[发明专利]一种碳化硅半导体场效应管的驱动电路

说明书

本发明公开了一种碳化硅半导体场效应管的驱动电路，包括：PWM控制电路、驱动信号放大电路、开通电路、关断电路、栅极增流电路和电压变化率控制电路；本发明通过设置栅极增流电路，在SiC MOSFET开通过程中增大驱动电流，加快SiC MOSFET栅源电压的上升速度，从而提高了SiC MOSFET的开通速度；同时设置电压变化率控制电路，增加SiC MOSFET漏级与栅极之间的密勒电容，降低SiC MOSFET漏源电压变化率，从而减小了SiC MOSFET开通时的电流尖峰；在SiC MOSFET漏源电压不再变化后关断电压控制开关，避免串扰现象导致SiC MOSFET误导通，从而保证了SiC MOSFET的工作安全。

技术领域

本发明属于电力电子驱动技术领域，更具体地，涉及一种碳化硅半导体场效应管的驱动电路。

背景技术

SiC MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)即碳化硅金属- 氧化物半导体场效应晶体管，具有开关速度快，开关损耗小，温度性能好，耐压等级高，体积小等优点，在电力电子变换器领域具有非常好的应用前景，而高频化是电力电子变换技术的发展趋势，但SiC MOSFET由于开关速度很快，在高频场合中很容易受到各种寄生参数的影响，导致震荡，误导通等现象。因此，在实际应用中必须设计相应的驱动电路，以确保SiC MOSFET安全、可靠工作，充分发挥SiC MOSFET的性能优势。

但是，SiC MOSFET的传统驱动电路在开通过程中存在开关速度与电流超调这一对矛盾，传统的SiC MOSFET通过控制栅极电阻来控制开关速度以及电流超调，当栅极电阻较大时，电流超调会下降，但开关速度也同时会下降；反之，当栅极电阻较小时，开关速度会提高，但电流超调会增加。因此，传统的SiC MOSFET驱动电路不能同时满足开关速度快，电流尖峰小的要求，需要对驱动电路进行改进。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种碳化硅半导体场效应管的驱动电路，旨在提高SiC MOSFET开通速度的同时，减小SiC MOSFET开通时产生的电流尖峰，保证SiC MOSFET安全工作。

为实现上述目的，本发明提供了一种碳化硅半导体场效应管的驱动电路，包括：PWM控制电路、驱动信号放大电路、开通电路、关断电路、栅极增流电路和电压变化率控制电路；

所述PWM控制电路的输出端与所述驱动信号放大电路的输入端连接，用于控制所述驱动信号放大电路输出正驱动电压和负驱动电压；

所述正驱动电压为18V～20V，所述负驱动电压为-4V～-5V。

所述开通电路的输入端与所述驱动信号放大电路的的输出端连接，输出端与SiCMOSFET的栅极连接，用于向SiC MOSFET输入驱动电流；

所述关断电路的输出端与所述驱动信号放大电路的的输出端连接，输入端与SiCMOSFET的栅极连接，用于对导通的SiC MOSFET进行关断；

所述栅极增流电路的控制端与所述驱动信号放大电路的的输出端连接，输出端与SiC MOSFET的栅极连接，用于在SiC MOSFET开通过程中的两个阶段输出电流并与所述驱动电流叠加，加快SiC MOSFET栅源电压的上升，提高SiC MOSFET的开通速度；

所述两个阶段为：

SiC MOSFET栅源电压开始上升到所述栅源电压到达密勒电压阶段；

SiC MOSFET漏源电压下降到导通电压时到SiC MOSFET完全导通阶段。

进一步地，所述栅极增流电路包括：增流电压源、增流开关和限流电阻；