一种碳化硅MOSFET驱动电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种碳化硅MOSFET驱动电路，包括放大单元、驱动变压器T1、稳压管D1、二极管D2、二极管D3、电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3和三极管U7，其中：PWM驱动信号通过放大单元和驱动变压器T1输入串联的稳压管D1、电阻R2和电阻R3，再连接碳化硅MOSFET管的栅极，碳化硅MOSFET管的源极连接驱动变压器T1；稳压管D1与电容C1并联。本实用新型专利技术省略了正负电压源和驱动芯片，可以较好的应用在碳化硅MOSFET的驱动电路中，极大节省电路成本和简化驱动电路的设计；二极管以及三极管构成的泄放通路，加速碳化硅MOSFET的截止和降低关断时的交叉损耗。碳化硅MOSFET的截止和降低关断时的交叉损耗。碳化硅MOSFET的截止和降低关断时的交叉损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅MOSFET驱动电路


[0001]本技术属于电子器件
，具体涉及一种碳化硅MOSFET驱动电路。

技术介绍

[0002]碳化硅（SiC）MOSFET以其优异的性能深受市场的广泛欢迎，但由于该器件的阈值电压（Vth）比较低（通常<2V），加之其应用频率较高，因此为了避免MOSFET误导通，这就要求驱动电路在MOSFET处于关闭状态时，在MOSFET的栅极（G）和源极（S）之间施加适当的负电压来防止MOSFET被误触发。通常情况下，碳化硅MOSFET的驱动电路都需要增加专门的驱动IC及正负电压源来实现，这样的驱动电路比较复杂且成本较高。

技术实现思路

[0003]技术目的：针对现有技术中存在的问题，本技术公开了一种新的碳化硅MOSFET驱动电路。
[0004]技术方案：为实现上述技术目的，本技术采用以下技术方案：一种碳化硅MOSFET驱动电路，其特征在于，包括放大单元、驱动变压器T1、稳压管D1、二极管D2、二极管D3、电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3和三极管U7，其中，三极管U7为PNP型三极管，驱动变压器T1一次侧的输入端口为端口1和端口2，驱动变压器T1二次侧的输出端口为端口3和端口4，其中，端口1和端口3为同名端；
[0005]PWM驱动信号连接放大单元的输入端，放大单元的输出端连接驱动变压器T1的端口1，驱动变压器T1的端口2接地；
[0006]驱动变压器T1的端口3通过依次串联的稳压管D1、电阻R2和电阻R3连接碳化硅MOSFET管Q1的栅极，驱动变压器T1的端口4连接碳化硅MOSFET管Q1的源极，稳压管D1的负极连接驱动变压器T1的端口3，稳压管D1与电容C1并联；
[0007]稳压管D1的正极连接二极管D2的正极，二极管D2的负极通过电阻R1连接碳化硅MOSFET管Q1的源极，二极管D3的正极连接电阻R2和电阻R3的公共端，二极管D3的负极连接三极管U7的发射极，三极管U7的基极连接稳压管D1的正极，三极管U7的集电极连接碳化硅MOSFET管Q1的源极。
[0008]优选地，放大单元包括三极管U1和三极管U2，三极管U1为NPN型三极管，三极管U2为PNP型三极管；
[0009]PWM驱动信号连接三极管U1的基极和三极管U2的基极，三极管U1的集电极连接Vcc电压，三极管U2的集电极接地，三极管U1的发射极和三极管U2的发射极连接驱动变压器T1的端口1。
[0010]优选地，稳压管D1的压降的取值范围为3.3V~5.1V。
[0011]优选地，电容C1的电容量的取值范围为0.68μF ~1μF。
[0012]优选地，电阻R1的电阻值的取值范围为6.8 KΩ~10KΩ。
[0013]有益效果：与现有技术相比，本技术具有如下有益效果：
[0014]本技术所述驱动电路省略了正负电压源和驱动芯片，可以较好的应用在碳化硅MOSFET的驱动电路中，可以极大节省电路成本，可以极大简化驱动电路的设计，也可适用于桥式结构的驱动电路；同时本技术采用电阻、二极管以及三极管构成两条泄放通路，可以加速碳化硅MOSFET的截止，降低碳化硅MOSFET关断时的交叉损耗。
附图说明
[0015]图1为本技术所述驱动电路的电路结构示意图；
[0016]图2为为本技术所述驱动电路在半桥拓扑中的应用示意图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和实施例对本技术的具体实施方式作进一步详细的说明。
[0018]本技术公开了一种碳化硅MOSFET驱动电路，放大单元、驱动变压器T1、稳压管D1、二极管D2、二极管D3、电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3和三极管U7，其中，三极管U7为PNP型三极管，驱动变压器T1一次侧的输入端口为端口1和端口2，驱动变压器T1二次侧的输出端口为端口3和端口4，其中，端口1和端口3为同名端。
[0019]PWM驱动信号连接放大单元的输入端，放大单元的输出端连接驱动变压器T1的端口1，驱动变压器T1的端口2接地。本技术的一种实施例中，放大单元为由三极管U1和三极管U2构成的图腾柱电路，其中，三极管U1为NPN型三极管，三极管U2为PNP型三极管， 具体的：PWM驱动信号连接三极管U1的基极和三极管U2的基极，三极管U1的集电极连接Vcc电压，三极管U2的集电极接地，三极管U1的发射极和三极管U2的发射极连接驱动变压器T1的端口1。
[0020]驱动变压器T1的端口3通过依次串联的稳压管D1、电阻R2和电阻R3连接碳化硅MOSFET管Q1的栅极，驱动变压器T1的端口4连接碳化硅MOSFET管Q1的源极，具体的：稳压管D1与电容C1并联，稳压管D1的负极连接驱动变压器T1的端口3，稳压管D1的正极连接电阻R2的第一端，电阻R2的第二端连接电阻R3的第一端，电阻R3的第二端连接到碳化硅MOSFET管Q1的栅极；
[0021]稳压管D1的正极连接二极管D2的正极，二极管D2的负极通过电阻R1连接碳化硅MOSFET管Q1的源极以及驱动变压器T1的端口4，二极管D3的正极连接电阻R2和电阻R3的公共端，二极管D3的负极连接三极管U7的发射极，三极管U7的基极连接稳压管D1的正极，三极管U7的集电极连接碳化硅MOSFET管Q1的源极以及驱动变压器T1的端口4。
[0022]本技术中，二极管D2和二极管D3采用的型号为1N4148。
[0023]本技术中，稳压管D1的压降的取值决定了“负电压”的深度，依据碳化硅MOSFET的特性，稳压管D1的压降的取值范围为3.3V~5.1V。
[0024]本技术中，电容C1的电容量的取值范围为0.68μF ~1μF。
[0025]本技术中，电阻R1的电阻值的取值范围为6.8 KΩ~10KΩ。
[0026]碳化硅MOSFET相比于硅MOSFET在驱动电压上有较严格的要求，硅MOSFET的驱动电压只要求在10
‑
12V即可，但碳化硅MOSFET的驱动必须在18
‑
20V，所以，需要调整驱动变压器T1的匝数比，将驱动变压器T1二次侧的输出电压调高至合适的范围，使得Vgs在18
‑
20V。在不考虑三极管U1、三极管U2及电阻R2、电阻R3压降的情况下：
[0027]Vgs=Vt
‑
Vd1
[0028]Vt=Vcc*(Np/Ns)=Vcc*N
[0029]Vgs=Vcc*N
‑
Vd1
[0030]其中，Vgs为碳化硅MOSFET的驱动电压；Vt为驱动变压器T1二次侧端口3、端口4之间的电压；Vd1为稳压管D1的稳压值；Vcc为系统电源电压；N为驱动变压器T1一次侧绕组Np的匝数与二次侧绕组Ns的匝数的比值。
[0031]通常，碳化硅的驱动以专用的驱动芯片为主，由于碳化硅MOSFET要求负压关断，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅MOSFET驱动电路，其特征在于，包括放大单元、驱动变压器T1、稳压管D1、二极管D2、二极管D3、电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3和三极管U7，其中，三极管U7为PNP型三极管，驱动变压器T1一次侧的输入端口为端口1和端口2，驱动变压器T1二次侧的输出端口为端口3和端口4，其中，端口1和端口3为同名端；PWM驱动信号连接放大单元的输入端，放大单元的输出端连接驱动变压器T1的端口1，驱动变压器T1的端口2接地；驱动变压器T1的端口3通过依次串联的稳压管D1、电阻R2和电阻R3连接碳化硅MOSFET管Q1的栅极，驱动变压器T1的端口4连接碳化硅MOSFET管Q1的源极，稳压管D1的负极连接驱动变压器T1的端口3，稳压管D1与电容C1并联；稳压管D1的正极连接二极管D2的正极，二极管D2的负极通过电阻R1连接碳化硅MOSFET管Q1的源极，二极管D3的正极连接电阻R2和电阻R3的公共端，二极管D3的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李承武，许海东，谌容，
申请(专利权)人：南京晟芯半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：