[发明专利]一种用于碳化硅MOSFET的驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于碳化硅MOSFET的驱动电路。

背景技术

驱动电路广泛应用于开关电源内部，用来驱动开关电源中功率开关器件的开通与关断。随着电力电子技术的不断发展，业界对开关电源功率密度和效率的要求的不断提高，高频化高功率密度化是开关电源的发展趋势之一，而基于硅半导体材料的功率开关器件经过几十年的飞速发展，性能接近其材料的理论极限，成为限制开关电源性能进一步优化和发展的瓶颈；为解决这个问题，基于以碳化硅为代表的第三代半导体材料的功率开关器件应运而生。碳化硅MOSFET具有耐压高、导通电阻小、开关损耗小和工作频率高等优势，为开关电源的高频化和高功率密度化的发展注入了新的动力。

碳化硅MOSFET由于材料的差异和应用要求也导致其对驱动电路的要求与传统硅MOSFET及IGBT存在一定的不同之处，具体包括碳化硅MOSFET需要更高驱动电压以获得较低的导通电阻，关断时需要加入一定的负压以防止器件发生误导通，减小驱动回路的寄生参数和增大驱动电流能力以获得功率开关管高频开关动作、抑制碳化硅MOSFET在桥式电路中的串扰问题等，这些都对碳化硅MOSFET的驱动电路提出了更高的要求，若直接沿用现有硅MOSFET及IGBT的驱动方案，很容易造成碳化硅MOSFET的失效。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种用于碳化硅MOSFET的驱动电路，能够提高碳化硅MOSFET的开关速度，减小开关损耗，进而提开关电源工作的开关频率；同时防止了寄生参数引起的碳化硅MOSFET误动作，提高了碳化硅MOSFET工作的可靠性。

本发明是这样实现的：一种用于碳化硅MOSFET的驱动电路，包括隔离模块、驱动模块以及电阻模块，所述隔离模块、驱动模块以及电阻模块依次连接，所述驱动模块的正驱动电压为18V至22V，所述驱动模块的负驱动电压为-2.5V至-4.5V。

进一步地，所述电阻模块的开通电阻为2欧姆至8欧姆。

进一步地，所述电阻模块的关断电阻小于或等于开通电阻。

进一步地，所述隔离模块的CMTI大于或等于25kV/us。

本发明的优点在于：本发明一种用于碳化硅MOSFET的驱动电路，在经过反复的实验验证，提出了最优的正向驱动电压(用于开通碳化硅MOSFET)和负向驱动电压(用于关断碳化硅MOSFET)范围；通过应用该最优的正向驱动电压，使碳化硅MOSFET导通时具有较低的导通电阻，同时不易使器件因瞬时栅源极电压超过其最大正向驱动电压而导致器件失效；通过应用该最优的负向驱动电压，使碳化硅MOSFET关断时不易发生误导通现象，同时也不易使器件因瞬时栅源极电压超过其最低负向驱动电压而导致器件失效；

由于碳化硅MOSFET具有比传统硅功率MOSFET和IGBT具有更快的开关速度，在开关管开通和关断过程会产生更严重的电磁噪声干扰，为了使控制系统的信号部分不受功率部分的影响，需要对驱动电路隔离部分耐受共模电的能力CMTI提出了一定的要求，经反复的实验验证，当其CMTI大于等于25kV/us时，该驱动电路可实现功率部分和信号部分良好的隔离效果，提高了控制系统的可靠性和抗干扰性。

对驱动电阻进行优化配置，使用开通电阻大于等于关断电阻的搭配方案，有效抑制了碳化硅MOSFET在桥式电路的串扰问题，提高碳化硅MOSFET在桥式电路中工作的可靠性。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种用于碳化硅MOSFET的驱动电路的原理图。

图2是本发明一种用于碳化硅MOSFET的驱动电路的驱动模块电路图一。

图3是本发明一种用于碳化硅MOSFET的驱动电路的驱动模块电路图二。

图4是本发明一种用于碳化硅MOSFET的驱动电路的电阻模块实施例一。

图5是本发明一种用于碳化硅MOSFET的驱动电路的电阻模块实施例二。

图6是本发明一种用于碳化硅MOSFET的驱动电路的电阻模块实施例三。

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明用于碳化硅MOSFET的驱动电路，包括隔离模块、驱动模块以及电阻模块，所述隔离模块、驱动模块以及电阻模块依次连接，所述驱动模块的正驱动电压为18V至22V，所述驱动模块的负驱动电压为-2.5V至-4.5V，所述电阻模块的开通电阻为2欧姆至8欧姆，所述电阻模块的关断电阻小于或等于开通电阻，所述隔离模块的CMTI大于或等于25kV/us。