一种SiCMOSFET的驱动电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种SiC MOSFET的驱动电路，属于电力电子技术领域。该驱动电路包括顺序连接的调制解调电路、逻辑控制电路和功率放大电路；输入信号输入端连接所述调制解调电路输入端，功率放大电路的输出端与SiC MOSFET的栅极连接；该驱动电路还包括米勒钳位电路，其输入端与功率放大电路的输出端连接，其输出端与SiC MOSFET的栅极连接；短路保护电路，其第一输入端与所述SiC MOSFET的漏极连接，第二输入端与逻辑控制电路的第二输出端连接，输出端与逻辑控制电路的第二输入端连接。本实用新型专利技术能够对串扰现象进行有效抑制，并且可以在突发的短路现象情况下对SiC MOSFET进行有效保护。护。护。

【技术实现步骤摘要】
一种SiC MOSFET的驱动电路


[0001]本技术涉及电力电子
，特别涉及一种SiC MOSFET 的驱动电路。

技术介绍

[0002]近几年随着全球新能源产业的高速发展，电力电子装置在电动汽车、光伏发电、和航空航天等领域被广泛应用，对电力电子器件提出了高可靠高效率的要求。碳化硅SiC等第三代宽禁带功率器件发展迅速，因其优异的性能必将广泛受到研究人员的关注。从现阶段的器件发展水平来看，SiC材料更适用于大功率电力电子装置，比如光伏逆变和智能电网。相比于传统大功率Si IGBT，SiC MOSFET更耐高压的同时又有着Si IGBT所不具备的高开关速度。然而随着SiCMOSFET开关速度加快，桥式电路受寄生参数影响加剧，串扰现象更加严重，制约了SiC MOSFET的优越性能发挥，同时还存在可靠性不足的问题。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本技术提出一种SiC MOSFET的驱动电路。该电路能够对串扰现象进行有效抑制，并且该电路可以在突发的短路现象情况下对SiC MOSFET进行有效保护。
[0004]为了达到以上目的，本技术提出了一种SiC MOSFET的驱动电路，所述驱动电路分别与输入信号输入端和功率电路连接，所述功率电路包含SiC MOSFET，其特征在于：
[0005]所述驱动电路包括顺序连接的调制解调电路、逻辑控制电路和功率放大电路；所述输入信号输入端连接所述调制解调电路输入端，所述功率放大电路的输出端与所述SiC MOSFET的栅极连接，控制所述SiC MOSFET的开通与关断信号；
[0006]所述驱动电路还包括米勒钳位电路和短路保护电路；
[0007]所述米勒钳位电路，其输入端与所述功率放大电路的输出端连接，其输出端与所述SiC MOSFET的栅极连接；
[0008]所述短路保护电路，其第一输入端与所述SiC MOSFET的漏极连接，第二输入端与所述逻辑控制电路的第二输出端连接，其输出端与所述逻辑控制电路的第二输入端连接。
[0009]进一步的，所述调制解调电路包括：第一非门、第二非门、第三非门、第一施密特触发器、第二施密特触发器、第一脉冲变压器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容和第三电容，其中，
[0010]所述第一非门的输入端分别与所述输入信号输入端和所述第二电容的第一端连接，所述第一非门的输出端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端分别与所述第一电阻的第一端和所述第二非门的输入端连接，所述第二电容的第二端分别与所述第二电阻的第一端和所述第三非门的输入端连接，所述第二非门和所述第三非门的输出端分别与所述第一脉冲变压器的第一、第二端连接，所述第一电阻和所述第二电阻的第二端均连接到输入信号的参考地；
[0011]所述第二供电电源的正极连接到所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端
分别与所述第一脉冲变压器的第三端、所述第一施密特触发器的输入端连接，所述第一施密特触发器和所述第二施密特触发器串联连接，所述第二施密特触发器的输出端连接到所述逻辑控制电路的第一输入端，所述第一脉冲变压器的第四端分别与所述第四电阻的第一端和所述第三电容的第一端连接，所述第四电阻的第二端和所述第三电容的第二端均连接到所述第一供电电源的正极。
[0012]进一步的，所述逻辑控制电路包括：第一与门和第四非门；
[0013]所述第一与门的第一输入端连接到所述短路保护电路的输出端，其第二输入端分别和所述调制解调电路的输出端、所述第四非门的输入端连接，其输出端连接到所述功率放大电路的输入端，所述第四非门的输出端连接到所述短路保护电路的第二输入端。
[0014]进一步的，所述功率放大电路包括：第五电阻、第六电阻、第一开关管、第二开关管、第三开关管；
[0015]所述第一开关管的第二端连接到所述逻辑控制电路的第一输出端，其第一端分别与所述第五电阻的第一端、所述第二开关管和所述第三开关管的第二端连接，所述第一开关管的第三端连接到所述第一供电电源的正极，所述第五电阻的第二端连接到所述第三供电电源的正极，所述第三开关管的第一端连接到所述第三供电电源正极，其第三端分别于所述第六电阻的第一端、所述第二开关管的第一端连接，所述第二开关管的第三端连接到所述第一供电电源的正极，所述第六电阻的第二端连接到所述SiC MOSFET的栅极。
[0016]进一步的，所述米勒钳位电路包括：第一比较器、第七电阻、第八电阻、第四电容和第四开关管；
[0017]所述第八电阻的第一端接到所述SiC MOSFET的栅极，所述第七电阻和所述第八电阻串联连接，所述第七电阻的第二端连接到所述第一供电电源的正极，所述第四电容与所述第七电阻并联连接，所述第一比较器的负向输入端连接到所述第八电阻的第二端，其正向输入端连接到所述功率电路的参考地，其输出端连接到所述第四开关管的第二端，所述第四开关管的第一端连接到所述SiC MOSFET的栅极，其第三端连接到所述第一供电电源的正极。
[0018]进一步的，所述短路保护电路包括：第二比较器、第五开关管、第五电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻和第十三电阻；
[0019]所述第一二极管、所述第二二极管、所述第十电阻及所述第九电阻串联连接，所述第一二极管的阴极连接到所述SiC MOSFET的漏极，所述第九电阻的第二端连接到所述第三供电电源正极，所述第五开关管的第二端连接到所述逻辑控制电路的第二输出端，其第三端和所述第五电容的第二端、所述第三二极管的阳极连接到所述第一供电电源的正极，其第一端和所示第五电容的第一端、所述第三二极管的阴极、所述第二比较器的负向输入端连接到所述第九电阻和所述十电阻的中点，所述第十一电阻和所述第十二电阻串联连接，所述第十二电阻的第一端连接到所述第三供电电源的正极，所述第十一电阻的第二端连接到所述第一供电电源的正极，所述第二比较器的正向输入端连接到所述第十一电阻和所述第十二电阻的中点，其输出端分别与所述第十三电阻的第一端和所述逻辑驱动电路的第二输入端连接，所述第十三电阻的第二端连接到所述第二供电电源的正极。
[0020]进一步的，所述第一二极管为碳化硅二极管或快恢复二极管，所述第二二极管和所述第三二极管为齐纳二极管，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第四开关管、所述
第五开关管均为N沟道 MOSFET，所述第三开关管为P沟道MOSFET。
[0021]进一步的，所述第一脉冲变压器的第三、第四端右侧电路中所有逻辑器件的供电电源电压均以所述第一供电电源电压作为参考。
[0022]进一步的，所述第一供电电源电压值相对于所述功率电路的输入电源负极是负值电压。
[0023]进一步的，所述第一供电电源、所述第二供电电源和所述第三供电电源的负极连接到功率电路的参考地。
[0024]本技术的有益效果：
[0025]本技术采用的窄脉冲调制，可以减小变压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SiC MOSFET的驱动电路，所述驱动电路分别与输入信号输入端和功率电路连接，所述功率电路包含SiC MOSFET，其特征在于：所述驱动电路包括顺序连接的调制解调电路、逻辑控制电路和功率放大电路；所述输入信号输入端连接所述调制解调电路输入端，所述功率放大电路的输出端与所述SiC MOSFET的栅极连接，控制所述SiC MOSFET的开通与关断信号；所述驱动电路还包括米勒钳位电路和短路保护电路；所述米勒钳位电路，其输入端与所述功率放大电路的输出端连接，其输出端与所述SiC MOSFET的栅极连接；所述短路保护电路，其第一输入端与所述SiC MOSFET的漏极连接，第二输入端与所述逻辑控制电路的第二输出端连接，其输出端与所述逻辑控制电路的第二输入端连接。2.根据权利要求1所述的一种SiC MOSFET的驱动电路，其特征在于：所述驱动电路还包括第一供电电源、第二供电电源和第三供电电源，用于各电路供电。3.根据权利要求2所述的一种SiC MOSFET的驱动电路，其特征在于，所述调制解调电路包括：第一非门、第二非门、第三非门、第一施密特触发器、第二施密特触发器、第一脉冲变压器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容和第三电容，其中，所述第一非门的输入端分别与所述输入信号输入端和所述第二电容的第一端连接，所述第一非门的输出端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端分别与所述第一电阻的第一端和所述第二非门的输入端连接，所述第二电容的第二端分别与所述第二电阻的第一端和所述第三非门的输入端连接，所述第二非门和所述第三非门的输出端分别与所述第一脉冲变压器的第一、第二端连接，所述第一电阻和所述第二电阻的第二端均连接到所述输入信号的参考地；所述第二供电电源的正极连接到所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端分别与所述第一脉冲变压器的第三端、所述第一施密特触发器的输入端连接，所述第一施密特触发器和所述第二施密特触发器串联连接，所述第二施密特触发器的输出端连接到所述逻辑控制电路的第一输入端，所述第一脉冲变压器的第四端分别与所述第四电阻的第一端和所述第三电容的第一端连接，所述第四电阻的第二端和所述第三电容的第二端均连接到所述第一供电电源的正极；所述第一非门、所述第二非门和所述第三非门采用独立的电源供电。4.根据权利要求3所述的一种SiC MOSFET的驱动电路，其特征在于：所述第一脉冲变压器的第三、第四端右侧电路中所有逻辑器件的参考地均以所述第一供电电源电压作为参考。5.根据权利要求1所述的一种SiC MOSFET的驱动电路，其特征在于，所述逻辑控制电路包括：第一与门和第四非门；所述第一与门的第一输入端连接到所述短路保护电路的输出端，其第二输入端分别和所述调制解调电路的输出端、所述第四非门的输入端连接，其输出端连接到所述功率放大电路的输入端，所述第四非门的输出端连接到所述短路保护电路的第二输入端。6.根据权利要求2所述的一种SiC MOSFET的驱动电路，其特征在于，所述功率放大电路包括：第五电阻、第六电阻、第一开关管、第二开关管、第三开关管；所述第一开关管...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚志垒，沙琪园，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：新型
国别省市：