[发明专利]一种抑制桥臂串扰的自举电源式SiC MOSFET驱动电路

说明书

本发明公开的一种抑制桥臂串扰的自举电源式SiC MOSFET驱动电路，包括供电电源模块PM1，供电电源模块PM1依次连接有自举供电电路、上桥臂高速隔离驱动芯片U1、上桥臂SiC MOSFET驱动电路及上桥臂SiC MOSFET开关管S1，供电电源模块PM1还依次连接有下桥臂高速隔离驱动芯片U2、下桥臂SiC MOSFET驱动电路及下桥臂SiC MOSFET开关管S2，S1和S2的中点桥臂连接负载，S1漏极连接半桥母线DC_BUS+，S2源极连接半桥母线DC_BUS‑；还包括有逻辑门电平转化电路UT1，UT1分别与U1和U2连接。

技术领域

本发明属于电力电子驱动电路技术领域，涉及一种抑制桥臂串扰的自举电源式SiC MOSFET驱动电路。

背景技术

近年来以碳化硅(SiC)为代表的宽禁带半导体电力电子器件取得了蓬勃发展，与硅(Si)器件相比，其具有更高的载流子饱和迁移率，因此有更高的临界场强、更高的热导率以及更低的通态损耗等优点。SiC MOSFET由于导通电阻小、开关速度快、耐压高，能够显著改善开关损耗和通态损耗，有利于提高变换器效率，因而被广泛应用于各类高温、高压和高开关频率场合。但SiC MOSFET驱动电路设计目前仍存在较多问题。由于SiC器件特性参数的不同，这样就导致SiC MOSFET的栅极阈值电压和栅极电压可承受极限值相比Si MOSFET和IGBT较低，若将其应用在高速开关状态下，其漏源极的高du/dt会在其栅漏极间的反馈电容(密勒电容)上产生反馈电流，这样与门极电阻形成的回路会产生压降，若此值高于其栅极阈值电压会容易导致SiC MOSFET的误导通。对于此类问题，通常采取的方案为给驱动电路电源提供一定负电压，保证同桥臂上下管SiC MOSFET开关状态切换过程中能够保证栅极的抗扰能力。但由于SiC MOSFET的负压承受能力较弱，同桥臂开关管在高速互补导通开关状态下的di/dt会与电路寄生电容在SiCMOSFET的栅源极产生较大的电压尖峰，这样很容易击穿其栅极氧化层，导致器件损坏。

除此之外，对于半桥SiC MOSFET驱动电路，通常所采用的方式为上下桥臂驱动双电源供电，以保证驱动输出电压的可靠性和功率器件栅源极可靠开通。但多路电源在单相及三相系统中会增加电源设计的复杂性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抑制桥臂串扰的自举电源式SiC MOSFET驱动电路。

本发明所采用的技术方案是，一种抑制桥臂串扰的自举电源式SiC MOSFET驱动电路，包括供电电源模块PM1，供电电源模块PM1依次连接有自举供电电路、上桥臂高速隔离驱动芯片U1、上桥臂SiC MOSFET驱动电路及上桥臂SiC MOSFET开关管S1，供电电源模块PM1还依次连接有下桥臂高速隔离驱动芯片U2、下桥臂SiC MOSFET驱动电路及下桥臂SiC MOSFET开关管S2，上桥臂SiC MOSFET开关管S1和下桥臂SiC MOSFET开关管S2的中点桥臂连接负载，上桥臂SiC MOSFET开关管S1漏极连接半桥母线DC_BUS+，下桥臂SiC MOSFET开关管S2源极连接半桥母线DC_BUS-；还包括有逻辑门电平转化电路UT1，逻辑门电平转化电路UT1分别与上桥臂高速隔离驱动芯片U1和下桥臂高速隔离驱动芯片U2连接；

供电电源模块PM1采用B2424S芯片，供电电源模块PM1的参考地为GND-2；上桥臂高速隔离驱动芯片U1和下桥臂高速隔离驱动芯片U2均采用1EDI20N12AF高速磁隔离芯片，上桥臂高速隔离驱动芯片U1的引脚VCC1和下桥臂高速隔离驱动芯片U2的引脚VCC1均连接逻辑门电平转化电路UT1的逻辑电源，上桥臂高速隔离驱动芯片U1的引脚GND2和下桥臂高速隔离驱动芯片U2的引脚GND2均与GND-2相连；下桥臂高速隔离驱动芯片U2的引脚VCC2连接供电电源模块PM1的输出侧Uo+，上桥臂高速隔离驱动芯片U1的引脚VCC2与自举供电电路连接；上桥臂高速隔离驱动芯片U1的引脚IN+连接逻辑门电平转化电路UT1的输出端A0；下桥臂高速隔离驱动芯片U2的引脚IN+连接逻辑门电平转化电路UT1的输出端A1端；