[發(fā)明專利]一種SiC MOSFET的驅(qū)動電路

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810968959.2
• 申請日: 2018-08-23
• 公開（公告）號: CN109327212A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙雪峰;任強(qiáng);席小鷺
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南強(qiáng)軍科技有限公司
• 主分類號: H03K17/082
• 分類號: H03K17/082;H03K17/687
• 代理公司: 北京旭路知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11567
• 代理人: 王瑩;董媛

本發(fā)明屬于電路控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種SiC MOSFET的驅(qū)動電路。該電路包括開關(guān)電源模塊、邏輯控制模塊和驅(qū)動及保護(hù)模塊；開關(guān)電源模塊中將開關(guān)頻率產(chǎn)生電路和反饋電路內(nèi)置于驅(qū)動芯片U1中，開關(guān)電源模塊用于接收外部輸入的電壓，并輸出SiC MOSFET驅(qū)動所需的非常規(guī)電壓；邏輯控制模塊用于完成對所述開關(guān)電源模塊中驅(qū)動芯片U1的設(shè)置及狀態(tài)的監(jiān)測；驅(qū)動及保護(hù)模塊用于完成SiC MOSFET的驅(qū)動，以及對驅(qū)動芯片U1和SiC MOSFET的保護(hù)。該電路將開關(guān)頻率產(chǎn)生電路和反饋電路內(nèi)置于驅(qū)動芯片中，分布干擾大大降低，電路結(jié)構(gòu)簡單，從而降低了成本，提高了可靠性，抑制了SiC MOSFET的誤開通。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電路控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種SiC MOSFET的驅(qū)動電路。

背景技術(shù)

SiC材料作為一種新型的材料，具有禁帶寬度大、擊穿電壓高、熱導(dǎo)率高等優(yōu)秀的物理化學(xué)性質(zhì)，人們通過使用SiC材料的功率器件，能夠大幅提高器件的開關(guān)速度，降低裝置的功耗，縮小裝置的體積。SiC MOSFET，作為目前SiC材料主流功率器件，在電力電子領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注。

然而，SiC MOSFET的柵極閾值電壓比普通Si MOSFET更低，通常只有2V左右，更容易開通，在外部有擾動信號的情況下，容易誤開通；另一方面，SiC MOSFET的正常工作電壓在18V～20V，普通Si MOSFET的正常工作電壓在15V左右，因此更大的dv/dt極易導(dǎo)致柵極發(fā)熱損壞，可靠性降低。因此SiC MOSFET需要采用負(fù)電壓進(jìn)行驅(qū)動，抑制誤導(dǎo)通。但是如果在使用負(fù)電壓的過程中增加了雜散干擾，那么采用負(fù)電壓的效果也不會很好。

由于SiC MOSFET驅(qū)動所需要的電壓不是常規(guī)諸如±5V，±12V，15V或24V電壓等，目前要么通過在常規(guī)電壓基礎(chǔ)上再增加一級電壓變換模塊來實現(xiàn)，要么采用開關(guān)電源直接輸出多路電壓來實現(xiàn)。

通過在常規(guī)電壓基礎(chǔ)上增加一級變換電路來實現(xiàn)SiC MOSFET驅(qū)動所需要的負(fù)電壓，其電源結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尤其在需要進(jìn)行隔離多路驅(qū)動的情況下，不但電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且成本高。

通過采用開關(guān)電源輸出多路電壓實現(xiàn)負(fù)電壓是一個經(jīng)濟(jì)的方案，但是實現(xiàn)開關(guān)電源電路本身所需的分立元件較多，過多的分立元件將不可避免增加一些分布干擾，這些分布干擾將會對SiC MOSFET造成誤開通，反而不利于SiC MOSFET的驅(qū)動，尤其是開關(guān)電源電路中，開關(guān)頻率產(chǎn)生電路、反饋電路等關(guān)鍵電路受外部電路環(huán)境影響大，在穩(wěn)定性和可靠性不能完全保證的情況下，此類開關(guān)電源不適合作為SiC MOSFET的驅(qū)動電源。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種SiC MOSFET的驅(qū)動電路，該電路將開關(guān)頻率產(chǎn)生電路和反饋電路內(nèi)置于驅(qū)動芯片中，通過該電路的應(yīng)用，分布干擾大大降低，尤其在隔離多路驅(qū)動的情況下，電路結(jié)構(gòu)簡單，從而降低了成本，提高了可靠性，抑制了SiCMOSFET的誤開通。

(二)技術(shù)方案

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的主要技術(shù)方案包括：

一種SiC MOSFET的驅(qū)動電路，包括開關(guān)電源模塊、邏輯控制模塊和驅(qū)動及保護(hù)模塊；

所述開關(guān)電源模塊中將開關(guān)頻率產(chǎn)生電路和反饋電路內(nèi)置于驅(qū)動芯片U1中，所述開關(guān)電源模塊用于接收外部輸入的電壓，通過開關(guān)變壓器和開關(guān)管的動作，輸出SiCMOSFET驅(qū)動所需的非常規(guī)電壓；

所述邏輯控制模塊用于完成對所述開關(guān)電源模塊中驅(qū)動芯片U1的設(shè)置及狀態(tài)的監(jiān)測；

所述驅(qū)動及保護(hù)模塊用于完成SiC MOSFET的驅(qū)動，以及對驅(qū)動芯片U1和SiCMOSFET的保護(hù)。