[发明专利]SiC MOSFET监测电路及监测方法

说明书

本发明涉及状态监测技术领域，公开了一种SiC MOSFET监测电路及监测方法，包括采样模块，用于采集所述SiC MOSFET栅极的电信号；分析模块，与所述采样模块连接，用于将所述电信号与预设阈值进行比较，并根据比较结果判断所述SiC MOSFET是否老化失效。所述SiC MOSFET监测电路通过采样电路对所述SiC MOSFET的栅极电信号进行检测采集处理，并将采集到的电信号与预设阈值进行比较，根据比较结果判断所述SiC MOSFET是否老化失效。将本发明提供的所述SiC MOSFET监测电路应用在包含有SiC MOSFET器件的电路或系统中时，可以在不中断系统工作状态的情况下实现对所述SiC MOSFET器件状态的监测和老化失效预警，监测过程对系统正常工作的干扰小，且预测精度高。

技术领域

本发明涉及状态监测技术领域，特别是涉及一种SiC MOSFET监测电路及监测方法。

背景技术

碳化硅金属氧化物半导体晶体管(SiC MOSFET)具有阻断电压高、工作频率高、耐高温能力强、通态电阻低和开关损耗小等特点，广泛应用于高频、高压功率系统中。随着电力电子技术的不断发展，越来越多的领域如航天、航空、石油勘探、核能、通信等，迫切需要能够在髙温、高频等极端环境下工作的电子器件。为了避免SiC MOSFET器件的老化失效对整个装置或系统正常运行产生影响，需要对SiC MOSFET进行状态监测，根据监测到的相关状态参量去评估模块的老化程度和预测器件寿命，从而采取例如更换器件等相关的维护措施。目前的状态监测技术主要是针对Si基器件进行监测的，但是Si基器件的退化敏感参数与SiC器件不同，按照Si基器件的监测电路和方法对SiC器件进行监测会导致无法对SiC器件进行有效的老化失效预警，而目前暂时没有针对SiC MOSFET器件设计的相关状态监测方法。

发明内容

基于此，有必要针对目前暂时没有针对SiC MOSFET器件设计的相关状态监测方法的问题，提供一种SiC MOSFET监测电路及监测方法。

一种SiC MOSFET监测电路，包括采样模块，用于采集所述SiC MOSFET栅极的电信号；分析模块，与所述采样模块连接，用于将所述电信号与预设阈值进行比较，并根据比较结果判断所述SiC MOSFET是否老化失效。

在其中一个实施例中，所述采样模块包括采样电阻，与所述SiC MOSFET的栅极连接，用于采集所述SiC MOSFET的栅极泄漏电流；差分放大器，与所述采样电阻连接，用于感应并放大所述采样电阻上的电压降。

在其中一个实施例中，所述差分放大器的带宽不小于两倍的所述SiC MOSFET的开关频率。

在其中一个实施例中，所述差分放大器的输入偏置电流比所述SiC MOSFET的栅极泄漏电流小至少一个数量级；所述差分放大器的输入失调电压比所述采样电阻上的最小阈值电压小至少一个数量级。

在其中一个实施例中，所述分析模块包括比较器，与所述差分放大器连接，用于将所述电信号与预设阈值进行比较，并根据比较结果判断所述SiC MOSFET是否老化失效。

在其中一个实施例中，所述比较器在所述SiC MOSFET栅极的电信号大于预设阈值时输出器件老化预警信号。

在其中一个实施例中，所述SiC MOSFET监测电路还包括栅极驱动电源，与所述采样模块连接，用于向所述SiC MOSFET监测电路供电。

在其中一个实施例中，所述栅极驱动电源为线性稳压器。

一种SiC MOSFET监测方法，对SiC MOSFET进行老化试验，将栅极泄漏电流确定为所述SiC MOSFET的退化敏感参数进行状态监测；对所述SiC MOSFET栅极的电信号进行采样处理，并将采集结果与预设阈值进行对比；若所述SiC MOSFET栅极的电信号大于预设阈值则判断器件出现老化失效，并输出器件老化预警信号。