可抑制开通电流振荡的耐温SiC MOSFET驱动电路及其控制方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114640328A(43)申请公布日2022.06.17(21)申请号202210138597.0(22)申请日2022.02.15(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园(72)发明人汪巧陆海峰李永东柴建云(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201专利代理师杜月(51)Int.Cl.H03K17/08(2006.01)H03K17/16(2006.01)H03K17/687(2006.01)权利要求书3页说明书12页附图7页(54)发明名称可抑制开通电流振荡的耐温SiCMOSFET驱动电路及其控制方法(57)摘要本申请涉及电力电子电路技术领域，尤其涉及一种可抑制开通电流振荡的耐温SiCMOSFET驱动电路及其控制方法。其中，该驱动电路包括隔离输入电路、推挽放大电路、栅极输出电路和辅助控制电路；隔离输入电路用于对PWM驱动信号和辅助电路控制信号进行隔离；推挽放大电路用于将驱动信号转换为与SiCMOSFET驱动电压对应的驱动波形信号；栅极输出电路用于将驱动波形信号转换为栅极驱动信号，以完成对SiCMOSFET的驱动；辅助控制电路用于基于隔离后的辅助信号控制SiCMOSFET的开通过程，以完成对开通电流振荡的抑制。采用上述方案的本申请可以在对开通电流振荡达到强抑制效果的同时保留SiCMOSFET的性能优势。CN114640328ACN114640328A权利要求书1/3页1.一种可抑制开通电流振荡的耐温SiCMOSFET驱动电路，其特征在于，所述电路包括：隔离输入电路，所述隔离输入电路的输入端接收PWM驱动信号和辅助电路控制信号，用于对所述PWM驱动信号和所述辅助电路控制信号进行隔离；推挽放大电路，所述推挽放大电路的输入端连接所述隔离输入电路的输出端，用于接收隔离后的PWM驱动信号，并将隔离后的PWM驱动信号转换为与SiCMOSFET驱动电压对应的驱动波形信号；栅极输出电路，所述栅极输出电路的输入端连接所述推挽放大电路的输出端，所述栅极输出电路的输出端连接SiCMOSFET的栅极，用于将所述驱动波形信号转换为栅极驱动信号，以完成对SiCMOSFET的驱动；辅助控制电路，所述辅助控制电路的输入端连接所述隔离输入电路的输出端，所述辅助控制电路的输出端连接所述SiCMOSFET的栅极，用于基于所述隔离后的辅助信号控制SiCMOSFET的开通过程，以完成对开通电流振荡的抑制。2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述推挽放大电路包括PNP晶体管和NPN晶体管；所述PNP晶体管的基极与所述NPN晶体管的基极接收所述驱动信号；所述NPN晶体管的集电极连接正电源，所述PNP晶体管的集电极连接负电源；所述PNP晶体管的发射极连接所述NPN晶体管的发射极；所述PNP晶体管的发射极与所述NPN晶体管的发射极为所述推挽放大电路的输出端。3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述辅助控制电路包括基极电阻、集电极电阻和辅助三极管；所述基极电阻一端用于接收辅助信号；所述辅助三极管的基极连接所述基极电阻的另一端，所述辅助三极管的发射极连接负电源，所述辅助三极管的集电极连接所述集电极电阻的一端；所述集电极电阻的另一端连接所述SiCMOSFET的栅极。4.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述可抑制开通电流振荡的耐温SiCMOSFET驱动电路中所有元器件为耐高温元器件；基于SOI技术，将所述推挽放大电路集成于一个芯片。5.一种应用权利要求1‑4任一项所述的可抑制开通电流振荡的耐温SiCMOSFET驱动电路的控制方法，其特征在于，包括：基于基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律，确定SiCMOSFET处于恒流区时的电路方程；基于所述电路方程，确定所述辅助信号的波形；基于所述辅助信号和所述控制信号控制所述可抑制开通电流振荡的耐温SiCMOSFET驱动电路。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律，确定SiCMOSFET处于恒流区时的电路方程，包括：基于基尔霍夫电流定律，根据下式确定SiCMOSFET处于恒流区时漏极的的KCL方程：其中，id为漏极电流，il为负载电流，为寄生电容电流；2CN114640328A权利要求书2/3页基于基尔霍夫电压定律，根据下式确定SiCMOSFET处于恒流区时主回路的KVL方程：其中，Ld为漏极寄生电感，Ls为共源寄生电感，id为漏极电流，Vds为漏‑源电压，为寄生电容电压，Rpl为主回路等效寄生电阻，Vdc为电源电压。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于所述电路方程，确定所述辅助信号的波形，包括：基于所述电路方程，根据SiCMOSFET处于恒流区时栅极电压与漏极电流的关系，