[發明專利]一種碳化硅MOSFET驅動電路

有效

• 申請號: 201911366027.1
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN113054829B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 劉洋;齊放;曾亮;柯攀;戴小平
• 申請（專利權）人: 湖南國芯半導體科技有限公司
• 主分類號: H02M1/088
• 分類號: H02M1/088;H02M1/38;H02M1/12;H02H7/12
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清;廖元寶

本發明公開了一種碳化硅MOSFET驅動電路，包括抗橋臂串擾電路，所述抗橋臂串擾電路包括驅動芯片U1、電容C5和開關管T1，所述驅動芯片U1的輸出端與所述電容C5的一端相連，并與碳化硅MOSFET的柵極相連；所述電容C5的另一端與所述開關管T1的集電極相連，所述開關管T1的發射極與所述碳化硅MOSFET的源極相連且與接地端GND3相連，所述開關管T1的基極與所述碳化硅MOSFET的柵極相連。本發明的碳化硅MOSFET驅動電路具有結構簡單、防止橋臂串擾、抑制共模干擾、短路保護及過壓保護等優點。

技術領域

本發明主要涉及電子器件技術領域，特指一種碳化硅MOSFET驅動電路。

背景技術

以碳化硅(Silicon Carbide,SiC)MOSFET為代表的寬禁帶半導體器件因其具有高開關頻率、高開關速度、高熱導率等優點，已成為高頻、高溫、高功率密度電機控制器的理想選擇。隨著SiC MOSFET開關速度加快，受寄生參數影響加劇，橋臂串擾和共模干擾現象更加嚴重。由于SiC MOSFET正向閾值電壓與負向安全電壓較小，串擾問題引起的正負向電壓尖峰更容易造成開關管誤導通或柵源極擊穿，進而增加開關損耗，嚴重時損壞開關管。共模干擾問題引起的驅動芯片的邏輯錯誤，導致出現不合適的開通或者關斷，導致橋臂直通，進而導致功率器件失效。因此，研究發揮SiC MOSFET高速開關特性優勢的串擾和共模干擾抑制方法，對保障電機控制器工作可靠性、提升其功率密度具有重要意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種防止橋臂串擾、抑制共模干擾的碳化硅MOSFET驅動電路。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種碳化硅MOSFET驅動電路，包括抗橋臂串擾電路，所述抗橋臂串擾電路包括驅動芯片U1、電容C5和開關管T1，所述驅動芯片U1的輸出端與所述電容C5的一端相連，并與碳化硅MOSFET的柵極相連；所述電容C5的另一端與所述開關管T1的集電極相連，所述開關管T1的發射極與所述碳化硅MOSFET的源極相連且與接地端GND3相連，所述開關管T1的基極與所述碳化硅MOSFET的柵極相連。

作為上述技術方案的進一步改進：

還包括柵極保護電路，所述柵極保護電路包括二極管D2和二極管D3，所述二極管D2的負極和所述二極管D3的正極與所述碳化硅MOSFET的柵極相連，所述二極管D2的正極連接有電源VEE3，所述二極管D3的負極連接有電源VCC3。

所述驅動芯片U1的輸出端與所述碳化硅MOSFET的柵極之間設置有共模電感L2，所述共模塊電感L2的第一繞線串聯于所述驅動芯片U1的輸出端與所述碳化硅MOSFET的柵極之間，所述共模塊電感L2的第二繞線的一端與所述驅動芯片U1的GND2相連，另一端與所述碳化硅MOSFET的源極相連。

所述驅動芯片U1的輸出端包括第一輸出端OUT1和第二輸出端OUT2，所述第一輸出端OUT1經電阻R3與共模塊電感L2的第一繞線的一端相連，所述第二輸出端OUT2經電阻R4與共模塊電感L2的第一繞線的一端相連。

所述驅動芯片U1的電源輸入端連接有電源VCC1，所述電源VCC1與驅動芯片U1的電源輸入端之間串聯共模電感L1，所述電源VCC1與地GND之間設有電容C1，所述電容C1的一端與電源VCC1相連，另一端與地GND相連；所述共模電感L1的第一繞線的一端與電源VCC1相連，另一端與驅動芯片U1的電源輸入端相連，所述共模電感L1的第二繞線的一端與地GND相連，另一端與驅動芯片U1的GND端相連。

還包括共模電感L3；所述驅動芯片U1的VCC2端連接有電源VCC2，所述驅動芯片U1的VEE2端連接有電源VEE2，所述電源VCC2和電源VCC3分別位于共模電感L3的第一繞線的兩端，所述電源VEE2和電源VEE3分別位于共模電感L3的第二繞線的兩端。