[實用新型]SiC MOSFET的保護電路

有效

• 申請號: 202221194725.5
• 申請日: 2022-05-09
• 公開（公告）號: CN218386794U
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 趙鳳儉
• 申請（專利權）人: 飛锃半導體（上海）有限公司
• 主分類號: H02H7/20
• 分類號: H02H7/20;H02H3/093;H02H3/10;H02M1/08
• 代理公司: 北京市一法律師事務所 11654
• 代理人: 樊文娜;劉榮娟

本申請技術方案提供一種SiC MOSFET的保護電路，包括：輸出側邏輯控制模塊，用于接收所述SiC MOSFET的驅動脈沖信號并輸出，還用于輸出與所述驅動脈沖信號同步的控制信號；輸出級功率放大電路，與所述輸出側邏輯控制模塊電連接，并被配置為對所述驅動脈沖信號進行放大，并輸出至所述SiC MOSFET；短路檢測模塊，與所述輸出側邏輯控制模塊以及所述SiC MOSFET的漏極電連接，并被配置為接收所述控制信號并獲得參考電壓信號，同時獲取所述SiC MOSFET的漏源電壓信號，且基于所述漏源電壓信號和所述參考電壓信號向所述輸出側邏輯控制模塊輸出檢測結果信號。本申請技術方案的保護電路能夠對SiC MOSFET所在電路進行動態短路監測。

技術領域

本申請涉及電力電子技術領域，尤其涉及一種SiC MOSFET的保護電路。

背景技術

電力電子功率變換器作為電能利用的重要裝置，在生產和生活中發揮著重要作用。電力電子功率變換器的核心是功率半導體器件，很大程度上決定了電力電子功率變換器的性能。目前，大部分功率半導體器件是Si半導體材料，其特性已接近理論極限，成為電力電子功率變換器進一步發展的瓶頸。與Si功率器件相比，SiC功率器件具有更加優異特性：SiC功率器件具有更高的開關速度，能夠在更高的結溫下工作，可以同時實現高頻、高電壓和大電流。這些特性能夠顯著提升半導體功率變換器的性能，獲得更高的電能轉換效率，實現更高的功率密度，降低系統成本等。

在電力電子變換器中，微控制器發出的控制信號屬于弱點信號，不能直接驅動功率半導體器件，需要在微控制器與功率半導體器件之間設置驅動電路。驅動電路主要是對微控制器發出的弱電控制信號整形、功率放大后實現對功率半導體器件的通斷控制；當功率半導體器件及其所在電路中出現故障時，也要由驅動電路將故障信息傳回微控制器。故驅動電路是弱電控制信號與強電功率回路之間交互的橋梁，驅動電路的可靠性直接影響電力電子變換器的整體可靠性。

SiC MOSFET主要應用在高壓場合，對可靠性要求很高，如果所在電路發生短路會造成較為嚴重后果，有必要進行短路檢測和保護。目前采用退飽和檢測進行短路保護時還存在許多問題，例如若消隱時間較短時，容易誤動作；若消隱時間過長時，又難以在指定的最大短路時間內安全地關閉。消隱時間由消隱電容值確定，但是消隱電容值的選擇比較困難；而確定消隱電容值后，還受到溫度影響，同時退飽和檢測電路中的高壓二極管屬于強干擾源。

實用新型內容

本申請要解決的技術問題是提供一種SiC MOSFET的保護電路，能夠對SiC MOSFET所在電路進行短路監測，克服現有的退飽和檢測存在的問題。

為解決上述技術問題，本申請提供了一種SiC MOSFET的保護電路，包括：輸出側邏輯控制模塊，用于接收所述SiC MOSFET的驅動脈沖信號并輸出，還用于輸出與所述驅動脈沖信號同步的控制信號；輸出級功率放大電路，與所述輸出側邏輯控制模塊電連接，并被配置為對所述驅動脈沖信號進行放大，并輸出至所述SiC MOSFET；短路檢測模塊，與所述輸出側邏輯控制模塊以及所述SiC MOSFET的漏極電連接，并被配置為接收所述控制信號并獲得參考電壓信號，同時獲取所述SiC MOSFET的漏源電壓信號，且基于所述漏源電壓信號和所述參考電壓信號向所述輸出側邏輯控制模塊輸出檢測結果信號。

在本申請的一些實施例中，所述短路檢測模塊被配置為比較所述漏源電壓信號與所述參考電壓信號，當所述漏源電壓信號大于所述參考電壓信號時，運放信號翻轉，所述短路檢測模塊向所述輸出側邏輯控制模塊輸出短路信號。

在本申請的一些實施例中，所述短路檢測模塊還被配置為比較所述漏源電壓信號與所述參考電壓信號，當所述漏源電壓信號小于或等于所述參考電壓信號時，運放信號不翻轉。

在本申請的一些實施例中，所述短路檢測模塊包括：比較器，包括第一輸入端、第二輸入端及輸出端，其中所述輸出端電連接所述輸出側邏輯控制模塊；漏源電壓信號源電路，電連接所述第一輸入端；參考電壓信號源電路，電連接所述第二輸入端。