申请/专利权人：清华大学

申请日：2022-02-15

公开（公告）日：2024-06-04

公开（公告）号：CN114640328B

主分类号：H03K17/08

分类号：H03K17/08;H03K17/16;H03K17/687

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.04#授权;2022.07.05#实质审查的生效;2022.06.17#公开

摘要：本申请涉及电力电子电路技术领域，尤其涉及一种可抑制开通电流振荡的耐温SiCMOSFET驱动电路及其控制方法。其中，该驱动电路包括隔离输入电路、推挽放大电路、栅极输出电路和辅助控制电路；隔离输入电路用于对PWM驱动信号和辅助电路控制信号进行隔离；推挽放大电路用于将驱动信号转换为与SiCMOSFET驱动电压对应的驱动波形信号；栅极输出电路用于将驱动波形信号转换为栅极驱动信号，以完成对SiCMOSFET的驱动；辅助控制电路用于基于隔离后的辅助信号控制SiCMOSFET的开通过程，以完成对开通电流振荡的抑制。采用上述方案的本申请可以在对开通电流振荡达到强抑制效果的同时保留SiCMOSFET的性能优势。

主权项：1.一种可抑制开通电流振荡的耐温SiCMOSFET驱动电路，其特征在于，所述电路包括：隔离输入电路，所述隔离输入电路的输入端接收PWM驱动信号和辅助电路控制信号，用于对所述PWM驱动信号和所述辅助电路控制信号进行隔离；推挽放大电路，所述推挽放大电路的输入端连接所述隔离输入电路的输出端，用于接收隔离后的PWM驱动信号，并将隔离后的PWM驱动信号转换为与SiCMOSFET驱动电压对应的驱动波形信号；栅极输出电路，所述栅极输出电路的输入端连接所述推挽放大电路的输出端，所述栅极输出电路的输出端连接SiCMOSFET的栅极，用于将所述驱动波形信号转换为栅极驱动信号，以完成对SiCMOSFET的驱动；辅助控制电路，所述辅助控制电路的输入端连接所述隔离输入电路的输出端，所述辅助控制电路的输出端连接所述SiCMOSFET的栅极，用于基于所述隔离后的辅助信号控制SiCMOSFET的开通过程，以完成对开通电流振荡的抑制;所述可抑制开通电流振荡的耐温SiCMOSFET驱动电路的控制方法，包括：基于基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律，确定SiCMOSFET处于恒流区时的电路方程；基于所述电路方程，确定所述辅助信号的波形；基于所述辅助信号和所述控制信号控制所述可抑制开通电流振荡的耐温SiCMOSFET驱动电路；所述基于基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律，确定SiCMOSFET处于恒流区时的电路方程，包括：基于基尔霍夫电流定律，根据下式确定SiCMOSFET处于恒流区时漏极的KCL方程： 其中，为漏极电流，为负载电流，为寄生电容电流；基于基尔霍夫电压定律，根据下式确定SiCMOSFET处于恒流区时主回路的KVL方程： 其中，为漏极寄生电感，为共源寄生电感，为漏极电流，为漏-源电压，为寄生电容电压，为主回路等效寄生电阻，为电源电压；所述基于所述电路方程，确定所述辅助信号的波形，包括：基于所述电路方程，根据SiCMOSFET处于恒流区时栅极电压与漏极电流的关系，确定所述辅助信号的波形在SiCMOSFET进入恒流区的预设时间内至高电平；所述基于所述辅助信号和所述控制信号控制所述可抑制开通电流振荡的耐温SiCMOSFET驱动电路，包括：控制所述可抑制开通电流振荡的耐温SiCMOSFET驱动电路处于第一阶段，其中，控制所述驱动信号跳变为高电平，所述辅助信号保持低电平，从而，SiCMOSFET的栅极电压从负电源电压逐渐上升至阈值电压，SiCMOSFET的漏-源电压为电源电压，SiCMOSFET的漏极电流为0；控制所述可抑制开通电流振荡的耐温SiCMOSFET驱动电路处于第二阶段，其中，控制所述驱动信号保持高电平，从而，SiCMOSFET的栅极电压从阈值电压逐渐上升至密勒平台电压，SiCMOSFET的漏-源电压保持电源电压，SiCMOSFET的漏极电流逐渐上升；在漏极电流上升至负载电流之前，控制所述辅助信号跳变为高电平，从而减缓漏极电流上升的速率；控制所述可抑制开通电流振荡的耐温SiCMOSFET驱动电路处于第三阶段，其中，控制所述驱动信号保持高电平，所述辅助信号跳变为低电平，从而，SiCMOSFET的栅极电压保持在密勒平台电压，SiCMOSFET的漏-源电压逐渐下降至导通电压，SiCMOSFET的漏极电流在升至顶点之后逐渐回落至负载电流大小；控制所述可抑制开通电流振荡的耐温SiCMOSFET驱动电路处于第四阶段，其中，控制所述驱动信号保持高电平，所述辅助信号保持低电平，从而，SiCMOSFET的栅极电压逐渐上升至正电源电压，SiCMOSFET的漏-源电压保持导通电压，SiCMOSFET的漏极电流保持负载电流大小；在所述基于所述辅助信号和所述控制信号控制所述可抑制开通电流振荡的耐温SiCMOSFET驱动电路之前，还包括：确定所述可抑制开通电流振荡的耐温SiCMOSFET驱动电路的参数；所述参数包括栅极输出电路的电阻值，基极电阻的阻值和集电极电阻的阻值；所述确定所述可抑制开通电流振荡的耐温SiCMOSFET驱动电路的参数，包括：根据下式确定所述栅极输出电路的电阻值： 其中，为栅极输出电路的电阻值，为正电源电压，为负电源电压，为推挽放大电路的驱动电流峰值；根据下式确定所述基极电阻的阻值： 其中，为基极电阻的阻值，为控制信号的电压值，为辅助三极管导通时基级与发射级间的电压值，为辅助三极管的基极电流峰值；根据下式确定所述集电极电阻的阻值： 其中，为集电极电阻的阻值，为栅极电压值，为正电源电压，为负电源电压，为栅极输出电路的电阻值，为集电极-发射极电压值。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 清华大学 可抑制开通电流振荡的耐温SiC MOSFET驱动电路及其控制方法

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