[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在审

专利信息
申请号: 201910771041.3 申请日: 2019-08-20
公开(公告)号: CN110492728A 公开(公告)日: 2019-11-22
发明(设计)人: 陈骞;王异凡;陆翌;裘鹏;柯人观;周竞;宣佳卓;许烽;倪晓军;丁超;王朝亮;郑眉 申请(专利权)人: 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院
主分类号: H02M1/088 分类号: H02M1/088
代理公司: 33206 浙江翔隆专利事务所(普通合伙) 代理人: 张建青<国际申请>=<国际公布>=<进入
地址: 310014 浙江*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 开关管 驱动电路 电源 电阻 电压状态 依次串联 串扰 负压 关断 桥臂 正压 功率器件驱动电路 并联电容 有效抑制 栅源极 电容 开通
【说明书】:

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VGS、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Rgon、Rgoff,所述的正压电源VGS、第一G极开关管S1、开通电阻Rgon、关断电阻Rgoff、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VSS和两个控制S极电压状态的第一S极开关管Sa1、第二S极开关管Sa2;所述的负压电源VSS、第一S极开关管Sa1和第二S极开关管Sa2按顺序依次串联;

所述电容的一端连接在开通电阻Rgon与关断电阻Rgoff之间的G极驱动电路上,另一端连接在第一S极开关管Sa1与第二S极开关管Sa2之间的S极驱动电路上。

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