[發(fā)明專利]一種基于短路電流抑制的SiC MOSFET短路保護(hù)電路及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811482601.5
• 申請日: 2018-12-05
• 公開（公告）號: CN110190838A
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚國俊;張經(jīng)緯;耿程飛;何鳳有
• 申請（專利權(quán)）人: 徐州中礦大傳動與自動化有限公司
• 主分類號: H03K17/0812
• 分類號: H03K17/0812;H03K17/687
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 杜靜靜

1.一種SiC MOSFET一類短路電流抑制電路及方法，包括：邏輯控制單元，驅(qū)動單元，短路保護(hù)單元以及漏極電壓檢測單元，其特征在于：

所述的短路保護(hù)單元，用于檢測短路故障，并輸出故障信號；

所述的漏極電壓檢測單元，用于檢測待測SiC MOSFET的漏極電壓，判斷漏極電壓是否進(jìn)入導(dǎo)通壓降狀態(tài)，并輸出漏極狀態(tài)信號。

所述的驅(qū)動單元，用于向待測SiC MOSFET柵極提供開通與關(guān)斷的驅(qū)動電壓，以及在發(fā)生短路時降低驅(qū)動電壓；

所述的邏輯控制單元，用于對故障信號、漏極狀態(tài)信號以及開關(guān)信號進(jìn)行邏輯組合，向驅(qū)動單元輸出邏輯控制信號。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SiC MOSFET一類短路電流抑制電路及方法，其特征在于，所述的邏輯控制單元采用數(shù)字芯片CPLD實(shí)現(xiàn)邏輯控制，也可采用與、非門搭建模擬電路實(shí)現(xiàn)邏輯控制。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SiC MOSFET一類短路電流抑制電路及方法，其特征在于，所述的驅(qū)動單元包括兩個正電源電路和一個負(fù)電源電路，其中一個較大的正電源和負(fù)電源用于提供待測SiC MOSFET正常導(dǎo)通和關(guān)斷狀態(tài)的柵極電壓，另一個較小的正電源用于在發(fā)生一類短路時限制柵極電壓。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種SiC MOSFET一類短路電流抑制電路及方法，其特征在于，所述的驅(qū)動單元為保證待測SiC MOSFET開通速率，較小正電源電路的柵極電阻要小于較大的正電源電路的柵極電阻。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SiC MOSFET一類短路電流抑制電路及方法，其特征在于，所述的漏極電壓檢測單元采用快速高壓二極管電路將檢測電路與漏極高電壓相隔離，漏極電壓檢測單元與短路保護(hù)單元共用該二極管電路。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SiC MOSFET一類短路電流抑制電路及方法，其特征在于，所述的一類短路電流抑制方法為：一類短路發(fā)生在SiC MOSFET開通瞬態(tài)，漏極電壓檢測單元實(shí)時檢測漏極電壓，在SiC MOSFET開通瞬態(tài)初期，漏極電壓較高，驅(qū)動單元向柵極提供較小的正電源，當(dāng)漏極下降至導(dǎo)通壓降時，驅(qū)動單元向柵極提供較大的正電源，保證SiCMOSFET的正常導(dǎo)通以及較低的導(dǎo)通損耗；當(dāng)發(fā)生一類短路時，由于漏極電壓始終保持為高電壓狀態(tài)，驅(qū)動單元始終向柵極提供較小的驅(qū)動電壓，依據(jù)功率器件的輸出特性，較小的驅(qū)動電壓對應(yīng)的短路電流將會減小，從而抑制了短路電流。