CN114995572A - 碳化硅mosfet去饱和保护的温度补偿电路及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种碳化硅MOSFET去饱和保护的温度补偿电路及方法,涉及电子电路技术领域,方法包括:获取碳化硅MOSFET器件的正温度系数热敏器件的采样电压或负温度系数热敏器件的采样电压,同时获取MOSFET器件驱动电路的基础电压;根据热敏器件的温度系数确定采用相应的温度补偿;当进行温度补偿时,将热敏器件的采样电压和MOSFET器件驱动电路的基础电压进行运算获得阈值电压,通过阈值电压对去饱和检测阈值进行修正,实现对去饱和保护电路的温度补偿。本发明借助热敏器件测得的电压实现温度补偿,无需额外的温度检测要求,使得电路设计较为简单,有利于集成实现。
Description
技术领域
本发明是关于一种碳化硅MOSFET去饱和保护的温度补偿电路及方法,涉及电子电路技术领域,特别涉及电子电路中的短路过流检测技术领域。
背景技术
在电力电子应用中,碳化硅MOSFET作为一种宽禁带功率半导体器件,具有高工作频率、低导通电阻、高工作温度和高功率密度等优越性能。而随着器件成本的降低和封装工艺的进步,碳化硅MOSFET逐渐得到广泛应用,在部分领域逐渐取代了传统IGBT器件。然而,碳化硅MOSFET在体现出一系列优势的同时,其自身缺陷也不容忽视,其中一个重要方面就是短路过流保护。
与IGBT相比,碳化硅MOSFET对短路过流保护技术提出了更高要求。一方面,其更高的开关速度意味着更高的电压、电流变化率,快速变化的电压和电流作用于电路中的寄生参数,将引发更强烈的干扰,可能导致误动作和短路故障。另一方面,碳化硅MOSFET的裸片面积有所减小,耐受热冲击能力降低,导致其在短路过流故障发生后的耐受时间也随之降低。因此,可靠且快速的保护技术的引入是实现碳化硅MOSFET安全运行的重要保障。
现有碳化硅MOSFET的商用驱动方案已能够具备基本的短路过流保护功能,以去饱和保护为主。这种方法基于功率管的电压-电流输出特性曲线,通过测量其导通电压从而间接实现了对导通电流的检测,其优点主要为电路简单、易集成。去饱和保护方法更早应用于IGBT,经过适当的调整优化应用到碳化硅MOSFET上。然而,考虑到碳化硅MOSFET的工作特性,目前的去饱和方法仍存在一定的缺陷,其一为:碳化硅MOSFET的导通电阻阻值受温度影响,在流过相等的电流时,若温度上升,则导通电阻增大、测得的导通电压也会增大,这一变化在正常工作电流、正常工作温度范围内是可观的。因此,对于一个固定的导通电压检测阈值,当温度升高时,保护电路所允许的工作电流将会减小,从而制约了功率管的带载能力。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的是提供一种能够实现随温度变化动态调整导通电压检测阈值,使得对应的导通电流保护阈值更加稳定、在温度改变时变化幅度更小,从而降低去饱和保护电路的温度依赖性,提高功率管在宽工作温度范围内带载能力的碳化硅MOSFET去饱和保护的温度补偿电路及方法。
为了实现上述发明目的,本发明提供的技术方案为:
第一方面,本发明提供的一种碳化硅MOSFET器件的去饱和保护电路的温度补偿方法,包括:
获取碳化硅MOSFET器件热敏器件的采样电压,并获取MOSFET器件驱动电路的基础电压;
根据热敏器件的温度系数确定采用相应的温度补偿;
当进行温度补偿时,将热敏器件的采样电压和MOSFET器件驱动电路的基础电压进行运算获得阈值电压,通过阈值电压对去饱和检测阈值进行修正,实现对去饱和保护电路的温度补偿。
进一步地,根据热敏器件的温度系数确定采用相应的温度补偿,包括:
如果热敏器件是正温度系数热敏器件,则采用适用于正温度系数热敏器件的温度补偿;
如果热敏器件是负温度系数热敏器件,则采用适用于负温度系数热敏器件的温度补偿。
进一步地,进行正温度系数热敏器件的温度补偿时,将正温度系数热敏器件的采样电压和MOSFET器件驱动电路的基础电压进行运算获得阈值电压,通过阈值电压对去饱和检测阈值进行修正,包括:
当热敏器件温度上升时,测得正温度系数热敏器件的采样电压V1上升,经过运算后修正的阈值电压VOUT1随之上升,当去饱和电路产生的检测电压高于阈值电压时,将认为功率管中的导通电流超过保护值,则控制输出触发保护的命令。
进一步地,其特征在于,适用于正温度系数热敏器件的温度补偿采用的电路包括第一级修正运算电路和第二级修正运算电路;
第一级修正运算电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3和运算放大器A1,第二级修正运算电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和运算放大器A2;
电阻R1和电阻R2的一端分别连接运算放大器A1的正向输入端和反向输入端,电阻R1的另一端连接采样电压V1,电阻R2的另一端接地,电阻R3的两端分别连接运算放大器A1的反向输入端和输出端;电阻R4和电阻R7的一端分别连接运算放大器A2的正向输入端和反向输入端,电阻R4的另一端连接运算放大器A1的输出端,电阻R4与运算放大器A2的正向输入端之间并联连接有电阻R5和电阻R6的一端,电阻R5的另一端连接基础电压V2,电阻R6的另一端连接地GND,电阻R7的另一端也接地GND,电阻R8的两端分别连接运算放大器A2的反向输入端和输出端,运算放大器A2的输出电压为VOUT1。
进一步地,正温度系数热敏器件的温度补偿的阈值电压VOUT1为:
VOUr1=k1V1+k2V2
进一步地,进行负温度系数热敏器件的温度补偿时,将负温度系数热敏器件的采样电压和MOSFET器件基础电压进行运算后输出对去饱和检测阈值进行修正,包括:
当热敏器件温度上升时,测得负温度系数热敏器件的采样电压V3下降,经过运算后修正的阈值电压VOUT2随之上升,当去饱和电路产生的检测电压高于阈值电压时,将认为功率管中的导通电流超过保护值,则控制输出触发保护的命令。
进一步地,适用于负温度系数热敏器件的温度补偿采用的电路包括第一级修正运算电路和第二级修正运算电路;
第一级修正运算电路包括电阻R9、电阻R10、电阻R11和运算放大器A3,第二级修正运算电路包括电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15和运算放大器A4;电阻R9和电阻R10的一端分别连接运算放大器A3的正向输入端和反向输入端,电阻R9的另一端连接采样电压V3,电阻R10的另一端接地GND,电阻R11连接运算放大器A3的反向输入端与输出端;电阻R13和电阻R12的一端分别连接运算放大器A4的正向输入端和反向输入端,电阻R13的另一端连接采样电压V4,电阻R12的另一端连接运算放大器A3的输出端,运算放大器A4的负向输入端与输出端之间连接电阻R15,电阻R13与运算放大器A4的正向输入端之间还并联连接电阻R14的一端,电阻R14的另一端接地GND。运算放大器A4的输出电压为VOUT2。
进一步地,负温度系数热敏器件的温度补偿的阈值电压VOUT2:
VOUT2=k3V3+k4V4
第二方面,本发明还提供一种碳化硅MOSFET器件的去饱和保护电路的温度补偿电路,包括:
第一温度补偿电路用于对正温度系数热敏器件的温度进行补偿,将正温度系数热敏器件的采样电压和MOSFET器件驱动电路的基础电压进行运算获得阈值电压,通过阈值电压对去饱和检测阈值进行修正,实现对去饱和保护电路的温度补偿;
第二温度补偿电路用于对负温度系数热敏器件的温度进行补偿,将负温度系数热敏器件的采样电压和MOSFET器件驱动电路的基础电压进行运算获得阈值电压,通过阈值电压对去饱和检测阈值进行修正,实现对去饱和保护电路的温度补偿。
进一步地,第一温度补偿电路包括第一级修正运算电路和第二级修正运算电路;
所述第一级修正运算电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3和运算放大器A1,第二级修正运算电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和运算放大器A2;电阻R1和电阻R2的一端分别连接运算放大器A1的正向输入端和反向输入端,电阻R1的另一端连接采样电压V1,电阻R2的另一端接地,电阻R3的两端分别连接运算放大器A1的反向输入端和输出端;电阻R4和电阻R7的一端分别连接运算放大器A2的正向输入端和反向输入端,电阻R4的另一端连接运算放大器A1的输出端,电阻R4与运算放大器A2的正向输入端之间并联连接有电阻R5和电阻R6的一端,电阻R5的另一端连接基础电压V2,电阻R6的另一端连接地GND,电阻R7的另一端也接地GND,电阻R8的两端分别连接运算放大器A2的反向输入端和输出端,运算放大器A2的输出电压为VOUT1。
进一步地,第二温度补偿电路包括第一级修正运算电路和第二级修正运算电路;
第一级修正运算电路包括电阻R9、电阻R10、电阻R11和运算放大器A3,第二级修正运算电路包括电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15和运算放大器A4;电阻R9和电阻R10的一端分别连接运算放大器A3的正向输入端和反向输入端,电阻R9的另一端连接采样电压V3,电阻R10的另一端接地GND,电阻R11连接运算放大器A3的反向输入端与输出端;电阻R13和电阻R12的一端分别连接运算放大器A4的正向输入端和反向输入端,电阻R13的另一端连接采样电压V4,电阻R12的另一端连接运算放大器A3的输出端,运算放大器A4的负向输入端与输出端之间连接电阻R15,电阻R13与运算放大器A4的正向输入端之间还并联连接电阻R14的一端,电阻R14的另一端接地GND。运算放大器A4的输出电压为VOUT2。
本发明由于采取以上技术方案,其具有以下特点:
1、本发明实现了对于去饱和保护电路中的导通电压检测阈值的温度补偿,为去饱和保护的精度易受温度影响这一固有缺陷提供了一种解决方案,保障了碳化硅MOSFET在较宽工作温度范围内的工作能力。
2、本发明较好地利用了目前碳化硅MOSFET应用中常见的温度检测方案,即借助热敏器件测得的电压实现温度补偿,无需额外的温度检测要求,使得电路设计较为简单,有利于集成实现。
综上,本发明可以广泛应用于碳化硅MOSFET的温度补偿中。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。在整个附图中,用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中:
图1是本发明实施例的适用于正温度系数热敏器件的温度补偿电路示意图。
图2是本发明实施例的适用于负温度系数热敏器件的温度补偿电路示意图。
图3是本发明实施例的应用场景及功能结构示意图。
具体实施方式
应理解的是,文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的,而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出,否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的,并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行,除非明确指出执行顺序。还应当理解,可以使用另外或者替代的步骤。
尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段,但是,这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出,否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此,以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
由于现有技术中存在对于一个固定的导通电压检测阈值,当温度升高时,保护电路所允许的工作电流将会减小,从而制约了功率管的带载能力的问题。本发明提供的碳化硅MOSFET去饱和保护的温度补偿电路及方法,方法包括:获取碳化硅MOSFET器件热敏器件的采样电压,并获取MOSFET器件驱动电路的基础电压;根据热敏器件的温度系数确定采用相应的温度补偿;当进行温度补偿时,将热敏器件的采样电压和MOSFET器件驱动电路的基础电压进行运算获得阈值电压,通过阈值电压对去饱和检测阈值进行修正,实现对去饱和保护电路的温度补偿。因此,本发明能够实现随温度变化动态调整导通电压检测阈值,使得对应的导通电流保护阈值更加稳定、在温度改变时变化幅度更小,从而降低去饱和保护电路的温度依赖性,为去饱和保护的精度易受温度影响这一固有缺陷提供了一种解决方案,保障了碳化硅MOSFET在较宽工作温度范围内的工作能力,并且结构简单、具有良好的集成性。
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式,然而应当理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明,并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
实施例一:本实施例提供的碳化硅MOSFET器件的去饱和保护电路的温度补偿方法,包括:
S1、获取碳化硅MOSFET器件热敏器件的采样电压,其中,对于正温度系数热敏器件(在居里温度以上时,其电阻率随温度上升而上升)的采样电压记为V1,对于负温度系数热敏器件(其电阻率随温度上升而下降)的采样电压记为V3,并获取驱动电路的基础电压V2或V4。
S2、获取去饱和电路产生的检测电压。
一般地,去饱和电路检测碳化硅MOSFET漏极(D)与源极(S)之间的导通电压降;如果碳化硅MOSFET提供开尔文极(K),则应检测漏极与开尔文极之间的导通电压降,以排除源极寄生电感的干扰。去饱和电路将测得的导通电压经处理后,用于比较的电压称作“检测电压”。
S3、根据热敏器件的温度系数确定采用相应的温度补偿,如果是正温度系数热敏器件,则采用适用于正温度系数热敏器件的温度补偿,如果是负温度系数热敏器件,则采用适用于负温度系数热敏器件的温度补偿。
S4、当进行正温度系数热敏器件的温度补偿时,将正温度系数热敏器件的采样电压V1和基础电压V2作为输入量进行运算输出对去饱和检测阈值进行修正。
具体地,输出电压VOUT1作为与去饱和电路产生的检测电压进行比较的阈值电压,本实施例对该阈值电压进行温度补偿,当检测电压高于阈值电压时,将认为功率管中的导通电流超过保护值,向驱动芯片和上级控制芯片输出触发保护的命令。
当温度上升时,测得正温度系数热敏器件的采样电压V1上升,经过运算后修正的输出电压VOUT1随之上升,因此一定程度地抵消了碳化硅MOSFET功率管导通电阻增大、相同电流下导通电压增大对于去饱和电路检测精度的影响。
S5、当进行负温度系数热敏器件的温度补偿时,将负温度系数热敏器件的采样电压V3和基础电压V4作为输入量进行运算后输出对去饱和检测阈值进行修正。
具体地,输出电压VOUT2作为与去饱和电路产生的检测电压进行比较的阈值电压,当检测电压高于阈值电压时,将认为功率管中的导通电流超过保护值,向驱动芯片和上级控制芯片输出触发保护的命令。
当温度上升时,测得负温度系数热敏器件的采样电压V3下降,经过运算后修正的输出电压VOUT2随之上升,因此一定程度地抵消了碳化硅MOSFET功率管导通电阻增大、相同电流下导通电压增大对于去饱和电路检测精度的影响。
在一个优选的实施例中,如图1所示,适用于正温度系数热敏器件的温度补偿采用的电路包括第一级修正运算电路和第二级修正运算电路。
第一级修正运算电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3和运算放大器A1,其为同相比例运算电路,电阻R1和电阻R2的一端分别连接运算放大器A1的正向输入端和反向输入端,电阻R1的另一端连接正温度系数热敏器件的采样电压V1,其值随温度变化、是修正运算的变量。电阻R2的另一端接地,电阻R3的两端分别连接运算放大器A1的反向输入端和输出端,运算放大器A1的输出电压为Vmid1:
为了平衡运算放大器输入端接电阻、减小失调电压,建议使电阻R1、电阻R2、电阻R3的阻值满足如下关系:
中间电压Vmid1既为第一级修正运算电路的输出电压,也为第二级修正运算电路的输入电压之一。
第二级修正运算电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和运算放大器A2,其为同相求和电路。电阻R4和电阻R7的一端分别连接运算放大器A2的正向输入端和反向输入端,电阻R4的另一端连接运算放大器A1的输出端,电阻R4与运算放大器A2的正向输入端之间并联连接有电阻R5和电阻R6的一端,电阻R5的另一端连接基础电压V2,基础电压V2一般由驱动电路产生,是修正运算的常量,电阻R6的另一端连接地GND,电阻R7的另一端也接地GND,电阻R8的两端分别连接运算放大器A2的反向输入端和输出端,运算放大器A2的输出电压为VOUT1:
进一步地,为了平衡运算放大器输入端接电阻、减小失调电压,可以使电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8的阻值满足如下关系:
合并两级修正运算,从输入至输出的总计算公式为:
更进一步地,比例系数k1和k2的选取需要根据碳化硅MOSFET功率管导通电阻的温度特性、功率管的工作温度范围、保护电流水平,以及热敏器件的温度特性和去饱和电路工作特性来确定。
在一个优选的实施例中,如图2所示,适用于负温度系数热敏器件的温度补偿的电路包括两级运算放大器电路,包括第一级修正运算电路和第二级修正运算电路。
第一级修正运算电路包括电阻R9、R10、R11和运算放大器A3,第一级修正运算电路,其为同相比例运算电路,电阻R9和电阻R10的一端分别连接运算放大器A3的正向输入端和反向输入端,电阻R9的另一端连接负温度系数热敏器件的采样电压V3,其值随温度变化、是修正运算的变量,电阻R10的另一端接地GND,电阻R11连接运算放大器A3的反向输入端与输出端,运算放大器A3的输出电压为Vmid2:
为了平衡运算放大器输入端接电阻、减小失调电压,建议使电阻R9、电阻R10、电阻R11的阻值满足如下关系:
中间电压Vmid2既为第一级修正运算电路的输出电压,也为第二级修正运算电路的输入电压之一。
第二级修正运算电路包括电阻R12、R13、R14、R15和运算放大器A4,第二级修正运算电路为加减运算电路。电阻R12和电阻R13的一端分别连接运算放大器A4的正向输入端和反向输入端,电阻R13的另一端连接基础电压V4,基础电压V4一般由驱动电路产生,是修正运算的常量,电阻R12的另一端连接运算放大器A3的输出端,运算放大器A4的负向输入端与输出端之间连接电阻R15,电阻R13与运算放大器A4的正向输入端之间还并联连接电阻R14的一端,电阻R14的另一端接地GND,运算放大器A4的输出电压为VOUT2:
进一步地,为了平衡运算放大器输入端接电阻、减小失调电压,可以使电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15的阻值满足如下关系:
合并两级修正运算,从输入至输出的总计算公式为:
更进一步地,比例系数k3和k4的选取需要根据碳化硅MOSFET功率管导通电阻的温度特性、功率管的工作温度范围、保护电流水平,以及热敏器件的温度特性和去饱和电路工作特性来确定。
在具体应用中,应根据热敏器件和功率管的温度特性设置适宜的比例系数,以在不影响正常检测功能的前提下,取得良好的补偿效果。
实施例二:如图3所示,本实施例提供的温度补偿电路集成于碳化硅MOSFET的驱动电路部分,接收来自热敏器件的采样电压信号,为去饱和保护电路的电压比较器提供经修正后的阈值电压,具体温度补偿电路的原理和组成详细参考实施例1,在此不做赘述。应当注意,无论是单个碳化硅MOSFET分立器件还是多个碳化硅MOSFET裸片并联而成的集成模块,本发明都能适用。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实现”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (11)
1.一种碳化硅MOSFET器件的去饱和保护电路的温度补偿方法,其特征在于包括:
获取碳化硅MOSFET器件热敏器件的采样电压,并获取MOSFET器件驱动电路的基础电压;
根据热敏器件的温度系数确定采用相应的温度补偿;
当进行温度补偿时,将热敏器件的采样电压和MOSFET器件驱动电路的基础电压进行运算获得阈值电压,通过阈值电压对去饱和检测阈值进行修正,实现对去饱和保护电路的温度补偿。
2.根据权利要求1所述的碳化硅MOSFET器件的去饱和保护电路的温度补偿方法,其特征在于,根据热敏器件的温度系数确定采用相应的温度补偿,包括:
如果热敏器件是正温度系数热敏器件,则采用适用于正温度系数热敏器件的温度补偿;
如果热敏器件是负温度系数热敏器件,则采用适用于负温度系数热敏器件的温度补偿。
3.根据权利要求2所述的碳化硅MOSFET器件的去饱和保护电路的温度补偿方法,其特征在于,进行正温度系数热敏器件的温度补偿时,将正温度系数热敏器件的采样电压和MOSFET器件驱动电路的基础电压进行运算获得阈值电压,通过阈值电压对去饱和检测阈值进行修正,包括:
当热敏器件温度上升时,测得正温度系数热敏器件的采样电压V1上升,经过运算后修正的阈值电压VOUT1随之上升,当去饱和电路产生的检测电压高于阈值电压时,将认为功率管中的导通电流超过保护值,则控制输出触发保护的命令。
4.根据权利要求2或3所述的碳化硅MOSFET器件的去饱和保护电路的温度补偿方法,其特征在于,适用于正温度系数热敏器件的温度补偿采用的电路包括第一级修正运算电路和第二级修正运算电路;
第一级修正运算电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3和运算放大器A1,第二级修正运算电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和运算放大器A2;
电阻R1和电阻R2的一端分别连接运算放大器A1的正向输入端和反向输入端,电阻R1的另一端连接采样电压V1,电阻R2的另一端接地,电阻R3的两端分别连接运算放大器A1的反向输入端和输出端;电阻R4和电阻R7的一端分别连接运算放大器A2的正向输入端和反向输入端,电阻R4的另一端连接运算放大器A1的输出端,电阻R4与运算放大器A2的正向输入端之间并联连接有电阻R5和电阻R6的一端,电阻R5的另一端连接基础电压V2,电阻R6的另一端连接地GND,电阻R7的另一端也接地GND,电阻R8的两端分别连接运算放大器A2的反向输入端和输出端,运算放大器A2的输出电压为VOUT1。
6.根据权利要求2所述的碳化硅MOSFET器件的去饱和保护电路的温度补偿方法,其特征在于,进行负温度系数热敏器件的温度补偿时,将负温度系数热敏器件的采样电压和MOSFET器件基础电压进行运算后输出对去饱和检测阈值进行修正,包括:
当热敏器件温度上升时,测得负温度系数热敏器件的采样电压V3下降,经过运算后修正的阈值电压VOUT2随之上升,当去饱和电路产生的检测电压高于阈值电压时,将认为功率管中的导通电流超过保护值,则控制输出触发保护的命令。
7.根据权利要求2所述的碳化硅MOSFET器件的去饱和保护电路的温度补偿方法,其特征在于,适用于负温度系数热敏器件的温度补偿采用的电路包括第一级修正运算电路和第二级修正运算电路;
第一级修正运算电路包括电阻R9、R10、R11和运算放大器A3,第二级修正运算电路包括电阻R12、R13、R14、R15和运算放大器A4;电阻R9和电阻R10的一端分别连接运算放大器A3的正向输入端和反向输入端,电阻R9的另一端连接采样电压V3,电阻R10的另一端接地GND,电阻R11连接运算放大器A3的反向输入端与输出端;电阻R13和电阻R12的一端分别连接运算放大器A4的正向输入端和反向输入端,电阻R13的另一端连接采样电压V4,电阻R12的另一端连接运算放大器A3的输出端,运算放大器A4的负向输入端与输出端之间连接电阻R15,电阻R13与运算放大器A4的正向输入端之间还并联连接电阻R14的一端,电阻R14的另一端接地GND,运算放大器A4的输出电压为VOUT2。
9.一种碳化硅MOSFET器件的去饱和保护电路的温度补偿电路,其特征在于包括:
第一温度补偿电路用于对正温度系数热敏器件的温度进行补偿,将正温度系数热敏器件的采样电压和MOSFET器件驱动电路的基础电压进行运算获得阈值电压,通过阈值电压对去饱和检测阈值进行修正,实现对去饱和保护电路的温度补偿;
第二温度补偿电路用于对负温度系数热敏器件的温度进行补偿,将负温度系数热敏器件的采样电压和MOSFET器件驱动电路的基础电压进行运算获得阈值电压,通过阈值电压对去饱和检测阈值进行修正,实现对去饱和保护电路的温度补偿。
10.根据权利要求9所述的碳化硅MOSFET器件的去饱和保护电路的温度补偿电路,其特征在于,所述第一温度补偿电路包括第一级修正运算电路和第二级修正运算电路;
所述第一级修正运算电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3和运算放大器A1,第二级修正运算电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和运算放大器A2;电阻R1和电阻R2的一端分别连接运算放大器A1的正向输入端和反向输入端,电阻R1的另一端连接采样电压V1,电阻R2的另一端接地,电阻R3的两端分别连接运算放大器A1的反向输入端和输出端;电阻R4和电阻R7的一端分别连接运算放大器A2的正向输入端和反向输入端,电阻R4的另一端连接运算放大器A1的输出端,电阻R4与运算放大器A2的正向输入端之间并联连接有电阻R5和电阻R6的一端,电阻R5的另一端连接基础电压V2,电阻R6的另一端连接地GND,电阻R7的另一端也接地GND,电阻R8的两端分别连接运算放大器A2的反向输入端和输出端,运算放大器A2的输出电压为VOUT1。
11.根据权利要求9所述的碳化硅MOSFET器件的去饱和保护电路的温度补偿电路,其特征在于,所述第二温度补偿电路包括第一级修正运算电路和第二级修正运算电路;
第一级修正运算电路包括电阻R9、电阻R10、电阻R11和运算放大器A3,第二级修正运算电路包括电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15和运算放大器A4;电阻R9和电阻R10的一端分别连接运算放大器A3的正向输入端和反向输入端,电阻R9的另一端连接采样电压V3,电阻R10的另一端接地GND,电阻R11连接运算放大器A3的反向输入端与输出端;电阻R13和电阻R12的一端分别连接运算放大器A4的正向输入端和反向输入端,电阻R13的另一端连接采样电压V4,电阻R12的另一端连接运算放大器A3的输出端,运算放大器A4的负向输入端与输出端之间连接电阻R15,电阻R13与运算放大器A4的正向输入端之间还并联连接电阻R14的一端,电阻R14的另一端接地GND,运算放大器A4的输出电压为VOUT2。
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