一種自適應調節驅動電阻的SiC MOSFET驅動電路制造技術

本發明專利技術公開了一種自適應調節驅動電阻的SiC?MOSFET驅動電路，該驅動電路包括用于提供一主脈沖信號和至少一個開關控制脈沖信號的脈沖信號發生器，用于接收主脈沖信號，并對主脈沖信號進行放大處理后發送至SiC?MOSFET以驅動SiC?MOSFET動作的放大電路，以及用于接收開關控制脈沖信號，并根據開關控制脈沖信號調節SiC?MOSFET的柵極的驅動電阻的輸出調節電路。該發明專利技術通過利用經過隔離后的開關控制脈沖信號調節各晶體管調節單元的各晶體管的開通時間，使不同晶體管調節單元的晶體管的導通支路的電阻切換，實現開關過程的不同階段SiC?MOSFET的柵極電阻阻值可調節的目的。

【技術實現步驟摘要】
一種自適應調節驅動電阻的SiCMOSFET驅動電路
本專利技術涉及一種IGBT/MOSFET驅動電路，尤其涉及一種自適應調節驅動電阻的SiCMOSFET驅動電路。
技術介紹
SiCMOSFET因耐壓高、導通電阻小、開關速度快、散熱性好等特點，推動著電力電子變換器向高頻化、高功率密度和小型化的方向發展。然而，開關速度越快，開通過沖電流和關斷過沖電壓越大，寄生電感和器件內部結電容振蕩越嚴重，從而限制開關頻率的提升，甚至損壞器件。目前，降低開關過沖電流電壓的主要方法是降低開關速度，一種方法是增大柵極電阻，這種方法的實現方法簡單，抑制效果明顯，但會造成開關延遲時間嚴重延長以及開關速度嚴重降低，開關損耗嚴重增大。另一種實現方法是在開關器件上或者主功率回路中增加緩沖電路。常用的緩沖電路是RCD緩沖電路，這種緩沖對關斷過沖電壓的抑制效果明顯，但在器件開通時存儲在外加電容中的能量會通過器件溝道釋放，增加開通過沖電流，增加開通損耗。最后一種方法是將主功率回路的寄生電感與R-L阻尼電路中的電感進行耦合，減小回路中寄生電感的影響，但耦合寄生電感的方法復雜，不易實現。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種自適應調節驅動電阻的SiCMOSFET驅動電路，以解決現有SiCMOSFET驅動電路在降低開關過沖電流電壓時導致的開關速度低、開關損耗嚴重的問題。為解決上述技術問題，本專利技術提供一種自適應調節驅動電阻的SiCMOSFET驅動電路，包括：脈沖信號發生器，用于提供一主脈沖信號和至少一個開關控制脈沖信號；放大電路，用于接收主脈沖信號，并對主脈沖信號進行放大處理后發送至SiCMOSFET以驅動SiCMOSFET動作；輸出調節電路，用于接收開關控制脈沖信號，并根據開關控制脈沖信號調節SiCMOSFET的柵極的驅動電阻。進一步地，輸出調節電路包括連接在放大電路的輸出端和SiCMOSFET的柵極之間的輸出模塊,以及分別與脈沖信號發生器的輸出端、放大電路的輸出端和SiCMOSFET的柵極連接的調節模塊。進一步地，輸出模塊包括第四電阻R4；第四電阻R4的一端與放大電路的輸出端連接，另一端與SiCMOSFET的柵極和NMOS管的漏極連接。進一步地，調節模塊包括至少一個晶體管調節單元；晶體管調節單元包括一NMOS管和連接在該NMOS管的源極的電阻；其中，各晶體管調節單元的電阻的另一端與放大電路的輸出端連接；各晶體管調節單元的NMOS管的漏極分別與輸出模塊的輸出端和SiCMOSFET的柵極連接，各晶體管調節單元的NMOS管的柵極與脈沖信號發生器連接以分別接收一個開關控制脈沖信號。進一步地，調節模塊包四個晶體管調節單元,晶體管調節單元包括一NMOS管和連接在該NMOS管的源極的電阻；其中，各晶體管調節單元的電阻的另一端與放大電路的輸出端連接；各晶體管調節單元的NMOS管的漏極分別與輸出模塊的輸出端和SiCMOSFET的柵極連接，各晶體管調節單元的NMOS管的柵極與脈沖信號發生器連接以分別接收一個開關控制脈沖信號。具體地，四個晶體管調節單元包括第二NMOS管Q2和連接在其源極的第五電阻R5組成的第一晶體管調節單元、由第三NMOS管Q3和連接在其源極的第七電阻R7組成的第二NMOS管調節單元、由第四NMOS管Q4和連接在其源極的第十電阻R10組成的第三NMOS管調節單元以及由第五NMOS管Q5和連接在其源極的第十二電阻R12組成的第四NMOS管調節單元。第五電阻R5、第七電阻R7、第十電阻R10和第十二電阻R12均與第四電阻R4的一端連接；第二NMOS管Q2、第三NMOS管Q3、第四NMOS管Q4和第五NMOS管Q5的漏極均與第四電阻R4的另一端以及SiCMOSFET的柵極連接。進一步地，第二NMOS管Q2的柵極通過第一保護電阻Rg1與脈沖信號發生器連接，第三NMOS管Q3的柵極通過第二保護電阻Rg2與脈沖信號發生器連接，第四NMOS管Q4的柵極通過第三保護電阻Rg3與脈沖信號發生器連接，第五NMOS管Q5的柵極通過第四保護電阻Rg4與脈沖信號發生器連接。進一步地，該驅動電路還包括與設置在脈沖信號發生器與放大電路之間的第一隔離電路。第一隔離電路包括第一光電隔離器OP1；第一光電隔離器OP1的輸入端的一端通過第八電阻R8與脈沖信號發生器連接，另一端通過第六電阻R6接地；第一光電隔離器OP1的輸入端的兩端之間通過第五耦合電容C5連接；第一光電隔離器OP1的輸出端與放大電路連接，且同時通過第九電阻R9接地。進一步地，該驅動電路還包括設置在脈沖信號發生器與各晶體管調節單元的晶體管的柵極之間的第二隔離電路；第二隔離電路包括第二光電隔離器OP2和第三光電隔離器OP3；第二光電隔離器OP2的第一輸入端通過第十一電阻R11與脈沖信號發生器連接，第二輸入端通過第十三電阻R13與脈沖信號發生器連接，第一輸出端與第一保護電阻Rg1連接，第二輸出端與第二保護電阻Rg2連接；第三光電隔離器OP3的第一輸入端通過第十五電阻R15與脈沖信號發生器連接，第二輸入端通過第十六電阻R16與脈沖信號發生器連接，第一輸出端與第三保護電阻Rg3連接，第二輸出端與第四保護電阻Rg4連接。進一步地，該驅動電路還包括與輸出調節電路并聯連接的快速開關電路，即該快速開關電路并聯在第四電阻R4的兩端，包括串聯連接的續流二極管D1和第三電阻R3，且續流二極管D1的正極性端第三電阻R3的一端連接，續流二極管D1的負極性端連接至放大電路的輸出端。進一步地，該驅動電路還包括為其供電的供電單元。放大電路包括驅動芯片U1，連接在驅動芯片U1的供電電源端和接地端之間的第六耦合電容C6，以及連接在驅動芯片U1的輸出端和接地端之間的第七耦合電容C7；驅動芯片U1的輸入端與第一光電隔離器OP1的輸出端連接，驅動芯片U1的輸出端與輸出調節電路連接。供電電路包括第一供電單元和第二供電單元；第一供電單元包括第一DC-DC轉換器X1、第二DC-DC轉換器X2、齊納二極管D2和第一晶體管Q1；第一DC-DC轉換器X1的正輸出端分別與齊納二極管D2的P極和第一晶體管Q1的集電極連接，第一DC-DC轉換器X1的負輸出端與第二DC-DC轉換器X2的正輸出端之間通過第二耦合電容C2連接，第二DC-DC轉換器X2的負輸出端接地；第一DC-DC轉換器X1的公共端與正輸出端之間連接有第一電容C1；齊納二極管D2與第一DC-DC轉換器X1的正輸出端之間連接有第一電阻R1；第一晶體管Q1的基極通過第二電阻R2連接至第一電阻R1和齊納二極管D2之間的節點，第一晶體管Q1的發射極通過第三電容C3接地，第一晶體管Q1的集電極與第一隔離電路的供電端連接。第二供電單元包括第三DC-DC轉換器P2，第三DC-DC轉換器P2的正輸出端與第二隔離電路的供電端連接。第一DC-DC轉換器X1、第二DC-DC轉換器X2的和第三DC-DC轉換器P2的輸入端均勻外接直流電源連接。本專利技術的有益效果為：通過利用經過隔離后的開關控制脈沖信號調節各晶體管調節單元的各晶體管的開通時間，使不同晶體管調節單元的晶體管的導通支路的電阻切換，實現在SiCMOSFET開關過程的不同階段，SiCMOSFET的柵極電阻阻值可調節的目的，且該驅動電路既能保證開關速度，又能降低開關損耗并抑制開關過程中的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種自適應調節驅動電阻的SiC?MOSFET驅動電路，其特征在于，包括：脈沖信號發生器，用于提供一主脈沖信號和至少一個開關控制脈沖信號；放大電路，用于接收主脈沖信號，并對主脈沖信號進行放大處理后發送至SiC?MOSFET以驅動SiC?MOSFET動作；輸出調節電路，用于接收開關控制脈沖信號，并根據開關控制脈沖信號調節SiC?MOSFET的柵極的驅動電阻。

【技術特征摘要】
1.一種自適應調節驅動電阻的SiCMOSFET驅動電路，其特征在于，包括：脈沖信號發生器，用于提供一主脈沖信號和至少一個開關控制脈沖信號；放大電路，用于接收主脈沖信號，并對主脈沖信號進行放大處理后發送至SiCMOSFET以驅動SiCMOSFET動作；輸出調節電路，用于接收開關控制脈沖信號，并根據開關控制脈沖信號調節SiCMOSFET的柵極的驅動電阻。2.根據權利要求1的自適應調節驅動電阻的SiCMOSFET驅動電路，其特征在于，所述輸出調節電路包括連接在放大電路的輸出端和SiCMOSFET的柵極之間的輸出模塊,以及分別與脈沖信號發生器的輸出端、放大電路的輸出端和SiCMOSFET的柵極連接的調節模塊。3.根據權利要求2的自適應調節驅動電阻的SiCMOSFET驅動電路，其特征在于，所述調節模塊包括至少一個晶體管調節單元；所述晶體管調節單元包括一NMOS管和連接在該NMOS管的源極的電阻；其中，各晶體管調節單元的電阻的另一端與放大電路的輸出端連接；各晶體管調節單元的NMOS管的漏極分別與輸出模塊的輸出端和SiCMOSFET的柵極連接，各晶體管調節單元的NMOS管的柵極與脈沖信號發生器連接以分別接收一個開關控制脈沖信號。4.根據權利要求2的自適應調節驅動電阻的SiCMOSFET驅動電路，其特征在于，所述調節模塊包四個晶體管調節單元,所述晶體管調節單元包括一NMOS管和連接在該NMOS管的源極的電阻；其...

【專利技術屬性】
技術研發人員：羅子涵，曾正，邵偉華，王雨晴，譚浩彬，
申請(專利權)人：重慶大學，
類型：發明
國別省市：重慶,50