一种变电压SiC MOSFET有源驱动电路制造技术

本发明专利技术公开了一种变电压SiC MOSFET有源驱动电路，包括：驱动电路，电压采样电路、脉冲产生电路和源极电压电路；所述电压采样电路，用于采集SiC MOSFET开关过程中栅源极两端的电压信号，并传输给脉冲产生电路；所述脉冲产生电路，用于根据接收到的电压信号产生脉冲信号，并传输给源极电压电路；所述源极电压电路，用于根据所述脉冲信号输出驱动电压控制信号给SiC MOSFET。优点：本发明专利技术能够通过改变SiC MOSFET驱动电压，抑制SiCMOSFET开关过程中电流变化率，在牺牲较小开关损耗的情况下，抑制器件开关过程中电流、电压过冲和振荡现象。

A variable voltage SiC MOSFET active driver circuit

【技术实现步骤摘要】
一种变电压SiCMOSFET有源驱动电路
本专利技术涉及一种变电压SiCMOSFET有源驱动电路，属于电力电子

技术介绍
与硅金属氧化物半导体场效应晶体管（SiMOSFET）相比，碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（SiCMOSFET）具有更高的工作温度、更高的热导率和更低的开关损耗，因此正广泛应用于车载充电器、电机和光伏逆变器等领域，但是过高的开关速度会引起器件开关过程中电流、电压过冲和振荡，甚至增加器件的开关损耗，为了推广SiCMOSFET的应用，需要解决该问题。目前有几种方法来解决该问题。一方面，可以通过谐振驱动电路对SiCMOSFET进行驱动，能够有效减少器件开关损耗，但不能解决器件开关过程中电流、电压过冲和振荡问题。另一方面，通过增加器件驱动电路电阻阻值，可以减少器件开关过程中电流、电压过冲和振荡问题，但会增加器件的开关损耗。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种变电压SiCMOSFET有源驱动电路，能够在牺牲较小开关损耗的情况下，抑制器件开关过程中电流、电压过冲和振荡现象。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种变电压SiCMOSFET有源驱动电路，其特征在于，包括：驱动电路，电压采样电路、脉冲产生电路和源极电压电路；所述电压采样电路，用于采集SiCMOSFET开关过程中器件栅源极两端的电压信号，并传输给脉冲产生电路；所述脉冲产生电路，用于根据接收到的电压信号产生脉冲信号，并传输给源极电压电路；所述源极电压电路，用于根据所述脉冲信号输出驱动电压控制信号给SiCMOSFET；所述驱动电路，用于产生SiCMOSFET开关所需的栅极驱动电压。进一步的，所述驱动电路包括第一开关管Q1，第二开关管Q2、第一电阻R1和第一节点，其中，所述第一开关管Q1集电极与Vcc1供电电压相连，所述第一开关管Q1发射极与所述第一节点相连，所述第一开关管Q1基极与所述第二开关管Q2基极相连，所述第二开关管Q2发射极与所述第一节点相连，所述第二开关管Q2集电极与Vee1供电电压相连，所述第一电阻R1一端与所述第一节点相连，所述第一电阻R1另一端与所述SiCMOSFET栅极相连，Vcc1和Vee1分别表示SiCMOSFET的栅极开通电压和关断电压。进一步的，所述电压采样电路包括第二电阻R2，第三电阻R3、第一电容C1和第二节点，其中，所述第二电阻R2一端与所述第一节点相连，所述第二电阻R2另一端与所述第二节点相连，所述第三电阻R3一端与所述第二节点相连，所述电三电阻R3另一端接地，所述第一电容C1一端与所述第二节点相连，所述第一电容C1另一端接地。进一步的，所述脉冲产生电路包括第一电压比较器COM1，第二电压比较器COM2和第一逻辑门Logic，其中，第一电压比较器COM1正输入端与所述第二节点相连，所述第一电压比较器COM1负输入端与第一参考电压Vref1相连，所述第二电压比较器COM2负输入端与所述第二节点相连，所述第二电压比较器COM2正输入端与第二参考电压Vref2相连，所述第一逻辑门Logic一输入端与所述第一比较器COM1输出端相连，所述第一逻辑门Logic另一输出端与所述第二比较器COM2输出端相连，所述第一逻辑门Logic输出端与所述源极电压电路相连。进一步的，所述第一参考电压Vref1和第二参考电压Vref2为比较器的参考电压，其值根据需要设置。进一步的，所述源极电压电路包括第三开关管Q3、第四开关管Q4和第三节点，其中，所述第三开关管Q3集电极与Vcc2供电电压相连，所述第三开关管Q3基极与所述第三节点相连，所述第三开关管Q3发射极与所述SiCMOSFET源极相连，所述第四开关管Q4发射极与所述SiCMOSFET源极相连，所述第四开关管Q4基极与所述第三节点相连，所述第四开关管Q4集电极与所述Vee2供电电压相连，所述第三节点还与所述第一逻辑门Logic输出端相连；Vcc2和Vee2为SiCMOSFET的源极电压。本专利技术所达到的有益效果：本专利技术通过电压采样电路检测SiCMOSFET开关过程中栅源极两端电压，使得脉冲产生电路在SiCMOSFET开关过程的特定时间阶段内产生脉冲信号，控制源极电压电路中开关管的通断，以此改变SiCMOSFET驱动电压，抑制SiCMOSFET开关过程中电流变化率，在牺牲较小开关损耗的情况下，抑制器件开关过程中电流、电压过冲和振荡现象。附图说明图1为本专利技术的电路模块示意图；图2为根据本专利技术一个实施例的变电压SiCMOSFET有源驱动电路结构示意图；图3为根据本专利技术一个实施例的变电压SiCMOSFET有源驱动电路测试电路示意图；图4为根据本专利技术一个实施例的变电压SiCMOSFET有源驱动电路测试实验开通波形示意图；图5为传统驱动电路测试实验开通波形示意图；图6为根据本专利技术一个实施例的变电压SiCMOSFET有源驱动电路测试实验关断波形示意图；图7为传统驱动电路测试实验关断波形示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1所示，一种变电压SiCMOSFET有源驱动电路，包括：驱动电路，电压采样电路、脉冲产生电路和源极电压电路；所述电压采样电路，用于采集SiCMOSFET开关过程中栅源极两端的电压信号，并传输给脉冲产生电路；所述脉冲产生电路，用于根据接收到的电压信号产生脉冲信号，并传输给源极电压电路；所述源极电压电路，用于根据所述脉冲信号输出驱动电压控制信号给SiCMOSFET；所述驱动电路，用于产生SiCMOSFET开关所需的栅极驱动电压。如图2所示，为本专利技术一个实施例的变电压SiCMOSFET有源驱动电路的结构示意图。所述的驱动电路包括第一开关管Q1，第二开关管Q2和第一电阻R1，其中，所述第一开关管Q1集电极与Vcc1供电电压相连，所述第一开关管Q1发射极与所述第一节点相连，所述第一开关管Q1基极与所述第二开关管Q2基极相连，所述第二开关管Q2发射极与所述第一节点相连，所述第二开关管Q2集电极与所述Vee1供电电压相连，所述第一电阻R1一端与所述第一节点相连，所述第一电阻R1另一端与所述SiCMOSFET栅极相连。所述的电压采样电路包括第二电阻R2，第三电阻R3和第一电容C1，其中，所述第二电阻R2一端与所述第一节点相连，所述第二电阻R2另一端与所述第二节点相连，所述第三电阻R3一端与所述第二节点相连，所述电三电阻R3另一端接地，所述第一电容C1一端与所述第二节点相连，所述第一电容C1另一端接地。所述的脉冲产生电路包括第一电压比较器COM1，第二电压比较器COM2和第一逻辑门Logic，其中，第一电压比较器COM1正输入端与所述第二节点相连，所述第一电压比较器COM1负输入端与所述第一参考电压Vref1相连，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种变电压SiC MOSFET有源驱动电路，其特征在于，包括：驱动电路，电压采样电路、脉冲产生电路和源极电压电路；/n所述电压采样电路，用于采集SiC MOSFET开关过程中器件栅源极两端的电压信号，并传输给脉冲产生电路；/n所述脉冲产生电路，用于根据接收到的电压信号产生脉冲信号，并传输给源极电压电路；/n所述源极电压电路，用于根据所述脉冲信号输出驱动电压控制信号给SiC MOSFET；/n所述驱动电路，用于产生SiC MOSFET开关所需的栅极驱动电压。/n

【技术特征摘要】
1.一种变电压SiCMOSFET有源驱动电路，其特征在于，包括：驱动电路，电压采样电路、脉冲产生电路和源极电压电路；
所述电压采样电路，用于采集SiCMOSFET开关过程中器件栅源极两端的电压信号，并传输给脉冲产生电路；
所述脉冲产生电路，用于根据接收到的电压信号产生脉冲信号，并传输给源极电压电路；
所述源极电压电路，用于根据所述脉冲信号输出驱动电压控制信号给SiCMOSFET；
所述驱动电路，用于产生SiCMOSFET开关所需的栅极驱动电压。


2.根据权利要求1所述的变电压SiCMOSFET有源驱动电路，其特征在于，所述驱动电路包括第一开关管Q1，第二开关管Q2、第一电阻R1和第一节点，其中，所述第一开关管Q1集电极与Vcc1供电电压相连，所述第一开关管Q1发射极与所述第一节点相连，所述第一开关管Q1基极与所述第二开关管Q2基极相连，所述第二开关管Q2发射极与所述第一节点相连，所述第二开关管Q2集电极与Vee1供电电压相连，所述第一电阻R1一端与所述第一节点相连，所述第一电阻R1另一端与所述SiCMOSFET栅极相连，Vcc1和Vee1分别表示SiCMOSFET的栅极开通电压和关断电压。


3.根据权利要求2所述的变电压SiCMOSFET有源驱动电路，其特征在于，所述电压采样电路包括第二电阻R2，第三电阻R3、第一电容C1和第二节点，其中，所述第二电阻R2一端与所述第一节点相连，所述第二电阻R2另一端与所述第二节点相连，所述第三电阻R3一端与所述第二节点相连，所述电三电阻R3另一端接地，所述第一电容C1一端与所述第二节点相...

【专利技术属性】
技术研发人员：李先允，卢乙，倪喜军，王书征，殷帆，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32