[发明专利]碳化硅场效应管的栅极关断控制方法、装置及驱动电路

说明书

本申请公开了一种栅极关断控制方法，包括：获取碳化硅场效应管的寄生参数；根据寄生参数判断碳化硅场效应管的过冲电压与栅极关断电压的单调关系；根据单调关系确定栅极关断电压在预设数值区间内的最佳取值，栅极关断电压在最佳取值处令过冲电压取得区间最小值；输出大小为最佳取值的栅极关断电压至碳化硅场效应管的栅极，以便关断碳化硅场效应管。本申请选择了令过冲电压数值较小的栅极关断电压进行碳化硅场效应管的关断控制，在解决串扰问题的同时也可有效地抑制漏源电压震荡，避免因过冲电压过大而出现器件损坏现象，保障电路运行安全。本申请还公开了一种碳化硅场效应管的栅极关断控制设备以及驱动电路，同样具有上述有益效果。

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，特别涉及一种碳化硅场效应管的栅极关断控制方法、设备，还特别涉及一种碳化硅场效应管的驱动电路。

背景技术

SiC基电力电子器件以其高频、耐高压、耐高温等优良特性，可有效提高电力电子变换器的效率、功率密度等性能。但随着器件开关频率的提高，开关过程中电压和电流的变化率也随之增大，寄生电感和寄生电容的存在致使开关波形出现严重振荡，器件应力、电磁干扰(EMI)和开关管的损耗问题严重。由于碳化硅场效应管(SiC MOSFET)的栅极阈值电压较低，一般1.8V左右，所以在基于碳化硅场效应管的桥式变换电路中，某一桥臂中碳化硅场效应管的开关过程会使得另一桥臂中碳化硅场效应管的栅源电压出现振荡，引起串扰。因此，碳化硅场效应管的栅极关断电压一般为负压，以避免串扰现象发生。然而，至于具体采用多大的栅极关断电压最为合适，现有技术中并没有给出一个具体的解决方案，而实际上，不同大小的栅极关断电压会影响到碳化硅场效应管的过冲电压大小，一旦过冲电压过大，器件损坏的风险率将会提高。鉴于此，提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员所亟需关注的。

发明内容

本申请的目的在于提供一种碳化硅场效应管的栅极关断控制方法、设备以及一种碳化硅场效应管的驱动电路，以便采用科学合理的栅极关断电压对碳化硅场效应管进行关断控制，在解决串扰问题的同时也避免因过冲电压过大而出现器件损坏现象，有效保障电路运行安全。

为解决上述技术问题，第一方面，本申请公开了一种碳化硅场效应管的栅极关断控制方法，包括：

获取所述碳化硅场效应管的寄生参数；

根据所述寄生参数判断所述碳化硅场效应管的过冲电压与栅极关断电压的单调关系；

根据所述单调关系确定所述栅极关断电压在预设数值区间内的最佳取值，所述栅极关断电压在所述最佳取值处令所述过冲电压取得区间最小值；

输出大小为所述最佳取值的栅极关断电压至所述碳化硅场效应管的栅极，以便关断所述碳化硅场效应管。

可选地，所述寄生参数包括所述碳化硅场效应管的跨导g_fs、栅极寄生电阻R_G、栅源寄生电容C_GS、栅漏寄生电容C_GD、漏极寄生电感L_D以及源极寄生电感L_S；

所述根据所述寄生参数判断所述碳化硅场效应管的过冲电压与栅极关断电压的单调关系包括：

根据θ＝4a²-b²计算单调性参数θ；其中，a²＝R_GC_GDg_fs(L_D+L_S)；b²＝R_G(C_GD+C_GS)+g_fsL_S；

判断单调性参数θ是否不小于零；

若是，则判定所述过冲电压随所述栅极关断电压先增后减；