[發明專利]一種應用于高溫環境的SiC MOSFET驅動電路

有效

• 申請號: 201811048611.8
• 申請日: 2018-09-10
• 公開（公告）號: CN109462386B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 張藝蒙;徐帥;呂紅亮;宋慶文;湯曉燕
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H03K17/081
• 分類號: H03K17/081;H03K17/687
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 張捷

1.一種應用于高溫環境的SiC MOSFET驅動電路，其特征在于，包括：電源、主驅動電路、驅動保護電路和SiC MOSFET；其中，

所述電源連接所述主驅動電路和所述驅動保護電路，用于給所述主驅動電路和所述驅動保護電路提供電壓信號；

所述主驅動電路連接所述SiC MOSFET，用于將接收的控制信號進行放大并輸出；

所述驅動保護電路連接所述主驅動電路和所述SiC MOSFET，用于檢測所述主驅動電路的所述電壓信號，并根據檢測結果打開或關斷所述SiC MOSFET；

所述主驅動電路包括：變壓器隔離電路、驅動輔助電路、電平移位電路、圖騰柱電路、打開電阻和關斷電阻；其中，所述變壓器隔離電路連接所述電平移位電路；所述驅動輔助電路連接所述變壓器隔離電路、電平移位電路、所述圖騰柱電路和所述SiC MOSFET的源極；所述電平移位電路連接所述圖騰柱電路；所述圖騰柱電路連接所述打開電阻和所述關斷電阻；所述打開電阻和所述關斷電阻均連接所述SiC MOSFET的柵極；

所述驅動保護電路包括：欠壓檢測電路、過流檢測電路、保護執行電路和過壓抑制電路；其中，所述電源包括第一電壓源V1和第二電壓源V2；所述欠壓檢測電路連接所述第一電壓源V1、所述第二電壓源V2和所述保護執行電路；所述過流檢測電路連接所述電平移位電路、所述第二電壓源V2、所述保護執行電路和所述SiC MOSFET的漏極；所述保護執行電路連接所述第一電壓源V1、所述電平移位電路和所述驅動輔助電路；所述過壓抑制電路連接所述SiCMOSFET的柵極和漏極；

所述變壓器隔離電路包括：電容C1、電容C2、電容C3、變壓器原邊L1、變壓器副邊L2、二極管D1和電阻R4；其中，所述電容C1連接所述變壓器原邊L1的上端；所述變壓器隔離電路輸入端連接在所述變壓器原邊L1的下端和所述電容C1之間；所述電容C2連接所述變壓器副邊L2的上端，且所述電容C2和所述二極管D1串聯在所述變壓器副邊L2的兩端；所述變壓器副邊L2的下端連接接地端；所述電容C3與所述電阻R4并聯后，連接在所述電容C2和所述變壓器隔離電路的輸出端A之間；

所述驅動輔助電路包括：變壓器副邊L3、電阻R2、電阻R5、電阻R6、三極管Q8和三極管Q12；其中，所述變壓器副邊L3的下端連接所述變壓器副邊L2的下端、所述電阻R6、所述三極管Q12的發射極和所述三極管Q8的發射極，所述三極管Q8的發射極構成所述驅動輔助電路的第一輸出端B；所述變壓器副邊L3的上端通過所述電阻R5連接所述電阻R6、所述三極管Q12的集電極和所述三極管Q8的基極，所述三極管Q8的基極構成所述驅動輔助電路的第二輸出端C；所述驅動輔助電路輸入端連接所述SiC MOSFET的源極和所述第一電壓源V1，且所述驅動輔助電路輸入端通過所述電阻R2連接所述三極管Q8的發射極和所述變壓器隔離電路輸出端；所述三極管Q12的基極連接所述保護執行電路；

所述電平移位電路包括：三極管Q1、三極管Q2、三極管Q6、三極管Q7、電阻R1、電阻R3、電阻R7和電阻R8；其中，所述三極管Q6的基極連接所述驅動輔助電路的第二輸出端C，所述三極管Q6的發射極接地，所述三極管Q6的集電極通過所述電阻R1連接所述第二電壓源V2，所述三極管Q6的集電極還連接所述三極管Q1的基極；所述電平移位電路的輸入端連接所述第二電壓源V2、所述三極管Q1的集電極和所述三極管Q2的發射極，且所述電平移位電路的輸入端通過所述電阻R1連接所述三極管Q1的基極和所述三極管Q6的集電極；所述三極管Q1的發射極通過所述電阻R3連接所述三極管Q2的基極；所述三極管Q1的發射極通過所述電阻R7連接所述驅動輔助電路的第一輸出端B；所述三極管Q7的基極連接所述變壓器隔離電路的輸出端A，所述三極管Q7的發射極連接所述驅動輔助電路的第一輸出端B；所述電阻R8連接在所述驅動輔助電路的第一輸出端B與所述變壓器隔離電路的輸出端A之間；所述三極管Q7的集電極與所述三極管Q2的集電極連接后，連接至所述電平移位電路的輸出端Vg；

所述圖騰柱電路包括：三極管Q3、三極管Q4、三極管Q5、三極管Q9三極管Q10和三極管Q11；其中，所述電平移位電路的輸出端Vg連接所述三極管Q3的基極和所述三極管Q9的基極；所述電平移位電路的輸入端連接所述三極管Q3的集電極、所述三極管Q4的集電極和所述三極管Q5的集電極；所述三極管Q3的發射極連接所述三極管Q9的發射極、所述三極管Q4的基極、所述三極管Q5的基極、所述三極管Q10的基極、所述三極管Q11的基極；所述驅動輔助電路的第一輸出端B連接所述三極管Q9集電極、所述三極管Q10的集電極、所述三極管Q11的集電極；所述三極管Q4的發射極與所述三極管Q5的發射極連接后，通過所述打開電阻Ron連接至所述SiC MOSFET的柵極；所述三極管Q10的發射極與所述三極管Q11的發射極連接后，通過所述關斷電阻Roff連接至所述SiC MOSFET的柵極。