[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于半橋電路的新型SiC MOSFET振蕩抑制電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010924021.8
• 申請(qǐng)日: 2020-09-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112234810B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王來(lái)利;楊成子;李華清;于龍洋;劉星爍;朱夢(mèng)宇;裴云慶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M1/32
• 分類號(hào): H02M1/32;H03K17/081
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 房鑫

本發(fā)明公開(kāi)了一種應(yīng)用于半橋電路的新型SiC MOSFET振蕩抑制電路，直流母線與第二SiC MOSFET管的漏極、第二鉗位電容器的一端及第一回饋模塊的一端相連接，第二SiC MOSFET管的源極與第二收集二極管的負(fù)極、負(fù)載端、第一收集二極管的正極及第一SiC MOSFET管的漏極相連接，第二收集二極管的正極及第二鉗位電容器的另一端與第二回饋模塊的一端相連接，第一收集二極管的負(fù)極與第一鉗位電容器的一端及第一回饋模塊的另一端相連接，低壓源與第一SiC MOSFET管的源極、第二鉗位電容器的另一端及第二回饋模塊的另一端相連接，該電路能夠有效抑制過(guò)電壓，并且電路中的鉗位電容可將能量通過(guò)電感支路回饋到直流側(cè)，且只在過(guò)電壓產(chǎn)生時(shí)參與電路過(guò)程。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型SiC MOSFET振蕩抑制電路，具體涉及一種應(yīng)用于半橋電路的新型SiC MOSFET振蕩抑制電路。

背景技術(shù)

SiC MOSFET具有開(kāi)關(guān)速度快、導(dǎo)通電阻低、工作溫度高等優(yōu)良性能，廣泛應(yīng)用于高頻、高效率、高功率密度電力電子設(shè)備中。在應(yīng)用過(guò)程中，SiC MOSFET的高頻特性往往會(huì)導(dǎo)致過(guò)電壓和振蕩，降低了直流電壓利用率，加劇了電磁兼容問(wèn)題，降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

在功率電子裝置中，傳統(tǒng)抑制SiC MOFET開(kāi)關(guān)過(guò)程中過(guò)電壓和振蕩的方法可分為三類：使用柵極驅(qū)動(dòng)主動(dòng)控制、降低功率回路寄生電感和使用緩沖電路。柵極驅(qū)動(dòng)主動(dòng)控制通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)整柵極驅(qū)動(dòng)電阻、驅(qū)動(dòng)電壓或驅(qū)動(dòng)電流來(lái)降低功率器件開(kāi)關(guān)損耗，抑制過(guò)電壓和振蕩，從而有效地提高開(kāi)關(guān)性能。有學(xué)者采用了一種用于大功率IGBT開(kāi)關(guān)性能改善和過(guò)電壓保護(hù)的先進(jìn)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)控制，通過(guò)快速閉環(huán)過(guò)電壓保護(hù)電路將功率器件關(guān)斷時(shí)的電壓過(guò)沖控制在預(yù)定的參考值。此法應(yīng)用效果較好，但柵極驅(qū)動(dòng)電路和控制方法設(shè)計(jì)比較復(fù)雜。SiC MOFET在關(guān)斷時(shí)，功率回路里的寄生電感是引起電壓過(guò)沖的主要原因。因此，降低功率回路電感是減少過(guò)電壓和抑制振蕩最直接的方法，在使用此法時(shí)，功率回路電感分布比較復(fù)雜，且最大限度可將電感減小至20nH左右，仍會(huì)有一定的過(guò)電壓產(chǎn)生。緩沖電路是解決過(guò)電壓和功率振蕩問(wèn)題經(jīng)濟(jì)有效的方案，在半橋結(jié)構(gòu)中，去耦電容器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，被廣泛應(yīng)用，但它容易會(huì)引起低頻振蕩。有學(xué)者提出高階RC緩沖電路解決低頻問(wèn)題，高階緩沖電路性能較好，但設(shè)計(jì)復(fù)雜，且無(wú)論采用哪種相橋臂緩沖器，母線寄生電感會(huì)與換相回路解耦，功率器件的導(dǎo)損耗都會(huì)顯著增加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種應(yīng)用于半橋電路的新型SiC MOSFET振蕩抑制電路，該電路能夠有效抑制過(guò)電壓，并且電路中的鉗位電容可將能量通過(guò)電感支路回饋到直流側(cè)，且只在過(guò)電壓產(chǎn)生時(shí)參與電路過(guò)程。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述的應(yīng)用于半橋電路的新型SiC MOSFET振蕩抑制電路包括直流母線、第一SiC MOSFET管、第二SiC MOSFET管、第一鉗位電容器、第二鉗位電容器、第一回饋模塊、第二回饋模塊、負(fù)載端、第一收集二極管、第二收集二極管及低壓源；

直流母線與第二SiC MOSFET管的漏極、第二鉗位電容器的一端及第一回饋模塊的一端相連接，第二SiC MOSFET管的源極與第二收集二極管的負(fù)極、負(fù)載端、第一收集二極管的正極及第一SiC MOSFET管的漏極相連接，第二收集二極管的正極及第二鉗位電容器的另一端與第二回饋模塊的一端相連接，第一收集二極管的負(fù)極與第一鉗位電容器的一端及第一回饋模塊的另一端相連接，低壓源與第一SiC MOSFET管的源極、第二鉗位電容器的另一端及第二回饋模塊的另一端相連接。

所述第一回饋模塊包括第一開(kāi)啟電阻、第一續(xù)流二極管及第一回饋電感，其中，直流母線與第一回饋電感的一端及第一開(kāi)啟電阻的一端相連接，第一回饋電感的另一端與第一續(xù)流二極管的負(fù)極相連接，第一收集二極管的負(fù)極與第一開(kāi)啟電阻的另一端及第一續(xù)流二極管的正極相連接。

所述第二回饋模塊包括第二開(kāi)啟電阻、第二續(xù)流二極管及第二回饋電感，其中，第二收集二極管的正極與第二回饋電感的一端及第二開(kāi)啟電阻的一端相連接，第二回饋電感的另一端與第二續(xù)流二極管的負(fù)極相連接，低壓源與第二開(kāi)啟電阻的另一端及第二續(xù)流二極管的正極相連接。