一种碳化硅MOSFET短路保护电路制造技术

本发明专利技术公开了一种碳化硅MOSFET短路保护电路，包括碳化硅MOSFET驱动模块、碳化硅MOSFET导通电压检测模块、分压取样模块、参考电平模块和比较输出模块；所述碳化硅MOSFET驱动模块包括碳化硅驱动板、主控板和第一电阻；所述碳化硅MOSFET导通电压检测模块包括第一二极管、第二二极管和第二电阻；所述分压取样模块包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、稳压二极管、第三二极管和电容；所述参考电平模块包括电压基准芯片、第六电阻、第七电阻和第八电阻；所述比较输出模块包括电压比较器和第九电阻。本发明专利技术可实现在碳化硅MOSFET高开关频率下也能快速识别短路，并适应负电压基准，同时低成本、高可靠，利于市场推广。利于市场推广。利于市场推广。

【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅MOSFET短路保护电路


[0001]本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及一种碳化硅MOSFET短路保护电路。

技术介绍

[0002]随着第三代半导体技术的迅猛发展，越来越多的第三代半导体器件应用到了电力电子设备中。碳化硅(SIC)MOSFET作为第三代半导体的重要代表，以其工作温度高、阻断电压高、高频特性好等特点，已在工业、汽车以及国防军工等领域有着广泛应用。
[0003]对于碳化硅MOSFET的短路保护电路，目前最常用的做法是使用硅器件或者IGBT的短路保护电路进行改进，这类短路保护电路要么是集成于驱动模块，要么使用较复杂的放大比较逻辑来实现，成本较为昂贵；而且，硅器件和IGBT应用在电子设备中时，其开关频率通常是20KHz的开关频率以下，而碳化硅MOSFET的开关频率通常在100KHz以上，这意味着，这类短路保护电路在出现短路情况时，要在更短的时间内识别并响应；另外，硅器件的驱动电路通常是正电压开通，零电平关断，而碳化硅MOSFET需要正电压开通，负电压关断，则这类短路保护电路的电压基准通常是以零电平为基准，若使用负电压为基准，则较难应用。
[0004]因此，需要研究一种能在高开关频率下快速响应且能适应负电压基准的碳化硅MOSFET短路保护电路。
[0005]以上信息作为背景信息给出只是为了辅助理解本公开，并没有确定或者承认任意上述内容是否可用作相对于本公开的现有技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种碳化硅MOSFET短路保护电路，以解决现有技术的不足。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供以下的技术方案：
[0008]一种碳化硅MOSFET短路保护电路，包括碳化硅MOSFET驱动模块、碳化硅MOSFET导通电压检测模块、分压取样模块、参考电平模块和比较输出模块；其中，
[0009]所述碳化硅MOSFET驱动模块包括碳化硅驱动板U3、主控板U4和第一电阻R1；
[0010]所述碳化硅驱动板U3的PWM引脚与所述主控板U4连接，所述碳化硅驱动板U3的S1引脚与第一碳化硅MOSFET Q1的源极连接，所述碳化硅驱动板U3的G1引脚与所述第一碳化硅MOSFET Q1的栅极连接，所述第一电阻R1的一端与所述碳化硅驱动板U3的S1引脚连接，所述第一电阻R1的另一端与所述碳化硅驱动板U3的G1引脚连接；所述第一碳化硅MOSFET Q1的源极与负母线BUS
‑
连接，所述第一碳化硅MOSFET Q1的漏极与第二碳化硅MOSFET Q2的源极连接，所述第二碳化硅MOSFET Q2的漏极与正母线BUS+连接；
[0011]所述碳化硅MOSFET导通电压检测模块包括第一二极管D1、第二二极管D2和第二电阻R2；
[0012]所述第一二极管D1的负极连接在所述第一碳化硅MOSFET Q1的漏极与第二碳化硅MOSFET Q2的源极之间，所述第一二极管D1的正极与所述第二二极管D2的正极连接，所述第二二极管D2的负极与所述第一碳化硅MOSFET Q1的栅极连接，所述第二电阻R2的一端连接
在所述第一二极管D1的正极与所述第二二极管D2的正极之间，所述第二电阻R2的另一端与所述第一碳化硅MOSFET Q1的栅极连接；
[0013]所述分压取样模块包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、稳压二极管D3、第三二极管D4和电容C1；
[0014]所述第三电阻R3的一端连接在所述第一二极管D1的正极与所述第二二极管D2的正极之间，所述第三电阻R3的另一端与所述第四电阻R4的一端连接，所述第四电阻R4的另一端与负电压连接，所述稳压二极管D3的负极连接在所述第三电阻R3与所述第四电阻R4之间，所述稳压二极管D3的正极与所述负电压连接，所述第三二极管D4的正极连接在所述第三电阻R3与所述第四电阻R4之间，所述第三二极管D4的负极与所述第五电阻R5的一端连接，所述电容C1的一端连接在所述第三二极管D4与所述第五电阻R5之间，所述电容C1的另一端与所述负电压连接；
[0015]所述参考电平模块包括电压基准芯片U1、第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8；
[0016]所述第六电阻R6的一端与正电压连接，所述第六电阻R6的另一端与第八电阻R8的一端连接，所述第八电阻R8的另一端与所述第七电阻R7的一端连接，所述第七电阻R7的另一端与所述负电压连接，所述电压基准芯片U1的第一引脚连接在所述第六电阻R6与所述第八电阻R8之间，所述电压基准芯片U1的第二引脚连接在所述第八电阻R8与所述第七电阻R7之间，所述电压基准芯片U1的第三引脚与所述负电压连接；
[0017]所述比较输出模块包括电压比较器U2和第九电阻R9；
[0018]所述电压比较器U2的两个电源引脚分别与所述正电压和所述负电压连接，所述电压比较器U2的正输入端与所述第五电阻R5的另一端连接，所述电压比较器U2的负输入端连接在所述第六电阻R6与所述第八电阻R8之间，所述电压比较器U2的输出端与所述第九电阻R9的一端连接，所述第九电阻R9的另一端与所述碳化硅驱动板U3的EN引脚连接。
[0019]进一步地，所述碳化硅MOSFET短路保护电路中，所述正电压为+5V。
[0020]进一步地，所述碳化硅MOSFET短路保护电路中，所述负电压为
‑
4V。
[0021]进一步地，所述碳化硅MOSFET短路保护电路中，所述电压基准芯片U1稳定输出的电压值为2.5V。
[0022]进一步地，所述碳化硅MOSFET短路保护电路中，所述第一电阻R1、第三电阻R3和第七电阻R7的电阻值为10K，所述第二电阻R2、第四电阻R4和第六电阻R6的电阻值为5.1K，所述第五电阻R5和所述第九电阻R9的电阻值为1K，所述第八电阻R8的电阻值为2K。
[0023]进一步地，所述碳化硅MOSFET短路保护电路中，所述电容的电容值为27pF。
[0024]与现有技术相比，本专利技术实施例具有以下有益效果：
[0025]本专利技术实施例提供的一种碳化硅MOSFET短路保护电路，通过碳化硅MOSFET驱动模块、碳化硅MOSFET导通电压检测模块、分压取样模块、参考电平模块和比较输出模块的相互配合，可实现在碳化硅MOSFET高开关频率下也能快速识别短路，并适应负电压基准，具有低成本、高可靠的特点，利于大范围市场推广。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0027]图1是本专利技术实施例提供的一种碳化硅MOSFET短路保护电路的电路原理结构示意图；
[0028]图2是本专利技术实施例提供的碳化硅MOSFET驱动模块的电路原理结构示意图；
[0029]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短路保护电路，其特征在于，包括碳化硅MOSFET驱动模块、碳化硅MOSFET导通电压检测模块、分压取样模块、参考电平模块和比较输出模块；其中，所述碳化硅MOSFET驱动模块包括碳化硅驱动板U3、主控板U4和第一电阻R1；所述碳化硅驱动板U3的PWM引脚与所述主控板U4连接，所述碳化硅驱动板U3的S1引脚与第一碳化硅MOSFET Q1的源极连接，所述碳化硅驱动板U3的G1引脚与所述第一碳化硅MOSFET Q1的栅极连接，所述第一电阻R1的一端与所述碳化硅驱动板U3的S1引脚连接，所述第一电阻R1的另一端与所述碳化硅驱动板U3的G1引脚连接；所述第一碳化硅MOSFET Q1的源极与负母线BUS
‑
连接，所述第一碳化硅MOSFET Q1的漏极与第二碳化硅MOSFET Q2的源极连接，所述第二碳化硅MOSFET Q2的漏极与正母线BUS+连接；所述碳化硅MOSFE导通电压检测模块包括第一二极管D1、第二二极管D2和第二电阻R2；所述第一二极管D1的负极连接在所述第一碳化硅MOSFET Q1的漏极与第二碳化硅MOSFET Q2的源极之间，所述第一二极管D1的正极与所述第二二极管D2的正极连接，所述第二二极管D2的负极与所述第一碳化硅MOSFET Q1的栅极连接，所述第二电阻R2的一端连接在所述第一二极管D1的正极与所述第二二极管D2的正极之间，所述第二电阻R2的另一端与所述第一碳化硅MOSFET Q1的栅极连接；所述分压取样模块包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、稳压二极管D3、第三二极管D4和电容C1；所述第三电阻R3的一端连接在所述第一二极管D1的正极与所述第二二极管D2的正极之间，所述第三电阻R3的另一端与所述第四电阻R4的一端连接，所述第四电阻R4的另一端与负电压连接，所述稳压二极管D3的负极连接在所述第三电阻R3与所述第四电阻R4之间，所述稳压二极管D3的正极与所述负电压连接，所述第三二极管D4的正极连接在所述第三电阻R3与所述第四...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴文辉，李绍辉，范自勇，陈宗伟，陈振才，何佳，
申请(专利权)人：易事特集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：