[发明专利]一种抑制串扰的碳化硅MOSFET桥臂电路及设计方法

说明书

本发明公开了一种抑制串扰的碳化硅MOSFET桥臂电路及设计方法，属于电力电子电路技术领域。包括两组RC缓冲电路：用于减少上管Q₁受到的串扰的R_buffer1、C_buffer1和用于减少下管Q₂受到的串扰的R_buffer2、C_buffer2。通过合理配置R_buffer、C_buffer的值，一方面减小漏源电压变化率来抑制受到的正向串扰，另一方面需要控制住对源极电流变化率来限制受到的负向串扰。本发明提供了一种无源抑制碳化硅MOSFET桥臂串扰的方案，在不增加电路和控制复杂度的前提下，提高了碳化硅MOSFET桥臂工作的可靠性和安全性。

技术领域

本发明属于电力电子电路技术领域，更具体地，涉及一种抑制串扰的碳化硅MOSFET桥臂电路及设计方法。

背景技术

碳化硅MOSFET属于第三代宽禁带半导体功率器件，具有开关速度快，开关损耗小，导通电阻小，耐高温，耐高压的优良特性，在电力电子变换器高频化的浪潮中具有很大的应用前景。然而在高频场合下，功率器件自身封装引入的寄生参数和PCB走线引入的杂散参数变得不可忽略。受到这些参数的影响，在各种电力电子变换器拓扑中，具有串联关系的碳化硅MOSFET之间存在“串扰”影响，具体表现为：正在动作的功率器件会使得相邻的未动作功率器件的栅源电压发生正向或负向的脉冲波动。正向的串扰电压可能会导致本不该动作的功率器件发生“误导通”，而负向的串扰电压则可能击穿功率器件的栅源电极，损坏功率器件。

现有的“串扰问题”解决方案均是从受到影响的功率器件的驱动回路(即栅源回路)入手。其中，有源米勒箝位的方法需要外加控制信号，增加了系统的控制复杂度；而无源的方法大多需要对栅源驱动回路做出较大改动，增加了驱动电路的复杂程度，并且无法应用于直接使用集成芯片驱动功率器件的场景。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种抑制串扰的碳化硅MOSFET桥臂电路及设计方法，旨在解决由于封装和PCB引起的寄生参数导致的碳化硅MOSFET桥臂串扰问题。

为实现上述目的，本发明一方面提供了一种抑制串扰的碳化硅MOSFET桥臂电路，包括直流电压源V_DC、上管Q₁、上管驱动回路、上管漏源缓冲回路、下管Q₂、下管驱动电路、下管漏源缓冲电路；直流电压源V_DC的正极接上管Q₁的漏极，上管Q₁的源极接下管Q₂的漏极，下管Q₂的源极接直流电压源V_DC的负极；上管驱动回路连接在上管Q₁的栅极和源极之间；下管驱动回路连接在下管Q₂的栅极和源极之间。

进一步地，上管驱动回路包括上管驱动电源V_g1和上管驱动电阻R_g1；上管驱动电源V_g1的正极串联上管驱动电阻R_g1后，连接上管Q₁的栅极；上管驱动电源V_g1的负极连接上管Q₁的源极。

进一步地，下管驱动回路包括下管驱动电源V_g2和下管驱动电阻R_g2；下管驱动电源V_g2的正极串联下管驱动电阻R_g2后，连接下管Q₂的栅极；下管驱动电源V_g2的负极连接下管Q₂的源极。

进一步地，上管漏源缓冲回路包括上管缓冲电容C_buffer1和上管缓冲电阻R_buffer1，上管缓冲电容C_buffer1和上管缓冲电阻R_buffer1为串联关系。