一种大功率SiC-MOS的栅极驱动电路制造技术

本实用新型专利技术公开一种大功率SiC

【技术实现步骤摘要】
一种大功率SiC
‑
MOS的栅极驱动电路


[0001]本技术属于第三代功率半导体应用的
，具体而言，涉及一种大功率SiC
‑
MOS的栅极驱动电路。

技术介绍

[0002]随着SiC
‑
MOS应用产品的的功率和频率的提高，特别是采用很多大功率设备，采用SiC
‑
MOS并联的方式来实现，对SiC
‑
MOS的栅极驱动功率也要求跟着提高。而栅极驱动器在具备足够的驱动能力能确保SiC
‑
MOS完全导通，同时实现更快的开关速度。
[0003]由于SiC
‑
MOS的总驱动平均功率取决于开关频率、栅极电荷及任何置于栅极上的电容、栅极电压摆动以及并联SiC
‑
MOS的数量，因此，针对SiC
‑
MOS栅极驱动电路需对其改进，以提高SiC
‑
MOS的栅极驱动功率和开关速度。

技术实现思路

[0004]鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本技术的目的在于提供一种大功率SiC
‑
MOS的栅极驱动电路以达到提高SiC
‑
MOS的栅极驱动功率和开关速度的目的。
[0005]本技术所采用的技术方案为：一种大功率SiC
‑
MOS的栅极驱动电路，该栅极驱动电路包括：
[0006]PMOS管和NMOS管，所述PMOS管和NMOS管的栅极经并联后为驱动信号输入端，PMOS管的源极和NMOS管的漏极分别串联有电阻且各所述电阻的另一端经并联后为驱动信号输出端；所采用的PMOS管和NMOS管，开启与关断的时间仅仅是寄生电容充放电的时间，这个时间很容易控制到nS级，更有利于SiC
‑
MOS更高开关频率下的工作特性；
[0007]将所述驱动信号输入端连接至栅极驱动器的PWM驱动信号端，驱动信号输出端连接至SiC
‑
MOS栅极；PWM驱动信号经驱动信号输入端至驱动信号输出端进行放大。
[0008]进一步地，所述驱动信号输出端连接有栅极驱动电容，且栅极驱动电容的另一端接地，一方面，可以增大栅极的驱动功率并减少Cgd/Cgs电容比率，可以消除栅极电压振荡形成的噪声；另一方面，可减少SiC
‑
MOS的误导通。
[0009]进一步地，所述SiC
‑
MOS栅极连接有钳位电路并通过钳位电路接地；所述钳位电路包括：两个反向串联的钳位二极管，用于栅极保护，并避免SiC
‑
MOS出现过电压现象。
[0010]进一步地，所述栅极驱动器采用单通道隔离式栅极驱动器，栅极驱动器输出的PWM驱动信号再经PMOS管和NMOS管组成的推挽驱动电路对PWM信号进行放大。
[0011]进一步地，所述栅极驱动器的CLAMP引脚通过电阻连接至所述SiC
‑
MOS栅极，将SiC
‑
MOS的栅极连接到内部钳位，以防止米勒电流造成假接通。
[0012]进一步地，所述PMOS管的漏极电压VCC范围在+30v～+80V之间，以提高栅极驱动所需的功率。
[0013]进一步地，所述NMOS管的源极电压VEE范围在
‑
10v～0V之间，当NMOS管导通时，相当柵极与地之间增加一个低阻抗低感回路，以更快对SiC
‑
MOS输入电容放电，从而缩短开关
时间，降低开关损耗。
[0014]进一步地，所述SiC
‑
MOS栅极为至少两个SiC
‑
MOS经并联后的栅极端点。
[0015]本技术的有益效果为：
[0016]1.采用本技术所提供的大功率SiC
‑
MOS的栅极驱动电路，其通过并联的PMOS管和NMOS管组成推挽驱动电路，以将栅极驱动器的PWM驱动信号进行放大，同时，能够对SiC
‑
MOS并联后的输入电容进行充电和放电控制，进而通过增大栅极电容的充电电流，以此来提高栅极驱动所需的功率；另一方面，SiC
‑
MOS的关断速度也取决于栅极前端的驱动电路，驱动电路采用较大的负电压，可达到更快对SiC
‑
MOS输入电容放电，从而缩短开关时间，降低开关损耗。
附图说明
[0017]图1是本技术提供的大功率SiC
‑
MOS的栅极驱动电路的整体电路示意图；
[0018]图2是本技术提供的大功率SiC
‑
MOS的栅极驱动电路中SiC
‑
MOS的输入电容Ciss构成示意图。
具体实施方式
[0019]下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的模块或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。相反，本申请的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
[0020]实施例1
[0021]名词解释：SiC
‑
MOS也称为SiC
‑
MOSFET、碳化硅场效应管或SiC
‑
MOS管。PMOS管也称为P型MOS管；NMOS管也称为N型MOS管。
[0022]如图1的电路图所示，在本实施例中具体提供了一种大功率SiC
‑
MOS的栅极驱动电路，旨在通过该栅极驱动电路来提高SiC
‑
MOS栅极驱动所需的功率，同时，缩短开关时间，降低开关损耗，该栅极驱动电路包括：采用推挽式设计的PMOS管(T1)和NMOS管(T2)，所述PMOS管(T1)和NMOS管(T2)的栅极经并联后为驱动信号输入端，在PMOS管(T1)的源极串联有电阻R4，在NMOS管(T2)的漏极串联有电阻R5，且将电阻R4和电阻R5的另一端经并联后为驱动信号输出端。其中，栅极驱动器采用单通道隔离式栅极驱动器，栅极驱动器的CLAMP引脚通过电阻R3连接至所述SiC
‑
MOS栅极，栅极驱动器的VCC1引脚连接至5V电源，栅极驱动器的IN+和IN
‑
引脚分别串接电阻R1和电阻R2后连接至PWM驱动信号输入端，栅极驱动器的VCC2引脚通过电容C4串接接地，栅极驱动器的VEE2引脚连接至
‑
VC1端。
[0023]将所述驱动信号输入端连接至栅极驱动器的PWM驱动信号端(即栅极驱动器的OUT引脚)，驱动信号输出端连接至SiC
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MOS栅极；由PMOS管(T1)和NMOS管(T2)并联形成推挽驱动电路，PWM驱动信号经驱动信号输入端至驱动信号输出端进行放大。上述的SiC
‑
MOS栅极是指由两个SiC
‑
MOS(Q1和Q本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大功率SiC
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MOS的栅极驱动电路，其特征在于，该栅极驱动电路包括：PMOS管和NMOS管，所述PMOS管和NMOS管的栅极经并联后为驱动信号输入端，PMOS管的源极和NMOS管的漏极分别串联有电阻且各所述电阻的另一端经并联后为驱动信号输出端；将所述驱动信号输入端连接至栅极驱动器的PWM驱动信号端，驱动信号输出端连接至SiC
‑
MOS栅极；PWM驱动信号经驱动信号输入端至驱动信号输出端进行放大。2.根据权利要求1所述的大功率SiC
‑
MOS的栅极驱动电路，其特征在于，所述驱动信号输出端连接有栅极驱动电容，且栅极驱动电容的另一端接地。3.根据权利要求1所述的大功率SiC
‑
MOS的栅极驱动电路，其特征在于，所述SiC
‑
MOS栅极连接有钳位电路并通过钳位电路接地；所述钳位电路包括：两个反向串联的钳位二极管。4.根据权利要求1所述的大功率S...

【专利技术属性】
技术研发人员：何惠彬，何浩翔，吴文杰，邹超，
申请(专利权)人：芯众享成都微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：