一种串扰抑制的控制电路和控制方法技术

本发明专利技术涉及半导体领域，公开了一种串扰抑制的控制电路和控制方法，控制电路包括检测模块、电平翻转模块、上桥臂串扰抑制模块及下桥臂串扰抑制模块；检测PWM控制信号的下降沿产生翻转信号，对次级控制信号进行电平翻转，使能翻转后的次级控制信号交替导通上桥臂串扰抑制模块及下桥臂串扰抑制模块，在上下桥臂发生串扰之前提前吸收掉上下桥臂导通至关断时刻产生的串扰应力，从而实现对上下桥臂的串扰现象主动抑制，在不牺牲上下桥臂开关器件的开关速度、开关损耗的前提下，可高效可靠的实现对上桥臂和下桥臂的串扰现象的主动抑制，提高开关器件的可靠性，且电路结构易于实现，成本低。低。低。

【技术实现步骤摘要】
一种串扰抑制的控制电路和控制方法


[0001]本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及一种串扰抑制的控制电路和控制方法。

技术介绍

[0002]SiC MOSFET(碳化硅金属半导体场效应管)具有较低的导通电阻和较高的开关速度，适合工作在较高的开关频率下，并且其很好的耐高温、耐高压特性，使得SiC MOSFET在电力电子器件(Power Electronic Device)中具有广阔的应用前景。随着开关速度的增大，桥式电路受寄生参数的影响越大，串扰现象愈加严重。
[0003]由于SiC MOSFET的导通阈值较低，并且负向栅氧能力弱；如果串扰信号过大，正向可能会导致桥臂误开通，造成短路等，负向对SiC的栅氧造成长期损伤，降低了SiC MOSFET的可靠性。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在实现对桥式电路的上桥臂或下桥臂在关断及导通过程造成的串扰应力进行主动抑制，提高了上桥臂和下桥臂的开关器件的可靠性。
[0005]主要通过以下技术方案实现上述专利技术目的：
[0006]第一方面，一种串扰抑制的控制电路，应用于桥式电路，所述桥式电路包括PWM控制信号发生器、上桥臂、下桥臂、用于驱动所述上桥臂和下桥臂的驱动电路；所述PWM控制信号发生器通过所述驱动电路连接所述上桥臂和下桥臂，用于发送互补的PWM控制信号给所述上桥臂或下桥臂，以使所述上桥臂或下桥臂交替导通，所述上桥臂的场效应晶体管的源极端与所述下桥臂的场效应晶体管的漏极端连接；所述控制电路包括检测模块、电平翻转模块、上桥臂串扰抑制模块及下桥臂串扰抑制模块。
[0007]所述检测模块用于检测所述PWM控制信号是否存在由高电平至低电平的下降沿，若是，则生成翻转信号，并将所述翻转信号发送给所述电平翻转模块；其中，PWM控制信号是互补PWM信号，记为第一PWM控制信号和第二PWM控制信号，用于使所述上桥臂或下桥臂交替导通。
[0008]所述电平翻转模块分别通过所述上桥臂串扰抑制模块和所述下桥臂串扰抑制模块连接所述上桥臂和所述下桥臂，所述翻转信号经预设延时后使能所述电平翻转模块对次级控制信号的电平进行翻转；所述上桥臂串扰抑制模块和所述下桥臂串扰抑制模块基于电平翻转后的次级控制信号交替导通，以对所述上桥臂或所述下桥臂在关断及导通过程造成的串扰应力进行抑制。
[0009]第二方面，一种串扰抑制的控制方法，控制如第一方面所述的一种串扰抑制的控制电路进行串扰抑制，包括：
[0010]检测第一PWM控制信号或第二PWM控制信号是否存在由高电平至低电平的下降沿，若是，则经预设延时后对次级控制信号进行电平翻转；其中，所述第一PWM控制信号及第二PWM控制信号是由PWM控制信号发生器发送给上桥臂和下桥臂的互补PWM信号，用于控制所
述上桥臂和下桥臂交替导通；
[0011]电平翻转后的次级控制信号使能上桥臂串扰抑制模块及下桥臂串扰抑制模块交替导通，以对上桥臂或下桥臂在关断及导通过程造成的串扰应力进行抑制。
[0012]相较于现有技术的有益效果：本专利技术在上桥臂或下桥臂发生串扰现象之前，使能电平翻转后的次级控制信号，使得下桥臂串扰抑制模块或上桥臂串扰抑制模块交替导通，吸收掉上下桥臂导通至关断时刻造成的串扰应力，避免因串扰而降低上桥臂和下桥臂的开关器件的可靠性，从而实现了对上桥臂和下桥臂的串扰现象的主动抑制，在不牺牲上下桥臂开关器件的开关速度、开关损耗的前提下，可高效可靠的实现对上桥臂和下桥臂的串扰现象的主动抑制，提高开关器件的可靠性；并且，从电路实现的整体结构上，仅需设计串扰抑制模块即可实现上述专利技术目的，易于实现，成本低。
附图说明
[0013]图1示出了本专利技术中一种串扰抑制的控制电路的结构示意图；
[0014]图2示出了本专利技术中一种串扰抑制的控制电路的工作时序图；
[0015]图3示出了本专利技术中对串扰抑制控制电路的效果测试结果对比图。
具体实施方式
[0016]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0017]实施例一
[0018]本专利技术实施例提供了一种串扰抑制的控制电路，应用于桥式电路，所述桥式电路包括PWM控制信号发生器、上桥臂、下桥臂、用于驱动所述上桥臂和下桥臂的驱动电路；所述PWM控制信号发生器通过所述驱动电路连接所述上桥臂和下桥臂，用于发送互补的PWM控制信号给所述上桥臂或下桥臂，其中，PWM控制信号是互补PWM信号，记为第一PWM控制信号和第二PWM控制信号，用于使所述上桥臂或下桥臂交替导通，所述上桥臂的场效应晶体管的源极端与所述下桥臂的场效应晶体管的漏极端连接。
[0019]如图1所示，所述控制电路包括检测模块、电平翻转模块、上桥臂串扰抑制模块及下桥臂串扰抑制模块。
[0020]所述检测模块用于检测所述PWM控制信号是否存在由高电平至低电平的下降沿，若是，则生成翻转信号，并将所述翻转信号发送给所述电平翻转模块。
[0021]所述电平翻转模块分别通过所述上桥臂串扰抑制模块和所述下桥臂串扰抑制模块连接所述上桥臂和所述下桥臂，所述翻转信号经预设延时后使能所述电平翻转模块对次级控制信号的电平进行翻转。
[0022]隔离模块，用于将电平翻转后的次级控制信号进行信号隔离。
[0023]所述上桥臂串扰抑制模块和所述下桥臂串扰抑制模块基于电平翻转后的次级控制信号交替导通，以对所述上桥臂或所述下桥臂在关断及导通过程造成的串扰应力进行抑
制。
[0024]优选的，所述上桥臂串扰抑制模块包括第一吸收电容C1、第一放电电阻R1和第一场效应晶体管NMOS。
[0025]所述第一放电电阻R1和所述第一吸收电容C1并联，所述第一吸收电容C1的第一端和所述第一场效应晶体管NMOS的源极端连接，所述第一吸收电容C1的第二端和所述上桥臂的场效应晶体管SiC MOSFET的源极端连接。
[0026]所述第一场效应晶体管NMOS的漏极端和所述上桥臂的场效应晶体管SiC MOSFET的栅极端连接，所述第一场效应晶体管NMOS的栅极端与所述隔离模块的输出端连接。
[0027]以及，所述下桥臂串扰抑制模块包括第二吸收电容C2、第二放电电阻R2和第二场效应晶体管PMOS；
[0028]所述第二放电电阻R2和所述第二吸收电容C2并联，所述第二吸收电容C2的第一端和所述第二场效应晶体管PMOS的漏极端连接，所述第二吸收电容C2的第二端和所述下桥臂的场效应晶体管SiC MOSFET的源极端连接；
[0029]所述第二场效应晶体管PMOS的源极端与所述下桥臂的场效应晶体管SiC MOSFET的栅极端连接，所述第二场效应晶体管PMOS的栅极端与所述隔离模块的输出端连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种串扰抑制的控制电路，应用于桥式电路，所述桥式电路包括PWM控制信号发生器、上桥臂、下桥臂、用于驱动所述上桥臂和下桥臂的驱动电路；所述PWM控制信号发生器通过所述驱动电路连接所述上桥臂和下桥臂，用于发送互补的PWM控制信号给所述上桥臂或下桥臂，以使所述上桥臂或下桥臂交替导通，所述上桥臂的场效应晶体管的源极端与所述下桥臂的场效应晶体管的漏极端连接；其特征在于，所述控制电路包括：检测模块、电平翻转模块、上桥臂串扰抑制模块及下桥臂串扰抑制模块；所述检测模块用于检测所述PWM控制信号是否存在由高电平至低电平的下降沿，若是，则生成翻转信号，并将所述翻转信号发送给所述电平翻转模块；所述电平翻转模块分别通过所述上桥臂串扰抑制模块和所述下桥臂串扰抑制模块连接所述上桥臂和所述下桥臂，所述翻转信号经预设延时后使能所述电平翻转模块对次级控制信号的电平进行翻转；所述上桥臂串扰抑制模块和所述下桥臂串扰抑制模块基于电平翻转后的次级控制信号交替导通，以对所述上桥臂或所述下桥臂在关断及导通过程造成的串扰应力进行抑制。2.如权利要求1所述的一种串扰抑制的控制电路，其特征在于，还包括：隔离模块，用于将电平翻转后的次级控制信号进行信号隔离。3.如权利要求2所述的一种串扰抑制的控制电路，其特征在于：所述上桥臂串扰抑制模块包括第一吸收电容、第一放电电阻和第一场效应晶体管；所述第一放电电阻和所述第一吸收电容并联，所述第一吸收电容的第一端和所述第一场效应晶体管的源极端连接，所述第一吸收电容的第二端和所述上桥臂的场效应晶体管的源极端连接；所述第一场效应晶体管的漏极端和所述上桥臂的场效应晶体管的栅极端连接，所述第一场效应晶体管的栅极端与所述隔离模块的输出端连接；以及，所述下桥臂串扰抑制模块包括第二吸收电容、第二放电电阻和第二场效应晶体管；所述第二放电电阻和所述第二吸收电容并联，所述第二吸收电容的第一端和所述第二场效应晶体管的漏极端连接，所述第二吸收电容的第二端和所述下桥臂的场效应晶体管的源极端连接；所述第二场效应晶体管的源极端与所述下桥臂的场效应晶体管的栅极端连接，所述第二场效应晶体管的栅极端与所述隔离模块的输出端连接。4.如权利要求2所述的一种串扰抑制的控制电路，其特征在于：所述上桥臂串扰抑制模块包括第三吸收电容、第三放电电阻和第三场效应晶体管；所述第三放电电阻和所述第三吸收电容并联，所述第三吸收电容的第一端和所述第三场效应晶体管的漏极端连接，所述第三吸收电容的第二端和所述上桥臂的场效应晶体管的源极端连接；所述第三场效应晶体管的源极端和所述上桥臂的场效应晶体管的栅极端连接，所述第三场效应晶体管的栅极端与所述隔离模块的输出端连接；以及，所述下桥臂串扰抑制模块包括第四吸收电容、第四放电电阻和第四场效应晶体管；所述第四放电电阻和所述第四吸收电容并联，所述第四吸收电容的第一端和所述第四
场效应晶体管的源极端连接，所述第四吸收电容的第二端和所述下桥臂的场效应晶体管的源极端连接；所述第四场效应晶体管的漏极端与所述下桥臂的场效应晶体管的栅极端连接，所述第四场效应晶体管的栅极端与所述隔离模块的输出端连接。5.如权利要求2所述的一种串扰抑制的控制电路，其特征在于：所述上桥臂串扰抑制模块包括第五吸收电容、第五放电电阻和第一双极型晶体管；所述第五放电电阻和所述第五吸收电容并联，所述第五吸收电容的第一端和所述第一双极型晶体管的发射极端连接，所述第五吸收电容的第二端和所述上桥臂的场效应晶体管的源极端连接；所述第一双极型晶体管的集电极端和所述上桥臂的场效应晶体管的栅极端连接，所述第一双极型晶体管的基极端与所述隔离模块的输出端连接；以及，所述下桥臂串扰抑制模块包括第六吸收电容、第六放电电阻和第二双极型晶体管；所述第六放电电阻和所述第六吸收电容并联，所述第六吸收电容的第一端和所述第二双极型晶体管的集电极端连接，所述第六吸收电容的第二端和所述下桥臂的场效应晶体管的源极端连接；所述第二双极型晶体管的发射极端与所述下桥臂的场效应晶体管的栅极端连接，所述第二双极型晶体管的基极端与所述隔离模块的输出端连接。6.如权利要求2所述的一种串扰抑制的控制电路，其特征在于：所述上桥臂串扰抑制模块包括第七...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭，卢圣文，曾宏，陈彦，彭鹏，李诚，禹辉，王锦源，
申请(专利权)人：株洲中车时代半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：