【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子，具体涉及一种基于抑制电压振荡的sic m0sfet栅极驱动器。
技术介绍
1、在开关管的栅极驱动器领域，与传统的si mosfet相比，sic mosfet具有更高的电压和工作温度，这也决定了其具有更快的开关速度和更低的导通电阻。但是sic mosfet在开关瞬态中存在严重的电压振荡会影响器件的安全性和电磁干扰。目前，改进栅极驱动器以抑制电压振荡是主要的研究方向。传统方法主要是通过增加无源器件抑制电压尖峰，例如：增大驱动电阻，并联rc吸收回路以及稳压管钳位吸收过电压等。增大驱动电阻的方法抑制效果良好，但是会降低开关速度，增大开关损耗；开关器件并联rc吸收回路方法同样具有良好的改善效果，但吸收回路中的电容电压等级较高，容性损耗较大，且开关速度也会降低，增大了器件的开关损耗，虽然sic mosfet在开关速度上具有很大的优势，但在几百khz的高频硬开关工作场合下，其开关损耗仍然较大，不利于系统功率密度的提升。有源栅极驱动器是近年来发展起来的一种既能优化电压振荡又能优化开关损耗的驱动器，有源栅极驱动通过添加基于传统栅极驱动器的mosfet管或运算放大器等有源器件，可以实现在开关过程中不影响电压尖峰的阶段加快电压或电流的变化速率以降低开关损耗，而在影响电压尖峰的阶段降低驱动电流以抑制电压振荡。有源驱动电路虽然性能良好，但是电路结构较为复杂，具有较多的控制信号，成本也较高，且还需采样电路采集漏极电流，驱动电压或漏源极电压等，在高开关频率下可靠性难以保障。为此，很多学者就此做了以下研究：
2、中国专利技术
3、中国技术专利文献cn219351524u于2023年2月27日公开的《一种mos驱动电路》”提出了一种通过采样电路实时检测流过mos管漏源极电流，并根据其相应值调节栅极电压的策略，并且栅极电压由dac模块调节。该方案实现了mos工作峰值电流的瞬时控制，防止mos管电路的回路电流峰值过高损坏应用电路，电路工作可靠，但是有较多的控制信号，并且需要采集漏极电流，在高开关频率下的可靠性不能保证。
4、中国专利技术专利文献cn115441705a于2023年2月27日公开的《基于谐振门极驱动的sic mosfet并联的控制电路.》提出了了一种基于谐振门极驱动的sic mosfet并联的控制电路，能减少功率半导体器件在高频工作条件下的能量损耗，提高器件在并联工作时的漏极电流的均衡度，提高电路效率。但吸收回路中的电容电压等级较高，容性损耗较大，且开关速度也会降低，在几百khz的高频硬开关工作场合下，其开关损耗仍然较大，不利于系统功率密度的提升。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是：现有驱动器无法实现电压尖峰抑制和开关损耗优化兼顾、电路拓扑结构比较复杂的问题。
2、为了实现本专利技术的目的，本专利技术提供了一种基于抑制电压振荡的sic mosfet栅极驱动器，用于sic mosfet开关过程测试电路的驱动，将所述sic mosfet栅极驱动器记为驱动器，所述sic mosfet开关过程测试电路记为测试电路，所述驱动器由两个支路组成，并分别记为第一支路和第二支路，且所述第一支路和第二支路中均包含一个相同的图腾柱电路；
3、所述图腾柱电路由一个n沟道场效应晶体管和一个p沟道场效应晶体管组成，其中，p沟道场效应晶体管的源极接n沟道场效应晶体管的漏极，p沟道场效应晶体管的漏极引出作为图腾柱电路的a端，n沟道场效应晶体管的源极引出作为图腾柱电路的b端，p沟道场效应晶体管的源极和n沟道场效应晶体管的漏极连接处引出一根导线作为图腾柱电路的c端；在每个图腾柱电路上施加一个驱动信号sg，该图腾柱电路驱动信号sg与p沟道场效应晶体管的栅极、n沟道场效应晶体管的栅极相接；将第一支路中的图腾柱电路记为第一图腾柱电路t1，第一图腾柱电路t1的a端、b端和c端分别记为a1端、b1端和c1端，第二支路中的图腾柱电路记为第二图腾柱电路t2，第二图腾柱电路t2的a端、b端和c端分别记为a2端、b2端和c2端；
4、所述第二支路由第三直流电压源vee和第二图腾柱电路t2组成；所述第一支路由第一直流电压源vz、第二直流电压源vcc、第一图腾柱电路t1、第一电容csc、第二电容ca、单向稳压二极管z、第一二极管da1、第二二极管da2、第三二极管doff、第四二极管don、第一电阻roffs、第二电阻rons和第三电阻ra组成；
5、在所述第二支路中，所述第三直流电压源vee的正极接a2端、负极接第二支路电压源vcc的负极，并与b1端、b2端相接；
6、在所述第一支路中，a1端接第一直流电压源vz的正极，第一直流电压源vz的负极接第二直流电压源vcc的正极，第二直流电压源vcc的负极接b1端，c1端接第一电容csc的一端，第一电容csc的另一端与一个第三支路串联，具体的，所述第三支路包括第三二极管doff、第四二极管don、第一电阻roffs和第二电阻rons，其中，第三二极管doff的阳极接第一电阻roffs的一端，第一电阻roffs的另一端接第二电阻rons的一端，第二电阻rons的另一端接第四二极管don的阴极，第四二极管don的阳极接第三二极管doff的阴极，并与第一电容csc相接；第三电阻ra的一端接在第一直流电压源vz和第二直流电压源vcc的连接线上，另一端接第一二极管da1的阴极，第一二极管da1的阳极接第二二极管da2的阴极，第二二极管da2的阳极、单向稳压二极管z的阳极相接，并接入第一电容csc与第三支路的连线中；第二电容ca的一端与单向稳压二极管z的阴极相接，并接入c1端与第一电容csc的连线中，第二电容ca的另一端接入第一二极管da1和第二二极管da2的连线中；
7、从第一电阻roffs和第二电阻rons的连接点处引出导线并记为c3端，c3端和c2端构成了驱动器的输出端。
8、优选地，所述测试电路的拓扑结构包括母线电压源vdc、寄生电感lp、开关器件q、续流二极管d、等效寄生电容cd、负载电流源i和驱动器；
9、所述寄生电感lp的一端接在母线电压源vdc的正极，另一端接开关器件q的漏极d，开关器件q的栅极g接驱动器的c3端，开关器件q的源极s接驱动器的c2端，并与续流二极管d的阴极、负载电流源i的负极相接，续流二极管d的阳极与母线电压源vdc的负极、负载电流源i的正极相接，等效寄生电容cd的一端与续流二极管d的阳极相连，另一端与续流二极管d的阴极相连。
10、优选地，所述开关器件q包括一个理想碳化硅场效应晶体管、栅本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于抑制电压振荡的SiC MOSFET栅极驱动器，用于SiC MOSFET开关过程测试电路的驱动，将所述SiC MOSFET栅极驱动器记为驱动器，所述SiC MOSFET开关过程测试电路记为测试电路，其特征在于，所述驱动器由两个支路组成，并分别记为第一支路和第二支路，且所述第一支路和第二支路中均包含一个相同的图腾柱电路；
2.根据权利要求1所述的基于抑制电压振荡的SiC MOSFET栅极驱动器，其特征在于，所述测试电路的拓扑结构包括母线电压源Vdc、寄生电感Lp、开关器件Q、续流二极管D、等效寄生电容CD、负载电流源I和驱动器；
3.根据权利要求2所述的基于抑制电压振荡的SiC MOSFET栅极驱动器，其特征在于，所述开关器件Q包括一个理想碳化硅场效应晶体管、栅源极寄生电容Cgs、栅漏极寄生电容Cgd、漏源极寄生电容Cds和栅极驱动电阻Rint；所述理想碳化硅场效应晶体管的栅极接驱动电阻Rint的一端，栅极驱动电阻Rint的另一端引出作为开关器件Q的栅极g；栅源极寄生电容Cgs一端接理想碳化硅场效应晶体管的栅极，另一端接理想碳化硅场效应晶体管的源极
...【技术特征摘要】
1.一种基于抑制电压振荡的sic mosfet栅极驱动器，用于sic mosfet开关过程测试电路的驱动，将所述sic mosfet栅极驱动器记为驱动器，所述sic mosfet开关过程测试电路记为测试电路，其特征在于，所述驱动器由两个支路组成，并分别记为第一支路和第二支路，且所述第一支路和第二支路中均包含一个相同的图腾柱电路；
2.根据权利要求1所述的基于抑制电压振荡的sic mosfet栅极驱动器，其特征在于，所述测试电路的拓扑结构包括母线电压源vdc、寄生电感lp、开关器件q、续流二极管d、等效寄生电容cd、负载电流源i和驱动器；
3.根据权利要求2所述的基于抑制电压振荡的sic mosfet栅极驱动器，其特征在于，...
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