[發明專利]一種用于SiCMOSFET的高集成化半橋驅動模塊

在審

• 申請號: 202210199613.7
• 申請日: 2022-03-01
• 公開（公告）號: CN114552956A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 王來利;溫浚鐸;靳浩源;董曉博;李華清
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02M1/088
• 分類號: H02M1/088
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 房鑫

本發明提供一種用于SiC MOSFET的高集成化半橋驅動模塊，能夠減小驅動電路體積，保證驅動電路的高隔離性與高可靠性，結構簡單，可應用性強。包括驅動板，所述驅動板分為控制電路側和主電路側，控制電路側和主電路側之間開設有分隔槽；其中，所述控制電路側遠離主電路側的一端設有低壓信號輸入接口，所述分隔槽處置有驅動供電模塊和驅動芯片，所述驅動供電模塊包括上管驅動供電模塊和下管驅動供電模塊，所述主電路側上設置有驅動電阻和驅動二極管，主電路側遠離控制電路側的一端設有上管GS連接端和下管GS連接端。

技術領域

本發明涉及變壓器、整流器和電感器制造技術領域，具體為一種用于SiC MOSFET的高集成化半橋驅動模塊。

背景技術

碳化硅功率器件具有在禁帶寬度較寬、飽和電子漂移速度較高、擊穿電場強度較高的同時介電常數較低等顯著優點而被廣泛應用開發，目前，SiC產業鏈已相對完善，包括襯底，外延，器件和模塊制造都有相應企業涉及其中。從應用領域角度，SiC器件也正從新能源汽車，軌道交通，智能電網和新一代移動通訊等一些重要領域開始，逐步取代現有的硅功率器件，全面推動著電力電子技術的進一步發展。

但與此同時，在SiC功率半導體器件逐漸走向成熟的過程中，器件的應用技術還停留在硅功率器件的階段，其成為制約碳化硅器件性能完全展現的瓶頸性問題。而SiC器件應用技術中最核心的技術之一就是SiC器件的驅動技術。目前市面上對于SiC MOSFET的驅動主要使用Si MOSFET的驅動方案。然而SiC MOSFET驅動特性與Si并非完全相同，其在關斷時需要驅動電路提供負壓進行關斷。此外相較于Si MOSFET，SiC MOSFET需要較高的驅動電壓進行導通。因此對于SiC MOSFET而言，依舊使用傳統的Si MOSFET驅動會使得器件開通關斷過程不穩定，嚴重時可能會產生器件無法導通或者關斷的問題，進而影響器件與電力電子裝置運行的可靠性。

對于應用場合來說，大多數MOSFET會組成半橋進行使用，目前普遍的方法是分別對每個器件設置單獨的驅動。但這樣會造成裝置整體體積增加，影響電力電子裝置的功率密度與集成度。此外目前對于驅動供電的設計大多采用自舉電路的方式，但該方式可能造成驅動電壓的波動，進而對驅動供電產生不利影響。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種用于SiC MOSFET的高集成化半橋驅動模塊，能夠減小驅動電路體積，保證驅動電路的高隔離性與高可靠性，結構簡單，可應用性強。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種用于SiC MOSFET的高集成化半橋驅動模塊，包括驅動板，所述驅動板分為控制電路側和主電路側，控制電路側和主電路側之間開設有分隔槽；

其中，所述控制電路側遠離主電路側的一端設有低壓信號輸入接口，所述分隔槽處置有驅動供電模塊和驅動芯片，所述驅動供電模塊包括上管驅動供電模塊和下管驅動供電模塊，所述主電路側上設置有驅動電阻和驅動二極管，主電路側遠離控制電路側的一端設有上管GS連接端和下管GS連接端。

優選地，所述驅動芯片設置在上管驅動供電模塊與下管驅動供電模塊之間。

優選地，所述低壓信號輸入接口連接有低壓信號輸入模塊，所述低壓信號輸入模塊采用排針母座模塊。

優選地，所述低壓信號輸入模塊包括6種信號的信號輸入端，分別為：

半橋SiC MOSFET上管PWM信號輸入端、半橋SiC MOSFET上下管PWM信號輸入端、2個地信號輸入端、使能信號輸入端以及輔助電源電壓信號輸入端。

優選地，所述驅動芯片通過不同管腳分別與對應的驅動供電模塊、上管GS連接端和下管GS連接端連接。

優選地，所述驅動供電模塊采用隔離供電模塊。