[发明专利]一种基于纯硬件器件过流保护的SiC MOSFET驱动电路

说明书

本发明公开一种基于纯硬件器件过流保护的SiC MOSFET驱动电路，涉及保护电路领域，包括控制模块、PWM输出缓冲电路、驱动电路以及过流和短路保护电路，所述PWM输出缓冲电路与过流和短路保护电路都与控制模块连接，且PWM输出缓冲电路与过流和短路保护电路的输出都连接驱动电路的输入，所述驱动电路与过流和短路保护电路都与SiC MOSFET连接，通过在SiC MOSFET的源极串接电阻检测电流,将电流信号转为电压信号，使用LM211比较器与预定值进行比较，将比较信号经过光耦隔离输出后，直接接入SiC MOSFET驱动芯片的使能端，直接在SiC MOSFET驱动芯片侧进行保护，同时使用另一个光耦隔离输出接入主控模块的硬件保护中断引脚，双重保护。

技术领域

本发明涉及保护电路领域，具体涉及一种基于纯硬件器件过流保护的SiC MOSFET驱动电路。

背景技术

SiC MOSFET与传统的Si MOSFET相比，SiC MOSFET导通电阻更小、开关损耗更低，适用于更高的工作频率，另由于其高温工作特性，大大提高了高温稳定性，可用于传统SiMOSFET无法涉及的高压、高温、高效率及高功率密度的应用场合。

但由于SiC MOSFET比传统的Si MOSFET价格昂贵很多，高性能的同时也带来了高成本，而在实际使用过程中，因为控制不及时、外部干扰等原因造成SiC MOSFET过流短路等故障进而导致SiC MOSFET损坏的事例屡见不鲜。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于纯硬件器件过流保护的SiC MOSFET驱动电路，通过在SiC MOSFET的源极串接电阻检测电流,将电流信号转为电压信号，使用LM211比较器与预定值进行比较，将比较信号经过光耦隔离输出后，直接接入SiC MOSFET驱动芯片的使能端，直接在SiC MOSFET驱动芯片侧进行保护，同时使用另一个光耦隔离输出接入主控模块的硬件保护中断引脚，双重保护。设计所需器件少，无需占用太大的PCB板空间，同时可以迅速触发短路保护机制，保护保护SiC MOSFET不被损坏。

一种基于纯硬件器件过流保护的SiC MOSFET驱动电路，包括控制模块、PWM输出缓冲电路、驱动电路以及过流和短路保护电路，所述PWM输出缓冲电路与过流和短路保护电路都与控制模块连接，且PWM输出缓冲电路与过流和短路保护电路的输出都连接驱动电路的输入，所述驱动电路与过流和短路保护电路都与SiC MOSFET连接；

所述PWM输出缓冲电路包括收发器，收发器的B2～B7引脚连接6路PWM信号DPWM1～DPWM6，收发器的使能引脚OE接地，方向控制引脚接地，收发器的输出引脚A2～A7分别连接至驱动电路；

所述驱动电路包括两个IGBT驱动器，IGBT驱动器的1号引脚和4号引脚为信号输入侧电源正极和对应接地端，2号引脚和3号引脚分别为驱动器同向输入和驱动器反向输入，3号引脚为使能引脚，5号引脚和8号引脚分别为隔离电源的地端和正端，6号引脚为有源米勒钳位引脚，接SiC MOSFET的栅极，7号引脚为驱动信号输出；

所述过流和短路保护电路包括功率放大器，功率放大器的正极输入接SiC MOSFET的源极,功率放大器的输出接第一光耦合器U5和第二光耦合器U6，且功率放大器的正极输入端和DC_BUS-端直接连接有采样电阻R9。

优选的，所述控制模块采用型号为TMS320F2812的DSP控制芯片，所述收发器的型号为74LVC4245APW，所述IGBT驱动器的型号为1EDC20I12MH。

优选的，所述收发器的B2～B7引脚连接的6路PWM信号DPWM1～DPWM6都设有下拉电阻，所述下拉电阻的阻值都为2kΩ。

优选的，所述两个IGBT驱动器的输出端分别连接有栅极驱动电阻一R7和栅极驱动电阻二R8，所述栅极驱动电阻一R7和栅极驱动电阻二R8的阻值都为10Ω。

优选的，所述采样电阻R9的阻值为3MΩ。