[發明專利]一種用于碳化硅MOSFET的驅動電路

在審

• 申請號: 201710153310.0
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN106803715A
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 黃波;李志雨;田遠;董兆雯;蔡阿利;顏繁龍;李波;高鑫;許洪東;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 泰科天潤半導體科技(北京)有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08;H02M1/44;H03K17/16;H03K17/689
• 代理公司: 福州市鼓樓區京華專利事務所(普通合伙)35212
• 代理人: 宋連梅

技術領域

本發明涉及一種用于碳化硅MOSFET的驅動電路。

背景技術

驅動電路廣泛應用于開關電源內部，用來驅動開關電源中功率開關器件的開通與關斷。隨著電力電子技術的不斷發展，業界對開關電源功率密度和效率的要求的不斷提高，高頻化高功率密度化是開關電源的發展趨勢之一，而基于硅半導體材料的功率開關器件經過幾十年的飛速發展，性能接近其材料的理論極限，成為限制開關電源性能進一步優化和發展的瓶頸；為解決這個問題，基于以碳化硅為代表的第三代半導體材料的功率開關器件應運而生。碳化硅MOSFET具有耐壓高、導通電阻小、開關損耗小和工作頻率高等優勢，為開關電源的高頻化和高功率密度化的發展注入了新的動力。

碳化硅MOSFET由于材料的差異和應用要求也導致其對驅動電路的要求與傳統硅MOSFET及IGBT存在一定的不同之處，具體包括碳化硅MOSFET需要更高驅動電壓以獲得較低的導通電阻，關斷時需要加入一定的負壓以防止器件發生誤導通，減小驅動回路的寄生參數和增大驅動電流能力以獲得功率開關管高頻開關動作、抑制碳化硅MOSFET在橋式電路中的串擾問題等，這些都對碳化硅MOSFET的驅動電路提出了更高的要求，若直接沿用現有硅MOSFET及IGBT的驅動方案，很容易造成碳化硅MOSFET的失效。

發明內容

本發明要解決的技術問題，在于提供一種用于碳化硅MOSFET的驅動電路，能夠提高碳化硅MOSFET的開關速度，減小開關損耗，進而提開關電源工作的開關頻率；同時防止了寄生參數引起的碳化硅MOSFET誤動作，提高了碳化硅MOSFET工作的可靠性。

本發明是這樣實現的：一種用于碳化硅MOSFET的驅動電路，包括隔離模塊、驅動模塊以及電阻模塊，所述隔離模塊、驅動模塊以及電阻模塊依次連接，所述驅動模塊的正驅動電壓為18V至22V，所述驅動模塊的負驅動電壓為-2.5V至-4.5V。

進一步地，所述電阻模塊的開通電阻為2歐姆至8歐姆。

進一步地，所述電阻模塊的關斷電阻小于或等于開通電阻。

進一步地，所述隔離模塊的CMTI大于或等于25kV/us。

本發明的優點在于：本發明一種用于碳化硅MOSFET的驅動電路，在經過反復的實驗驗證，提出了最優的正向驅動電壓(用于開通碳化硅MOSFET)和負向驅動電壓(用于關斷碳化硅MOSFET)范圍；通過應用該最優的正向驅動電壓，使碳化硅MOSFET導通時具有較低的導通電阻，同時不易使器件因瞬時柵源極電壓超過其最大正向驅動電壓而導致器件失效；通過應用該最優的負向驅動電壓，使碳化硅MOSFET關斷時不易發生誤導通現象，同時也不易使器件因瞬時柵源極電壓超過其最低負向驅動電壓而導致器件失效；

由于碳化硅MOSFET具有比傳統硅功率MOSFET和IGBT具有更快的開關速度，在開關管開通和關斷過程會產生更嚴重的電磁噪聲干擾，為了使控制系統的信號部分不受功率部分的影響，需要對驅動電路隔離部分耐受共模電的能力CMTI提出了一定的要求，經反復的實驗驗證，當其CMTI大于等于25kV/us時，該驅動電路可實現功率部分和信號部分良好的隔離效果，提高了控制系統的可靠性和抗干擾性。

對驅動電阻進行優化配置，使用開通電阻大于等于關斷電阻的搭配方案，有效抑制了碳化硅MOSFET在橋式電路的串擾問題，提高碳化硅MOSFET在橋式電路中工作的可靠性。

附圖說明

下面參照附圖結合實施例對本發明作進一步的說明。

圖1是本發明一種用于碳化硅MOSFET的驅動電路的原理圖。

圖2是本發明一種用于碳化硅MOSFET的驅動電路的驅動模塊電路圖一。

圖3是本發明一種用于碳化硅MOSFET的驅動電路的驅動模塊電路圖二。

圖4是本發明一種用于碳化硅MOSFET的驅動電路的電阻模塊實施例一。

圖5是本發明一種用于碳化硅MOSFET的驅動電路的電阻模塊實施例二。

圖6是本發明一種用于碳化硅MOSFET的驅動電路的電阻模塊實施例三。

具體實施方式

請參閱圖1所示，本發明用于碳化硅MOSFET的驅動電路，包括隔離模塊、驅動模塊以及電阻模塊，所述隔離模塊、驅動模塊以及電阻模塊依次連接，所述驅動模塊的正驅動電壓為18V至22V，所述驅動模塊的負驅動電壓為-2.5V至-4.5V，所述電阻模塊的開通電阻為2歐姆至8歐姆，所述電阻模塊的關斷電阻小于或等于開通電阻，所述隔離模塊的CMTI大于或等于25kV/us。