CN110830014B - 一种SiC MOSFET驱动电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种SiC MOSFET驱动电路，由于采用巧妙的方式使驱动电路在单电源供电的情况下，实现四电平驱动信号输出；在桥臂另一MOS管开通时刻采用负压关断来避免误导通；在桥臂另一MOS管关断时刻采用零压关断来避免MOS管失效；本发明提供的电路简单易行，而且成本较低；本发明在被驱动MOS管开通关断时刻都采用最大电压驱动，最大化提升开关速度。

Description

一种SiC MOSFET驱动电路
技术领域
本发明涉及电路领域，特别是一种驱动电路。
背景技术
相对于Si MOSFET，SiC MOSFET具有非常高的开关速度。然而，较高的开关速度会在寄生电感上感应出较大的振荡。同时，SiC MOSFET的驱动电压阈值较低，GS之间耐受负压能力较差，在常用的桥臂电路中，上管开通时，下管GS之间产生的正压尖峰很有可能导致误开通，上管关断时，下管GS之间产生的负压尖峰很有可能击穿GS之间的氧化层，导致SiCMOSFET失效。
现在，常见的SiC MOSFET驱动电路大多采用负压关断，在上管关断时易发生MOSFET失效故障，带有串扰抑制的驱动电路又大多较为复杂。所以，迫切的需要一种简单的方法来抑制串扰以更好的实现SiC MOSFET的性能。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种SiC MOSFET的驱动电路，该驱动电路采用四电平驱动，通过在关断开始时采用负压关断避免了桥臂另一SiC MOSFET开通过程带来的的误导通情况，通过关在断结束时采用零电压关断避免了负压尖峰对SiC MOSFET失效的影响。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种SiC MOSFET驱动电路，包括MOS管SW1、MOS管SW2、MOS管SW3、二极管D1、二极管D2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、MOS管S10，所述MOS管SW1的漏极同时连接电阻R3的一端和供电电源的正极，MOS管SW1的源极同时连接MOS管SW2的漏极、二极管D1的阴极和电阻R1的一端，二极管D1的阳极同时连接电阻R1的另一端和MOS管S10的门级G，MOS管S10的源极S同时连接电容C1的一端、二极管D2的阴极、电阻R3的另一端和电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接MOS管SW3的漏极，MOS管SW3的源极同时连接二极管D2的阳极、电容C1的另一端、MOS管SW2的源极和供电电源的负极。
所述二极管D2为稳压二极管。
所述MOS管S10为SiC MOSFET。
本发明的有益效果在于由于采用巧妙的方式使驱动电路在单电源供电的情况下，实现四电平驱动信号输出；在桥臂另一MOS管开通时刻采用负压关断来避免误导通；在桥臂另一MOS管关断时刻采用零压关断来避免MOS管失效；本发明提供的电路简单易行，而且成本较低；本发明在被驱动MOS管开通关断时刻都采用最大电压驱动，最大化提升开关速度。
附图说明
图1为本发明SiC MOSFET驱动结构示意图，其中G为MOS管S10的门级，S为MOS管S10的源极，D为MOS管S10的漏极。
图2为MOS管驱动信号时序图。
图3为本发明的功能实现图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
一种SiC MOSFET驱动电路，包括MOS管SW1、MOS管SW2、MOS管SW3、二极管D1、二极管D2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、MOS管S10，所述MOS管SW1的漏极同时连接电阻R3的一端和供电电源的正极，MOS管SW1的源极同时连接MOS管SW2的漏极、二极管D1的阴极和电阻R1的一端，二极管D1的阳极同时连接电阻R1的另一端和MOS管S10的门级G，MOS管S10的源极S同时连接电容C1的一端、二极管D2的阴极、电阻R3的另一端和电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接MOS管SW3的漏极，MOS管SW3的源极同时连接二极管D2的阳极、电容C1的另一端、MOS管SW2的源极和供电电源的负极。
图1是本发明所述的SiC MOSFET驱动结构示意图，包括互相推挽式连接的MOS管SW1和SW2，MOS管SW1和SW2之间连接驱动电阻R1，驱动电阻的另一端链接被驱动的MOS管S10的门级G，S10的源极S连接稳压二极管D2及其并联的电容C1，同时稳压二极管D2并联由MOS管SW3串联电阻R2组成的旁路电路。
其中，开通时刻的驱动电阻包括R1和R2的串联，关断时刻利用R1并联的二极管及其可能串联的电阻作为关断电阻。
图2是本发明所述的MOS管的驱动波形时序图。
在t0时刻，SW1开通，SW2关断，SW3保持开通状态，驱动电源通过R1和R2给结电容Cgs充电使S10开通。
在t1时刻，SW3关断，Cgs放电，驱动电源通过R3给电容C1充电，同时Cgs放电，当C1两端电压达到稳压二极管D2的稳压值时，C1两端电压被钳位，同时Cgs两端电压也被钳位，S10继续导通。
在t2时刻，SW1关断，SW2开通，SW3保持关断状态，电容C1两端电压继续保持被钳位值，同时Cgs放电后被反向充电，使S10负压关断。
在t3时刻，SW3开通，由于R2远小于R3，电容C1通过R2放电，S10继续保持零压关断状态。
图3是本发明所述电路的功能实现图，桥臂一SiC MOSFET关断，经过死区后，桥臂另一SiC MOSFET开通，带来的正向扰动由于负压驱动的存在，避免了误开通的情况。桥臂另一SiC MOSFET关断时带来的负向扰动由于零压关断，不会引起SiC MOSFET失效。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方法进行了描述，但本发明的保护范围不限于此，所属领域技术人员在不脱离本发明原理的前提下做出的各种修改和变形仍在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种SiC MOSFET驱动电路，其特征在于：
所述SiC MOSFET驱动电路，包括MOS管SW1、MOS管SW2、MOS管SW3、二极管D1、二极管D2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、MOS管S10，所述MOS管SW1的漏极同时连接电阻R3的一端和供电电源的正极，MOS管SW1的源极同时连接MOS管SW2的漏极、二极管D1的阴极和电阻R1的一端，二极管D1的阳极同时连接电阻R1的另一端和MOS管S10的门级G，MOS管S10的源极S同时连接电容C1的一端、二极管D2的阴极、电阻R3的另一端和电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接MOS管SW3的漏极，MOS管SW3的源极同时连接二极管D2的阳极、电容C1的另一端、MOS管SW2的源极和供电电源的负极；
在t0时刻，SW1开通，SW2关断，SW3保持开通状态，驱动电源通过R1和R2给结电容Cgs充电使S10开通；
在t1时刻，SW3关断，Cgs放电，驱动电源通过R3给电容C1充电，同时Cgs放电，当C1两端电压达到稳压二极管D2的稳压值时，C1两端电压被钳位，同时Cgs两端电压也被钳位，S10继续导通；
在t2时刻，SW1关断，SW2开通，SW3保持关断状态，电容C1两端电压继续保持被钳位值，同时Cgs放电后被反向充电，使S10负压关断；
在t3时刻，SW3开通，由于R2远小于R3，电容C1通过R2放电，S10继续保持零压关断状态。
2.根据权利要求1所述的一种SiC MOSFET驱动电路，其特征在于：
所述二极管D2为稳压二极管。
3.根据权利要求1所述的一种SiC MOSFET驱动电路，其特征在于：
所述MOS管S10为SiC MOSFET。
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