[发明专利]MOSFET门极串扰钳位电路、控制方法及控制器

说明书

本发明涉及电控技术领域，尤其涉及一种MOSFET门极串扰钳位电路、控制方法及控制器。所述电路包括：MOSFET驱动单元、抗扰单元及驱动芯片；其中，所述MOSFET驱动单元的门极与所述驱动芯片的第一驱动端连接，所述抗扰单元的第一端与所述MOSFET驱动单元的门极连接，所述抗扰单元的第二端与所述驱动芯片的负压端或接地端连接；所述抗扰单元，用于接收在MOSFET开关过程中引起的串扰电压；所述驱动芯片，用于控制所述抗扰单元降低所述串扰电压。本发明通过上述电路对MOSFET驱动单元的门极进行隔离与钳位，有效抑制了门极串扰电压。

技术领域

本发明涉及电控技术领域，尤其涉及一种MOSFET门极串扰钳位电路、控制方法及控制器。

背景技术

以半桥电路为例，在上桥IGBT(绝缘栅双极型晶体管，Insulated Gate BipolarTransistor)/MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管，Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor)开通的过程中，过高的dv/dt(电压变化率)会在下桥的IGBT/MOSFET米勒电容上产生一个位移电流，该位移电流通过驱动电阻流到地，造成门极电压抬升，如果抬升的电压大于IGBT/MOSFET的开通阈值，则会导致下桥IGBT/MOSFET开通数十或数百纳秒，造成额外的开关损耗，可能导致IGBT/MOSFET过热甚至损坏。

此外，由于IGBT/MOSFET封装工艺的问题，IGBT/MOSFET模块和单管IGBT/MOSFET器件在实际芯片的发射极和外部接线端子的发射极之间存在杂散电感，在IGBT/MOSFET开关过程中，一旦杂散电感上的电流发生变化，将会产生一个感应的电压，这个电压可能会叠加在IGBT/MOSFET的驱动电压上，导致IGBT/MOSFET的误开通。

为了减小上述的两种风险因素所造成的串扰电压的大小，常用的方案是在门极回路增加一个低阻抗的泄流通路。通常采用PNP三极管进行钳位控制，实测发现使用PNP三极管进行钳位时，在开通和关断时刻，均会在三极管BE之间形成反压，反压峰值较大，可能超过所选三极管规格书中给出的最大值，因此PNP三极管钳位方案存在风险。在开通过程的二极管反向恢复阶段，对于源极杂散电感较大的IGBT/MOSFET来说，PNP三极管导通可能导致杂散电感产生的正向串扰电压更大。另一方面，由于射极杂散电感的存在，实测的门极G和源极E(射极E)之间的电压并不是真实IGBT芯片的门极和射极的电压，所以采用门极电阻上的压降控制PNP开通的方式可能导致真实门极串扰较大的时候，PNP三极管无法打开。对于SiC MOSFET来说，其开关速度更快，串扰电压更加恶劣，此外由于SiC MOSFET的工艺问题，其负压耐受能力较弱，因此针对SiC串扰电压的抑制，不只要考虑正向的串扰电压，同时也要考虑负向串扰电压的抑制。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种MOSFET门极串扰钳位电路、控制方法及控制器，旨在解决抑制SiC MOSFET串扰电压的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种MOSFET门极串扰钳位电路，所述MOSFET门极串扰钳位电路包括：MOSFET驱动单元、抗扰单元及驱动芯片；其中，

所述MOSFET驱动单元的门极与所述驱动芯片的第一驱动端连接，所述抗扰单元的第一端与所述MOSFET驱动单元的门极连接，所述抗扰单元的第二端与所述驱动芯片的负压端或接地端连接；

所述抗扰单元，用于接收在MOSFET开关过程中引起的串扰电压；

所述驱动芯片，用于控制所述抗扰单元降低所述串扰电压。

优选地，所述抗扰单元包括并联相接于所述门极与所述驱动芯片的负压端之间的泄流单元和钳位单元，所述驱动芯片控制所述泄流单元的通断，所述钳位单元接收并抑制所述MOSFET驱动单元的感性串扰电压和容性串扰电压。