[实用新型]一种简易的SIC-MOSFET驱动钳位电路

说明书

本实用新型公开了一种一种简易的SIC‑MOSFET驱动钳位电路。为了克服现有技术中当SIC‑MOSFET运用使得导通和关断会产生高的du/dt，使得在碳化硅的栅极产生过高或过低的脉冲信号，此脉冲信号容易导致误导通或者超过驱动电压的安全阈值，从而损坏碳化硅功率开关管的问题。本实用新型采用一种简易的SIC‑MOSFET驱动钳位电路，包括驱动芯片、常规驱动电路，驱动芯片位于常规驱动电路左侧，用于发出驱动信号；所述常规电路包括上桥臂电路、下桥臂电路；所述上桥臂电路及下桥臂电路均包括正压钳位电路、负压钳位电路。优点是，当功率管的栅极信号出现过高或过低的信号脉冲时，则相应的正压钳位电路和负压钳位电路就会起作用，保证功率管的可靠运行。

技术领域

本实用新型涉及一种电力电子技术领域，尤其涉及一种SIC-MOSFET半导体的驱动电路。

背景技术

目前，众所周知SIC-MOSFET作为一种新型的半导体材料，其材料特性非常优越，SIC-MOSFET器件的耐压特性比传统SI-MOSFET器件要高10-100倍，其禁带宽度大约为SI-MOSFET的3倍。SIC-MOSFET的寄生电容很小，在关断的过程中，不会同IGBT一样产生拖尾效应，可以使用在更高驱动频率的场合。所以SIC-MOSFET成为电力电子的主流器件，其具有开关速度快，开关损耗小，高耐压大电流以及好的温度特性的优点，在同等级的功率条件下，使用的器件的数量和散热面积大大减小，效率也得到了很大提升，在一些高端的产品中得到了广泛的应用。

但是SIC-MOSFET的驱动电压和传统的SI-MOSFET有些区别，SIC-MOSFET在关断的时候需要在栅极和源极之间施加一个负电压，且负电压的电压值不会很高，一般为负4V左右，而普通的SI-MOSFET则在0V的条件下就可以关断。而正向导通时，需要大概15V-20V左右的电压，但其开启门槛电压很小，最小电压大约为2.7V。在常规的驱动电路设计时，会使用专用的驱动电源，建立一个SIC-MOSFET所需要的正电压和负电压。但是在实际的使用过程中，由于SIC-MOSFET的导通和关断会产生高的du/dt，使得在碳化硅的栅极产生过高或过低的脉冲信号，此脉冲信号容易导致误导通或者超过驱动电压的安全阈值，从而损坏碳化硅功率开关管。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种SiC MOSFET的驱动电路”，其公告号为CN112928902A，公开日为2021年6月8日，包括控制模块、上桥臂电路及下桥臂电路，控制模块发出上桥臂SiC MOSFET及下桥臂SiC MOSFET的控制信号；上桥臂电路及下桥臂电路均包括：推挽电路，用于根据控制信号生成正向驱动电压或负向驱动电压；串扰抑制电路，用于基于正向驱动电压，将SiC MOSFET的栅-源电压从零电压上升至正向驱动电压，驱动SiCMOSFET导通；或基于负向驱动电压，在正向串扰发生之前，将SiC MOSFET的栅-源电压下降至负向驱动电压，驱动SiC MOSFET关断，从而避免了正向串扰电压尖峰误导通SiC MOSFET，并在正向串扰发生之后、负向串扰发生之前，将SiC MOSFET的栅-源电压从负向驱动电压钳位至零电压，从而避免了负向串扰电压尖峰击穿SiC MOSFET。其不足之处是当功率管的栅极信号出现过高或过低的信号脉冲时，容易损坏碳化硅功率开关管，设计复杂、操作不便。

发明内容

本实用新型主要解决现有技术中当SIC-MOSFET运用时容易损坏碳化硅功率开关管的问题；提供一种简易的SIC-MOSFET驱动钳位电路，使得SIC-MOSFET在实际应用中更加安全。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：