[发明专利]一种可抑制桥臂串扰的SiC功率器件驱动电路及其控制方法

说明书

本发明公开了一种可抑制桥臂串扰的SiC功率器件驱动电路及其控制方法。本发明的驱动电路包括G极驱动电路、S极驱动电路以及设在G极驱动电路与S极驱动电路之间的电容，所述的G极驱动电路包括正压电源、两个控制G极电压状态的第一G极开关管、第二G极开关管和开通、关断电阻，所述的正压电源、第一G极开关管、开通电阻、关断电阻、第二G极开关管按顺序依次串联；所述的S极驱动电路包括负压电源和两个控制S极电压状态的第一S极开关管、第二S极开关管；所述的负压电源、第一S极开关管和第二S极开关管按顺序依次串联。本发明减轻了栅源极并联电容对于开关速度的影响，有效抑制了桥臂串扰问题。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，涉及SiC功率器件，具体地说是一种可抑制桥臂串扰的SiC功率器件驱动电路及其控制方法。

背景技术

SiC功率器件工作电压高、开关速度快、工作温度高，有利于提升电力电子变换器的效率及功率密度，应用前景广阔。但是SiC功率器件的高开关速度势必会造成高的电压/电流变化率，从而使得寄生参数对SiC功率器件开关特性的影响变得明显，产生的桥臂串扰问题严重影响SiC功率器件的可靠性，限制了SiC功率器件高开关速度的优势。因此为实现SiC功率器件高速可靠的应用，首先必须要解决串扰问题。

桥式电路是电力电子变换器中常用结构，称处于关断状态的MOSFET为被动管，处于开关状态的MOSFET为主动管。随着器件开关速度的提高，桥式电路中主动管开通和关断过程中，处于关断状态的被动管栅源极电压发生变化，部分栅源极结电容的位移电流流过栅源极结电容，使被动管栅源极电压发生变化，出现正向尖峰或负向尖峰，称此为串扰问题。栅源极电压正向尖峰可能引起不完全导通，增加开关损耗，严重时造成桥臂短路；栅源极电压负向尖峰可能造成功率器件的栅源极击穿(一般负向安全电压为6-7V左右)，损坏器件。因此急需解决串扰问题。

现有的一种SiC功率器件驱动电路，如图1所示，由于SiC功率器件正向阈值电压和负向安全电压较小，导致驱动负压的可选区间较小；并且该驱动电路无法调节关断栅极电阻，从而无法调节功率器件的关断速度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种可抑制桥臂串扰的SiC功率器件驱动电路，其使用输出分离式驱动器区分开通、判断支路，以减轻栅源极并联电容对于开关速度的影响，有效抑制桥臂串扰问题，实现SiC功率器件高速可靠的应用。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种可抑制桥臂串扰的SiC功率器件驱动电路，包括G极驱动电路、S极驱动电路以及设在G极驱动电路与S极驱动电路之间的电容；

所述的G极驱动电路包括正压电源V_GS、两个控制G极电压状态的第一G极开关管S₁、第二G极开关管S₂和开通、关断电阻R_gon、R_goff，所述的正压电源V_GS、第一G极开关管S₁、开通电阻R_gon、关断电阻R_goff、第二G极开关管S₂按顺序依次串联；

所述的S极驱动电路包括负压电源V_SS和两个控制S极电压状态的第一S极开关管S_a1、第二S极开关管S_a2；所述的负压电源V_SS、第一S极开关管S_a1和第二S极开关管S_a2按顺序依次串联；

所述电容的一端连接在开通电阻R_gon与关断电阻R_goff之间的G极驱动电路上，另一端连接在第一S极开关管S_a1与第二S极开关管S_a2之间的S极驱动电路上。