[发明专利]高抗扰SiC MOSFET驱动电路及工作方法

说明书

本发明公开了一种高抗扰SiC MOSFET驱动电路及工作方法，包括：依次串联连接的用于产生负压的负压产生电路、用于调整充放电回路栅极电阻阻值的可变栅极电阻、以及正负压串扰尖峰吸收电路；本发明电路能够快速吸收正压尖峰和负压尖峰，仿真结果表明能够有效抑制串扰，抗扰性强，保证SiC器件和功率变换拓扑的可靠工作。

技术领域

本发明涉及宽禁带半导体器件驱动技术领域，尤其涉及一种高抗扰SiC MOSFET驱动电路及工作方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

作为第三代宽禁带半导体的代表性器件，SiC MOSFET具有开关速度快、关损耗低、耐压高等显著优势，是提高功率变换器效率和功率密度等性能的有效途径。然而，由于SiCMOSFET开关速度高和寄生电容等的存在，在器件开关瞬态会产生较高的dv/dt，从而引发电压尖峰，严重威胁功率器件和拓扑的安全。这也就是常说的桥臂串扰问题，是研究解决的热点和难点。

目前主要有三种串扰抑制方法：

1、增大栅源极电容值，即在器件的栅源极并联额外的大电容为米勒电流提供分流支路来抑制电压尖峰，但同时会增大开关管的开通和关断时间，降低器件开关速度；

2、减小栅极电阻值，来降低米勒电流产生的串扰电压，但在开关管关断期间会引发开关振荡；

3、设计有源米勒箝位驱动电路，灵活可控性好，但是桥臂电路中开关管关断速度过快造成互补开关管的负向串扰尖峰严重。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种高抗扰SiC MOSFET驱动电路及工作方法，不仅能够在大幅减小串扰电压的同时保证开关速度，而且没有引入额外电压源及额外控制元件等，还可自动产生负压保证SiC器件的可靠关断。

在一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种高抗扰SiC MOSFET驱动电路，包括：依次串联连接的用于产生负压的负压产生电路、用于调整充放电回路栅极电阻阻值的可变栅极电阻、以及正负压串扰尖峰吸收电路；

所述正负压串扰尖峰吸收电路包括依次串联连接的负压尖峰吸收电路和正压尖峰吸收电路；所述负压尖峰吸收电路包括三极管Q2、连接在三极管Q2发射极和SiC MOSFET源极之间电阻R6、连接在三极管Q2基极和发射极之间的电阻R4、以及连接在三极管Q2集电极和正压尖峰吸收电路之间的电容C2与二极管D2的并联支路。

进一步地，所述正压尖峰吸收电路包括三极管Q1、连接在三极管Q1基极和发射极之间的电阻R5、以及连接在三极管Q1集电极和SiC MOSFET源极之间的电容C3。

进一步地，所述负压产生电路包括：驱动电源、推挽电路和RC并联分压电路；

所述推挽电路包括上NPN型三极管S1和下PNP型三极管S2，驱动电源正极与三极管S1的集电极相连，驱动电源负极与三极管S2的集电极相连；所述 RC并联分压电路连接在推挽电路的中点处。

所述RC并联分压电路包括：并联连接的电阻R1和电容C1、以及与R1、 C1并联的电阻R2。

进一步地，所述可变栅极电阻包括：并联连接的二极管D1和电阻R3；所述电阻R3一端连接负压产生电路的RC并联分压电路，另一端连接负压尖峰吸收电路。

在另一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种半桥电路，包括：由SiC MOSFET构成的上桥臂和下桥臂；所述SiC MOSFET均采用上述的高抗扰SiC MOSFET驱动电路。

在另一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种半桥电路的工作方法，包括：