[發(fā)明專利]一種抑制串?dāng)_的柵極驅(qū)動電路、功率器件及其驅(qū)動方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110331013.7
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113114185B
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘭欣;劉祥龍;崔曉
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: H03K17/082
• 分類號: H03K17/082;H03K17/687
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 閆偉姣

本發(fā)明公開一種抑制串?dāng)_的柵極驅(qū)動電路、功率器件及其驅(qū)動方法，包括：供電電路、驅(qū)動電阻、執(zhí)行開關(guān)管、延時電路和供電啟動電路；供電電路通過驅(qū)動電阻與執(zhí)行開關(guān)管連接；執(zhí)行開關(guān)管與延時電路連接，以調(diào)節(jié)執(zhí)行開關(guān)管的啟動時間；執(zhí)行開關(guān)管通過驅(qū)動電阻與供電啟動電路連接，以輸出執(zhí)行開關(guān)管的驅(qū)動電壓。通過供電啟動電路控制輸出執(zhí)行開關(guān)管的驅(qū)動電壓，通過延時電路控制執(zhí)行開關(guān)管的開通時間，解決功率模塊在開關(guān)過程中由于串?dāng)_而造成的功率模塊損壞的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子器件技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種抑制串?dāng)_的柵極驅(qū)動電路、功率器件及其驅(qū)動方法。

背景技術(shù)

本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

碳化硅器件相對于硅器件來說，具有更高快的開關(guān)頻率，更快的開關(guān)頻率在碳化硅器件正常工作的過程中，由于碳化硅高開關(guān)速度的特性，會加劇使上下管之間的柵極串?dāng)_問題更加嚴(yán)重，而劇烈的柵極串?dāng)_會造成兩種嚴(yán)重的后果，一種為開通過程中的正壓過沖導(dǎo)致互補管開通從而造成短路問題，另一種為關(guān)斷過程中互補管負壓過沖造成負壓擊穿問題；其次碳化硅具有更低的導(dǎo)通閾值電壓以及更差的耐負壓擊穿能力，所以在高頻工作情況下串?dāng)_問題對功率模塊的影響會更加嚴(yán)重，更有可能因為串?dāng)_問題而造成功率模塊損壞的情況。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種抑制串?dāng)_的柵極驅(qū)動電路、功率器件及其驅(qū)動方法，通過供電啟動電路控制輸出執(zhí)行開關(guān)管的驅(qū)動電壓，通過延時電路控制執(zhí)行開關(guān)管的開通時間，解決功率模塊在開關(guān)過程中由于串?dāng)_而造成的功率模塊損壞的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供一種抑制串?dāng)_的柵極驅(qū)動電路，包括：供電電路、驅(qū)動電阻、執(zhí)行開關(guān)管、延時電路和供電啟動電路；供電電路通過驅(qū)動電阻與執(zhí)行開關(guān)管連接，執(zhí)行開關(guān)管與延時電路連接，以調(diào)節(jié)執(zhí)行開關(guān)管的啟動時間，執(zhí)行開關(guān)管通過驅(qū)動電阻與供電啟動電路連接，以輸出執(zhí)行開關(guān)管的驅(qū)動電壓。

第二方面，本發(fā)明提供一種功率器件，所述功率器件采用第一方面所述的一種抑制串?dāng)_的柵極驅(qū)動電路。

第三方面，本發(fā)明提供一種功率器件的柵極驅(qū)動方法，包括：根據(jù)預(yù)設(shè)保護閾值調(diào)節(jié)供電啟動電路中的驅(qū)動電阻值，以使運算放大器的輸出電壓為執(zhí)行開關(guān)管的柵極開通電壓，通過延時電路調(diào)節(jié)啟動時間以驅(qū)動執(zhí)行開關(guān)管動作。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明通過供電啟動電路控制輸出開關(guān)管的驅(qū)動電壓，不需要額外的控制信號來控制開關(guān)管的動作，有效降低驅(qū)動電路的控制難度。

本發(fā)明可以在充分發(fā)揮碳化硅高頻優(yōu)勢的情況下保護功率模塊不因串?dāng)_問題而發(fā)生故障。

本發(fā)明采用并聯(lián)的延時電路，使得各個執(zhí)行開關(guān)管的開通時間可調(diào)。

本發(fā)明附加方面的優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。

圖1為本發(fā)明實施例1提供的抑制串?dāng)_的柵極驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明實施例1提供的各開關(guān)管的波形時序圖；

圖3為本發(fā)明實施例1提供的加入保護電路前后互補管柵源極之間的電壓波形效果圖；

圖4為本發(fā)明實施例1提供的半橋電路示意圖。

具體實施方式：

下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明做進一步說明。