方式，用户可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作，充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。直流充电桩主要由直流充电模块、刷卡计费单元、电表、通信模块、输入开关、浪涌保护器、绝缘监测模块等组成。非车载直流充电模块是电动汽车直流充电桩的核心组件，通过将380VAC交流电转换成稳定的直流电源，给电动汽车电池充电。目前直流充电模块主要采用硅基功率器件，如硅基IGBT、CMOS等，受硅基功率器件开关频率、耐压及结温等关键参数的限制，在电路拓扑结构一般采用前级维也纳加后级多电平LLC变换器方式。普遍存在温度特性差(环境温度50℃开始降额输出)、电能转换效率低(94％)及功率密度较低等问题，直接导致直流充电桩的工作可靠性降低，尤其在夏季高温时因环境温度较高所导致的充电桩故障率居高不下，直接影响了充电桩的推广及后期的运营成本。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题，在于提供一种基于碳化硅MOSFET的PWM整流电路，降低成本。本技术是这样实现的：一种基于碳化硅MOSFET的PWM整流电路，包括MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5、MOS管Q6、电容Cf1、电感La、电感Lb以及电感Lc，所述电感La、电感Lb以及电感Lc的一端部连接至电源，所述电感La的另一端连接至所述MOS管Q1的源极以及MOS管Q4的漏极，所述电感Lb的另一端连接至所述MOS管Q2的源极以及MOS管Q5的漏极；所述电感Lc的另一端连接至所述MOS管Q3的源极以及MOS管Q6的漏极，所述MOS管Q1的漏极、MOS管Q2的漏极以及MOS管Q3的漏极连接至所述电容Cf1的一端部，所述MOS管Q4的源极、MOS管Q5的源极以及MOS管Q6的源极连接至所述电容Cf1的另一端部。进一步地，还包括复数个驱动模块，每个所述驱动模块包括隔离单元、驱动单元以及电阻单元，所述隔离单元、驱动单元以及电阻单元依次连接，所述电阻单元一一对应连接所述MOS管Q1的栅极、MOS管Q2的栅极、MOS管Q3的栅极、MOS管Q4的栅极、MOS管Q5的栅极以及MOS管Q6的栅极；所述驱动单元的正驱动电压为18V至22V，所述驱动单元的负驱动电压为-2.5V至-4.5V。进一步地，所述电阻单元的开通电阻为2欧姆至8欧姆。进一步地，所述电阻单元的关断电阻小于或等于开通电阻。进一步地，所述隔离单元的CMTI大于或等于25kV/us。进一步地，所述MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5以及MOS管Q6为耐压大于等于1000V的碳化硅MOSFET。本技术的优点在于：本技术一种基于碳化硅MOSFET的PWM整流电路，与基于传统的硅功率器件的两电平整流电路相对比，可提高系统的开关频率，有效减少滤波电感和滤波电容等无源器件的体积和重量，并具有更高的转换效率；与基于传统的硅功率器件的三电平整流电路相对比，在比起具有更高的转换效率的同时，有效减少了开关器件的数量，降低了控制系统的复杂度，提高了系统的可靠性。总而言之，本方案在有效降低系统体积和重量的同时，还可大大降低系统的成本。附图说明下面参照附图结合实施例对本技术作进一步的说明。图1是本技术一种基于碳化硅MOSFET的PWM整流电路的原理图。图2是本技术一种基于碳化硅MOSFET的PWM整流电路的驱动模块的原理图。图3是本技术一种基于碳化硅MOSFET的PWM整流电路的驱动单元电路图一。图4是本技术一种基于碳化硅MOSFET的PWM整流电路的驱动单元电路图二。图5是本技术一种基于碳化硅MOSFET的PWM整流电路的电阻单元实施例一。图6是本技术一种基于碳化硅MOSFET的PWM整流电路的电阻单元实施例二。图7是本技术一种基于碳化硅MOSFET的PWM整流电路的电阻单元实施例三。具体实施方式请参阅图1所示，本技术基于碳化硅MOSFET的PWM整流电路，包括MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5、MOS管Q6、电容Cf1、电感La、电感Lb以及电感Lc，所述电感La、电感Lb以及电感Lc的一端部连接至电源，所述电感La的另一端连接至所述MOS管Q1的源极以及MOS管Q4的漏极，所述电感Lb的另一端连接至所述MOS管Q2的源极以及MOS管Q5的漏极；所述电感Lc的另一端连接至所述MOS管Q3的源极以及MOS管Q6的漏极，所述MOS管Q1的漏极、MOS管Q2的漏极以及MOS管Q3的漏极连接至所述电容Cf1的一端部，所述MOS管Q4的源极、MOS管Q5的源极以及MOS管Q6的源极连接至所述电容Cf1的另一端部，所述MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5以及MOS管Q6为碳化硅MOSFET，所述MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5以及MOS管Q6为耐压大于等于1000V的碳化硅MOSFET。本整流电流采用直流侧电压外环和交流侧电流内环相结合的双环控制方式，可采用多种不同的调制方式，实现了将交流电压转换为直流电压的功能。通过采用SVPWM空间矢量调制，与传统的SPWM调制相比，在交流电压保持一定的前提下，可实现更宽范围的直流电压输出。通过电感La、电感Lb以及电感Lc连接至交流电，之后进行转化为直流电，之后通过电容Cf1两端连接出去(该两端连接至LLC变换器)，为其提供直流电，大大降低对交流侧滤波电感的依赖；本电路结构简单，在降低系统体积及重量的同时，可大大降低系统成本。如图2所示，所述PWM整流电路还包括复数个驱动模块，每个所述驱动模块包括隔离单元、驱动单元以及电阻单元，所述隔离单元、驱动单元以及电阻单元依次连接，所述电阻单元一一对应连接所述MOS管Q1的栅极、MOS管Q2的栅极、MOS管Q3的栅极、MOS管Q4的栅极、MOS管Q5的栅极以及MOS管Q6的栅极；所述驱动单元的正驱动电压为18V至22V，所述驱动单元的负驱动电压为-2.5V至-4.5V，所述电阻单元的开通电阻为2欧姆至8欧姆，所述电阻单元的关断电阻小于或等于开通电阻，所述隔离单元的CMTI大于或等于25kV/us。如图3和图4所示，驱动单元中的开关器件既可以基于MOSFET的图腾柱驱动结构，也可以为基于三极管图腾柱驱动结构，以及基于图腾柱驱动结构扩展出的其他驱动结构，，其两端分别与正向驱动电压VDD以及负向驱动电压VSS连接；电阻单元既可以为一个电阻方案(即开通电阻等于关断电阻，如图5所示)，也可以采用一个二极管与电阻串联的支路与另一个电阻并联的方案(这个方案可调节开通电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于碳化硅MOSFET的PWM整流电路，其特征在于：包括MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5、MOS管Q6、电容Cf1、电感La、电感Lb以及电感Lc，所述电感La、电感Lb以及电感Lc的一端部连接至电源，所述电感La的另一端连接至所述MOS管Q1的源极以及MOS管Q4的漏极，所述电感Lb的另一端连接至所述MOS管Q2的源极以及MOS管Q5的漏极；所述电感Lc的另一端连接至所述MOS管Q3的源极以及MOS管Q6的漏极，所述MOS管Q1的漏极、MOS管Q2的漏极以及MOS管Q3的漏极连接至所述电容Cf1的一端部，所述MOS管Q4的源极、MOS管Q5的源极以及MOS管Q6的源极连接至所述电容Cf1的另一端部；所述MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5以及MOS管Q6为碳化硅MOSFET。

【技术特征摘要】
1.一种基于碳化硅MOSFET的PWM整流电路，其特征在于：包括MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5、MOS管Q6、电容Cf1、电感La、电感Lb以及电感Lc，所述电感La、电感Lb以及电感Lc的一端部连接至电源，所述电感La的另一端连接至所述MOS管Q1的源极以及MOS管Q4的漏极，所述电感Lb的另一端连接至所述MOS管Q2的源极以及MOS管Q5的漏极；所述电感Lc的另一端连接至所述MOS管Q3的源极以及MOS管Q6的漏极，所述MOS管Q1的漏极、MOS管Q2的漏极以及MOS管Q3的漏极连接至所述电容Cf1的一端部，所述MOS管Q4的源极、MOS管Q5的源极以及MOS管Q6的源极连接至所述电容Cf1的另一端部；所述MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5以及MOS管Q6为碳化硅MOSFET。2.如权利要求1所述的一种基于碳化硅MOSFET的PWM整流电路，其特征在于：还包括复数个驱动模块，每个所述驱动模块包括隔离单...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志君，黄波，李志雨，田远，董兆雯，蔡阿利，颜繁龙，李波，高鑫，许洪东，
申请(专利权)人：泰科天润半导体科技北京有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11