[发明专利]一种抑制SiC MOSFET门极串扰与振荡的驱动电路

说明书

本发明提供了一种抑制SiC MOSFET门极串扰与振荡的驱动电路，属于电力电子开关器件驱动电路技术领域。其技术方案为：一种抑制SiC MOSFET门极串扰与振荡的驱动电路，包括推挽电路和电容辅助电路，推挽电路和电容辅助电路连接在主电路上构成完整的工作电路；所述主电路由连接在同一桥臂上的上下两个SiC MOSFET开关管组成。本发明的有益效果为：本发明可以在不减慢两SiC MOSFET开关管的开通和关断速度的前提下，有效降低了由同一桥臂上下两SiC MOSFET开关管相互产生的串扰电压，并且有效减小了两SiC MOSFET开关管驱动输出电压在开关过程中的震荡。

技术领域

本发明涉及电力电子开关器件驱动电路技术领域，尤其涉及一种抑制SiC MOSFET门极串扰与振荡的驱动电路。

背景技术

SiC MOSFET具有开关速度快、导通电阻低、耐高温、散热性好等优势，适用高功率密度、高开关频率、高效率及环境恶劣场合。然而，开关速度的大幅提升会使漏源之间产生很大的dv/dt，容易对桥臂的其他开关器件的驱动产生串扰，同时使器件驱动本身发生振荡。由于SiC MOSFET的开通阈值较低且栅极最大负压较小，串扰严重时可能导致误开通或者栅源极负压击穿，驱动振荡严重时可能会导致开通过程中栅源正压击穿，严重制约的SiCMOSFET的应用。

为了抑制串扰与驱动振荡的影响，通常使用的方法为：增加驱动电阻阻值或者增加栅源之间的并联电容容值。这种方案能够较好的抑制串扰影响，但会导致开关速度的降低，在硬开关情况下必然会增大开关损耗，同时也会降低开关器件的工作开关频率，从而不能完全发挥碳化硅器件的优势。因此，国内外提出了多种驱动改造设计方案，其主要分为两类。一类方案采用可变的门极驱动电压，使用两个推挽电路实现驱动电压四个等级的变化。可变的门极驱动电压可以根据开关各个状态下串扰的极性，预置相应的电压等级，从而抑制串扰。可变的门极驱动电压电路结构复杂，需要提供额外的隔离控制信号，并且没有抑制开关过程中的驱动振荡的能力，同时需要对串扰极性做出预判，特别是对于三相电路不同工作状态串扰极性较难预判；另外一类方案为可变栅源电容的方案可变的门极驱动电压，通过采用有源器件使SiC MOSFET在可能受到串扰影响时，在其栅源极并联一个容值较大的电容，从而达到抑制串扰的目的。可变的门极驱动电压仅仅可作用于SiC MOSFET关断完成后至下一次开通之前的阶段，对开关过程中的驱动振荡没有抑制能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抑制SiC MOSFET门极串扰与振荡的驱动电路，通过两组三极管使栅源并联的电容与驱动电阻可控，在不减缓SiC MOSFET开通和关断速度，以及不需要额外控制信号的情况下，抑制SiC MOSFET开关管开通和关断过程中的驱动振荡和串扰。

本发明是通过如下措施实现的：一种抑制SiC MOSFET门极串扰与振荡的驱动电路，其中，包括推挽电路、电容辅助电路，所述推挽电路和电容辅助电路连接在主电路上构成完整的工作电路，所述主电路由连接在同一桥臂上的上下两个SiC MOSFET开关管构成；

在控制器的两控制信号输出端分别连接于两个光耦芯片输入端，两所述光耦芯片的输出端分别连接所述两推挽电路和所述两电容辅助电路的控制信号输入端，所述两推挽电路的两输出端分别与所述主电路的同一桥臂上的两个SiC MOSFET开关管的栅极连接，所述两推挽电路的输入端分别接两隔离电源芯片的+20V和-5V输出管脚；

两所述光耦芯片信号输出端分别连接在所述电容辅助电路中两组三极管的基极，所述电容辅助电路中两组三极管的集电极分别通过两组辅助电容与所述主电路的同一桥臂上两个SiC MOSFET开关管的源极相连接；

两组所述三极管的发射极分别连接到所述主电路的同一桥臂上下两SiC MOSFET开关管的栅极，两组所述三极管的发射极和集电极之间分别反并联两组二极管，所述同一桥臂上下两SiC MOSFET的源极分别接两隔离电源芯片的0V输出管脚。