基于SiC功率器件的阈值电压保护电路及方法技术

本发明专利技术涉及SiC功率器件保护技术，公开了基于SiC功率器件的阈值电压保护电路及方法，其包括DSP数据处理单元、温度采样单元、隔离电压采样单元、电源转换单元、信号隔离单元、器件驱动单元、触发信号采集单元和驱动控制单元；由于阈值电压是一个温度敏感参数，特别是在SiC MOSFET中有很强的线性特征，对照阈值电压和结温曲线，利用阈值电压值对器件结温进行估算；本发明专利技术设计的电路用于对阈值电压漂移进行保护，基于阈值电压漂移量来实时在线评估器件栅氧可靠性。栅氧可靠性。栅氧可靠性。

【技术实现步骤摘要】
基于SiC功率器件的阈值电压保护电路及方法


[0001]本专利技术涉及SiC功率器件保护技术，尤其涉及了基于SiC功率器件的阈值电压保护电路及方法。

技术介绍

[0002]SiC MOSFET作为宽禁带半导体凭借其耐高压、耐高温以及超高频开关速度使其在汽车OBC、服务器电源、光伏等领域广泛应用。但是在不同的温度和驱动电压下SiC MOSFET电气参数漂移是复杂的，尤其是阈值电压漂移特性，正是由于阈值电压漂移这个问题极大的阻碍了SiC的广泛应用，现有的阈值电压漂移测试技术器件在不同偏压温度应力条件下的纵向对比，无法作为评价Vth不稳定性的标准测试技术，在实际使用中也无法利用此测试结果来确保器件的长期可靠运行。
[0003]阈值电压漂移的微观本质因素主要有SiC/SiO2界面陷阱、氧化物陷阱、固定电荷、可动离子、偶极子、界面处SiC一侧陷阱和栅极与SiO2界面陷阱，不同的缺陷对阈值电压漂移的影响也不一样，不同厂家的设计工艺也会引起阈值电压漂移。
[0004]长期运行后阈值电压如果飘高会增加器件损耗导致发热严重，长期运行后阈值电压如果本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于SiC功率器件的阈值电压保护电路，包括DSP数据处理单元、温度采样单元、隔离电压采样单元、电源转换单元、信号隔离单元、器件驱动单元、触发信号采集单元和驱动控制单元；其特征在于，隔离电压采样单元用于对电压信号进行采集及高电压和低电压信号的隔离；DSP数据处理单元用于接收隔离电压采样单元的Vgs电压信号和信号隔离单元的触发信号；触发信号采集单元采集电流上升时刻的信号，并将电流上升时刻的信号传输至DSP数据处理单元及信号隔离单元；信号隔离单元用于传输高电压和低电压两侧的数字信号，将DSP数据处理单元的PWM信号通过信号隔离单元传输至器件至驱动单元；将触发信号采集单元采集的电流信号传送至DSP数据处理单元；电源转换单元将高压电源转换为低压电源，并提供电源至隔离电压采样单元及信号隔离单元电源。2.根据权利要求1所述的基于SiC功率器件的阈值电压保护电路，其特征在于，还包括温度采样单元，温度采样单元用于采集环境温度，并将采集的环境温度传送至DSP数据处理单元。3.根据权利要求1所述的基于SiC功率器件的阈值电压保护电路，其特征在于，隔离电压采样单元包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、隔离采样芯片U1，电容 C1、电容 C2相互并联，并与隔离采样芯片U1的VCC端及DGND端连接，电容 C3、电容 C4相互并联，并与隔离采样芯片U1的VDD端及DGND端连接，电容C1、电容C2、电容C3、电容C4用于对隔离采样芯片U1供电。4.根据权利要求1所述的基于SiC功率器件的阈值电压保护电路，其特征在于，信号隔离单元包括电容C5、电容C6、电容C7、电容C8和数字隔离芯片U2；电容 C5、电容 C6相互并联，并与隔离采样芯片U2的VCC端及DGND端连接，电容 C7、电容 C8相互并联，并与隔离采样芯片U2的VDD端及DGND端连接；电容C5、电容C6、电容C7、电容C8用于对隔离采样芯片U2供电。5.根据权利要求1所述的基于SiC功率器件的阈值电压保护电路，其特征在于，触发信号采集单元包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、比较器U6；比较器U6的正输入端与电阻R4及电压VREF连接，比较器U6的负输入端与电阻R3连接，比较器U6的输出端与电阻R5及R4的另一端连接。6.根据权利要求1所述的基于SiC功率器件的阈值电压保护电路，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐洋，黄兴，雷洋，汪剑华，
申请(专利权)人：派恩杰半导体杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：