CN115549449A - 一种具备抑制SiC MOSFET串扰的电机装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具备抑制SiC MOSFET串扰的电机装置及控制方法,属于电机控制技术领域,解决了现有技术电机在串扰抑制过程中会减缓关断速度和增加关断损耗以及抑制串扰的可靠性较低的问题。包括电机,一端与上管SiC MOSFET源极和下管SiC MOSFET漏极连接,另一端分别经第六电容与上管SiC MOSFET的漏级连接,经第七电容与下管SiC MOSFET源级连接;所述第一串扰抑制电路,用于根据反转控制信号进行通断,以调整上管SiC MOSFET处于关断状态,下管SiC MOSFET开通时,上管SiC MOSFET的门极电压,抑制上管SiC MOSFET的开通;所述第二串扰抑制电路,用于根据接收的正转控制信号进行通断,以调整下管SiC MOSFET处于关断状态,上管SiC MOSFET开通时,下管SiC MOSFET的门极电压,抑制下管SiC MOSFET的开通。
Description
技术领域
本发明涉及电机控制技术领域,尤其涉及一种具备抑制SiC MOSFET串扰的电机装置及控制方法。
背景技术
新型宽禁带半导体SiC MOSFET以其高速开关频率、低的导通电阻、耐高温、耐高压等特点,有效地弥补了传统的Si功率器件在上述方面的不足,广泛应用于电机当中。半导体SiC MOSFET优良的开关性能有利于减小开关损耗及死区时间,开关频率的提高,能够减小变换器中无源元件的体积,有效提高变换器的功率密度。电机在运行过程中,需要驱动电机实现正转或反转,并且正转或反转不能同时进行,因此,需要保证电机的具备抑制串扰的功能。
由于SiC MOSFET与Si功率器件相比其开通阈值电压较低,且栅源极能承受的最大负向电压较小,栅极电阻较大,在桥式电路的应用中,SiC MOSFET在高速开关过程中产生更高的dv/dt(电压变化率)。由于米勒电容的存在,在桥臂上的一个开关管开通过程中,会在桥臂上的另一个开关管的栅源极间产生正向电压尖峰,即串扰电压。这一电压尖峰若超过SiC MOSFET的开启电压,会造成开关管误导通,进而增大开关损耗,严重时还会造成桥臂直通,造成电机转动失控,甚至烧毁电路。因此,有必要对SiC MOSFET驱动的电机进行优化来进行串扰抑制。
目前,抑制串扰主要有减小驱动电阻、增大栅源极电容和增大栅极关断负偏压,但是目前的串扰抑制电路在减小驱动电阻时会加剧SiC MOSFET的开关振荡现象;在增大栅源极电容时会使开通和关断的瞬态时间增大,减小开关速度和增大开关损耗;在增大栅极的关断负偏压时会在关断瞬间进一步增大栅源极之间负向电压,使SiC MOSFET工作的可靠性受到影响无法较大范围减小SiC MOSFET栅极关断负偏压具有局限性,并且这些方式是直接连接在电路中,对SiC MOSFET的开启速度和开关损耗均有影响。此外,现有的抑制SiCMOSFET串扰的驱动电路还包括如图1所示,原理是在串扰现象发生时,利用辅助三极管的导通主动将额外的辅助电容并联在SiC MOSFET的栅源极之间,同时利用辅助二极管将额外辅助电阻并联在驱动电阻上,从而在串扰现象发生时对其进行抑制,但是这种三极管的开关控制方式会减缓关断速度,增加关断损耗。
因此,现有的抑制SiC MOSFET串扰的电机装置,难以解决在串扰抑制过程中减缓关断速度和增加关断损耗以及抑制串扰的可靠性较低的问题。
发明内容
鉴于上述的分析,本发明实施例旨在提供一种具备抑制SiC MOSFET串扰的电机装置及控制方法,用以解决现有电机中的串扰抑制电路,难以解决在串扰抑制过程中减缓关断速度和增加关断损耗以及抑制串扰的可靠性较低的问题。
一方面,本发明实施例提供了一种具备抑制SiC MOSFET串扰的电机装置,包括:
电机,一端与上管SiC MOSFET源极和下管SiC MOSFET漏极连接,另一端分别经第六电容与上管SiC MOSFET的漏级连接,经第七电容与下管SiC MOSFET源级连接;
所述上管SiC MOSFET,用于根据接收的正转控制信号进行通断,以驱动所述电机正转;
所述下管SiC MOSFET,用于根据接收的反转控制信号进行通断,以驱动所述电机反转;
第一串扰抑制电路,用于根据接收的反转控制信号进行通断,以调整在下管SiCMOSFET开通和上管SiC MOSFET关断时上管SiC MOSFET的门极电压,抑制上管SiC MOSFET开通;
第二串扰抑制电路,用于根据接收的正转控制信号进行通断,以调整在上管SiCMOSFET开通和下管SiC MOSFET关断时下管SiC MOSFET的门极电压,抑制下管SiC MOSFET开通。
进一步的,所述正转控制信号第一PWM控制信号,当所述第一PWM控制信号为低电平时,上管SiC MOSFET开通,电机正转;
所述反转控制信号采用第二PWM控制信号,当所述第二PWM控制信号为低电平时,下管SiC MOSFET开通,电机反转。
进一步的,所述第一串扰抑制电路与所述第二串扰抑制电路结构相同,包括逻辑处理电路、第一NMOS管、第一电容、第一电阻和第二电阻;
所述逻辑处理电路的一端接收所述第二或第一PWM控制信号,另一端经所述第二电阻连接第一NMOS管的栅极;所述第一NMOS管的源极接第一电压源,漏极接第一电阻的和第一电容的一端;所述第一电阻和第一电容的另一端对应的连接上管或下管SiC MOSFET的门极;其中,所述逻辑处理电路,用于将接收的第二或第一PWM控制信号进行电平反转。
进一步的,所述第二电阻为可调电阻,通过调节所述第二电阻的阻值,控制第一NMOS管的通断速度。
进一步的,所述电机装置还包括与上管SiC MOSFET连接的第一推挽放大电路和与下管SiC MOSFET连接的第二推挽放大电路;
所述第一推挽放大电路,用于接收所述第一PWM控制信号并放大以驱动上管SiCMOSFET的通断;
所述第二推挽放大电路,用于接收所述第二PWM控制信号并放大以驱动下管SiCMOSFET的通断。
进一步的,所述第一推挽放大电路与所述第二推挽放大电路结构相同,包括PMOS管、第二NMOS管、第三电阻和第四电阻;
所述PMOS管的栅极和第二NMOS管的栅极连接,并接收所述第一或第二PWM控制信号,PMOS管的漏极接第二电压源,第二NMOS管的源极接第一电压源,PMOS管的源极连接第三电阻的一端,第二NMOS管的漏极连接第四电阻的一端,第三电阻的另一端和第四电阻的另一端对应的连接上管或下管SiC MOSFET门极。
进一步的,所述第三电阻和第四电阻均为可调电阻,通过调节所述第三电阻的阻值,控制上管或下管SiC MOSFET的开通速度;以及,通过调节所述第四电阻的阻值,控制上管或下管SiC MOSFET的关断速度。
进一步的,所述第一推挽放大电路、第二串扰抑制电路、第二推挽放大电路和第一串扰抑制电路的输入端均设置有隔离单元;
所述隔离单元,用于将控制信号端与功率端进行隔离,抑制电磁干扰。
另一方面,本发明实施例提供了一种具备抑制SiC MOSFET串扰的电机装置的控制方法,包括:
输入高电平的正转控制信号,上管SiC MOSFET关断;
当反转控制信号由高电平变为低电平时,下管SiC MOSFET开通,电机反转,上管SiC MOSFET的漏源极电压增大,在此过程中,第一串扰抑制电路中的第一NMOS管开通,上管SiC MOSFET的栅源极电容为C1+Cgs1,增大上管SiC MOSFET的栅源极电容,门极关断电阻为R1·Roff1/(R1+Roff1),减小上管SiC MOSFET的门极关断电阻,以抑制上管SiC MOSFET的门极电压增大,防止上管SiC MOSFET开通导致电机转动失控。
进一步的,所述控制方法还包括:
输入高电平的反转控制信号,下管SiC MOSFET关断;
当正转控制信号由高电平变为低电平时,上管SiC MOSFET开通,电机正转,下管SiC MOSFET的漏源极电压增大,在此过程中,第二串扰抑制电路中的第一NMOS管Q6开通,下管SiC MOSFET的栅源极电容为C2+Cgs2,增大下管SiC MOSFET的栅源极电容,门极关断电阻为R3·Roff2/(R3+Roff2),减小下管SiC MOSFET的门极关断电阻,以抑制下管SiC MOSFET的门极电压增大,防止下管SiC MOSFET开通导致电机转动失控。
与现有技术相比,本发明如下有益效果之一:
本发明提供的一种具备抑制SiC MOSFET串扰的电机装置及控制方法,
1、设置与上管SiC MOSFET连接的第一串扰抑制电路和与下管SiC MOSFET连接的第二串扰抑制电路,通过增大上管或下管SiC MOSFET的栅源极电容和减小门极电阻,以降低门极电压变化,解决串扰引起的SiC MOSFET误开通,导致的上下管直通,电机转动失控的问题,提高了电机的可靠性;
2、设置第一串扰抑制电路,根据接收的反转控制信号进行通断,第二串扰抑制电路,根据接收的正转控制信号进行通断,通过控制信号互锁的控制方式,更简便地实现对串扰抑制电路的控制,能够在一路SiC MOSFET关闭,另一路SiC MOSFET开启时主动开启,对串扰进行抑制,在不需要时处于关闭状态,使得能够不影响SiC MOSFET的关断速度,并且不增加关断损耗;
3、通过在第一推挽放大电路、第二串扰抑制电路、第二推挽放大电路和第一串扰抑制电路的输入端均设置有隔离单元,将控制信号与功率信号进行隔离,可以防止功率端的电磁干扰对控制信号的影响,同时如果功率端发生故障时,控制端不会受损害,提高了电机的可靠性。
本发明中,上述各技术方案之间还可以相互组合,以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分优点可从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的,而并不认为是对本发明的限制,在整个附图中,相同的参考符号表示相同的部件。
图1为现有的抑制SiC MOSFET串扰的驱动电路;
图2为本发明实施例1具备抑制SiC MOSFET串扰的电机装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例,其中,附图构成本申请一部分,并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理,并非用于限定本发明的范围。
实施例1
本发明的一个具体实施例1,公开了一种具备抑制SiC MOSFET串扰的电机装置,结构示意如图2所示,包括电机,一端与上管SiC MOSFET源极和下管SiC MOSFET漏极连接,另一端分别经第六电容与上管SiC MOSFET的漏级连接,经第七电容与下管SiC MOSFET源级连接;
所述上管SiC MOSFET,用于根据接收的正转控制信号进行通断,以驱动所述电机正转;
所述下管SiC MOSFET,用于根据接收的反转控制信号进行通断,以驱动所述电机反转;
第一串扰抑制电路,用于根据接收的反转控制信号进行通断,以调整在下管SiCMOSFET开通和上管SiC MOSFET关断时上管SiC MOSFET的门极电压,抑制上管SiC MOSFET开通;
第二串扰抑制电路,用于根据接收的正转控制信号进行通断,以调整在上管SiCMOSFET开通和下管SiC MOSFET关断时下管SiC MOSFET的门极电压,抑制下管SiC MOSFET开通。
具体实施时,上管SiC MOSFET的漏极连接外接负载Vdc输出端正极,下管SiCMOSFET的源极连接负载输出端正极。
与现有技术相比,本实施例提供的一种具备抑制SiC MOSFET串扰的电机装置,设置与上管SiC MOSFET连接的第一串扰抑制电路和与下管SiC MOSFET连接的第二串扰抑制电路,通过增大上管或下管SiC MOSFET的栅源极电容和减小门极电阻,以降低门极电压变化,解决串扰引起的SiC MOSFET误开通,导致的上下管直通,电机转动失控的问题,提高了电机的可靠性;设置第一串扰抑制电路,根据接收的反转控制信号进行通断,第二串扰抑制电路,根据接收的正转控制信号进行通断,通过控制信号互锁的控制方式,更简便地实现对串扰抑制电路的控制,能够在一路SiC MOSFET关闭,另一路SiC MOSFET开启时主动开启,对串扰进行抑制,在不需要时处于关闭状态,使得能够不影响SiC MOSFET的关断速度,并且不增加关断损耗。
实施时,所述正转控制信号第一PWM控制信号,当所述第一PWM控制信号为低电平时,上管SiC MOSFET开通,电机正转;所述反转控制信号采用第二PWM控制信号,当所述第二PWM控制信号为低电平时,下管SiC MOSFET开通,电机反转。
具体实施时,通过PWM发生器产生第一或第二PWM控制信号,优选的,可采用三角波或锯齿波发生器配合比较器实现。
实施时,所述第一串扰抑制电路与所述第二串扰抑制电路结构相同,包括逻辑处理电路(U1或U2)、第一NMOS管(Q5或Q6)、第一电容(C1或C2)、第一电阻(R1或R3)和第二电阻(R2或R4)。
所述逻辑处理电路的一端接收所述第二或第一PWM控制信号,另一端经所述第二电阻连接第一NMOS管的栅极;所述第一NMOS管的源极接第一电压源,漏极接第一电阻的和第一电容的一端;所述第一电阻和第一电容的另一端对应的连接上管或下管SiC MOSFET的门极;其中,所述逻辑处理电路,用于将接收的第二或第一PWM控制信号进行电平反转。进一步的,逻辑处理电路可通过现有的电平转换电路实现,比如三极管转换电路或者逻辑门电路构成的转换电路。
工作原理为:当接收到低电平的第二或第一PWM控制信号时,逻辑电路将低电平反转为高电平,第一NMOS管导通,将第一电容接入上管或下管SiC MOSFET的栅源极之间,增大了栅源极电容,将第一电阻并联在第四电阻上,减小了门极关断电阻;当接收到高电平的第二或第一PWM控制信号时,逻辑电路将高电平反转为低电平,第一NMOS管关断,上管或下管SiC MOSFET的栅源极电容不变,门极关断电阻为Roff1,不影响上管或下管SiC MOSFET的正常工作。
应该注意的是,上管SiC MOSFET关闭,下管SiC MOSFET开启时,第一串扰抑制电路开启抑制上管SiC MOSFET开通,第二串扰抑制电路关断不影响下管SiC MOSFET的开通速度和开通损耗;下管SiC MOSFET关闭,上管SiC MOSFET开启时亦然。此外,上管或下管SiCMOSFET在关断时,相应的第一串扰抑制电路或第二扰抑制电路处于关断状态,不影响上管或下管SiC MOSFET的关断速度,并且不会增加关断损耗。
具体的,所述第二电阻为可调电阻,通过调节所述第二电阻的阻值,控制第一NMOS管的通断速度,能够适应不同的开通和关断需求。其中,第二电阻的阻值越大,第一NMOS管的通断速度越慢;第二电阻的阻值越小,第一NMOS管的通断速度越快。更进一步的,第二电阻的阻值范围是2.5~15Ω,具体阻值根据实际情况进行调节。
示例性地,为可以更清楚的描述,如图2所示,第一串扰抑制电路包括逻辑处理电路U1、第一NMOS管Q5、第一电容C1、第一电阻R1和第二电阻R2,第一NMOS管Q5的源极接第一电压源VEE1;第二串扰抑制电路包括逻辑处理电路U2、第一NMOS管Q6、第一电容C2、第一电阻R3和第二电阻R4,第一NMOS管Q6的源极接第一电压源VEE2。
实施时,所述驱动电路还包括与上管SiC MOSFET连接的第一推挽放大电路和与下管SiC MOSFET连接的第二推挽放大电路。
所述第一推挽放大电路,用于接收所述第一PWM控制信号并放大以驱动上管SiCMOSFET的通断;所述第二推挽放大电路,用于接收所述第二PWM控制信号并放大以驱动下管SiC MOSFET的通断。
可以理解的,推挽放大电路将接收的PWM控制信号进行功率放大,为SiC MOSFET的开通和关断提供足够的驱动能力。
具体的,所述第一推挽放大电路与所述第二推挽放大电路结构相同,包括PMOS管(Q1或Q3)、第二NMOS管(Q2或Q4)、第三电阻(Ron1或Ron2)和第四电阻(Roff1或Roff2);
所述PMOS管Q1的栅极和第二NMOS管的栅极连接,并接收所述第一或第二PWM控制信号,PMOS管Q1的漏极接第二电压源,第二NMOS管的源极接第一电压源,PMOS管Q1的源极连接第三电阻的一端,第二NMOS管的漏极连接Roff1的一端,电阻Ron的另一端和第四电阻的另一端对应的连接上管或下管SiC MOSFET门极。
工作原理为:当接收到高电平的第一或第二PWM控制信号时,第二NMOS管导通,第二NMOS管的漏极电压为VEE1,上管SiC MOSFET关断;当接收到低电平的第一或第二PWM控制信号时,NMOS管Q1导通,NMOS管Q1的漏极电压为VCC1,上管SiC MOSFET导通。其中,VEE1和VCC1可根据实际电路需要进行设定。
具体的,所述第三电阻和第四电阻均为可调电阻,通过调节所述电阻Ron的阻值,控制上管或下管SiC MOSFET的开通速度;以及,通过调节所述第四电阻的阻值,控制上管或下管SiC MOSFET的关断速度。可以理解的是,MOS管门极电阻越大,MOS管的充放电速度越慢,SiC MOSFET的开通关断速度越慢;MOS管门极电阻越小充放电速度越快,SiC MOSFET的开通关断速度越快,也就是说通过改变门极第三电阻和第四电阻的大小可以对上管或下管SiC MOSFET的开关速度进行调节,即第三电阻的阻值越大,上管或下管SiC MOSFET的开通速度越慢,阻值越小,上管或下管SiC MOSFET的开通速度越快;第四电阻的阻值越大,上管或下管SiC MOSFET的关断速度越慢,阻值越小,上管或下管SiC MOSFET的关断速度越快。更进一步的,第三电阻和第四电阻的阻值范围是2.5~15Ω,具体阻值根据实际需求调节。
应当注意的是,在推挽放大电路中,开通和关断电阻可单独调节,可以分别控制上管或下管SiC MOSFET的开通时间和关断时间,从而避免了开通电阻与关断电阻相互影响,提高了电路的稳定性,并能够适应不同的开通和关断需求。
示例性地,为可以更清楚的描述,如图1所示,第一推挽放大电路包括PMOS管Q1、第二NMOS管Q2、第三电阻Ron1和第四电阻Roff1,PMOS管Q1的漏极接第二电压源VCC1第二电压源,第二NMOS管Q2的源极接第一电压源VEE1;第二推挽放大电路包括PMOS管Q3、第二NMOS管Q4、第三电阻Ron2和第四电阻Roff2,PMOS管Q3的漏极接第二电压源VCC1,第二NMOS管Q3的源极接第一电压源VEE1。
实施时,所述第一推挽放大电路、第二串扰抑制电路、第二推挽放大电路和第一串扰抑制电路的输入端均设置有隔离单元。所述隔离单元,用于将控制信号端与功率端进行隔离,抑制电磁干扰。可以理解的,将控制信号与功率信号进行隔离,可以防止功率端的电磁干扰对控制信号的影响,同时如果功率端发生故障时,控制端不会受损害。
更具体的,所述隔离单元可采用光耦隔离或者磁隔离变压器。
实施时,所述上管SiC MOSFET和下管SiC MOSFET结构相同,包括SiC MOSFET、第二电容(Cgd1或Cgd2)、第三电容(Cgs1或Cgs2)、第四电容(Cds1或Cds2)和二极管;
SiC MOSFET的栅极(G1或G2)经第二电容与其漏极连接,还经第三电容与其源极连接;SiC MOSFET的源极和漏极(D1或D2)之间接并联的第四电容和二极管;SiC MOSFET的源极(S1或S2)连接第一电压源;所述上管SiC MOSFET中的SiC MOSFET源极与所述下管SiCMOSFET中的SiC MOSFET的漏极连接。
示例性地,为可以更清楚的描述,如图1所示,上管SiC MOSFET包括SiC MOSFET(栅极G1、漏极D1和源极S1)、第二电容Cgd1、第三电容Cgs1、第四电容Cds1和二极管,SiCMOSFET的源极连接第一电压源VEE1;下管SiC MOSFET包括SiC MOSFET(栅极G2、漏极D2和源极S2)、第二电容Cgd2、第三电容Cgs2、第四电容Cds2和二极管,SiC MOSFET的源极连接第一电压源VEE2。
实施时,所述驱动电路还包括第五电容C3、第五电阻R5和电感。所述第五电容C3与第五电阻R5并联一端连接下管SiC MOSFET的源极,另一端连接电感的一端,电感的另一端连接下管SiC MOSFET的漏极。通过该结构进一步保护SiC MOSFET的安全输出。
实施例2
本发明的一个具体实施例2,提供了一种基于实施例1得到的具备抑制SiC MOSFET串扰的电机装置的控制方法,包括:
输入高电平的正转控制信号,上管SiC MOSFET关断;
当反转控制信号由高电平变为低电平时,下管SiC MOSFET开通,电机反转,上管SiC MOSFET的漏源极电压增大,在此过程中,第一串扰抑制电路中的第一NMOS管开通,上管SiC MOSFET的栅源极电容为C1+Cgs1,增大上管SiC MOSFET的栅源极电容,门极关断电阻为R1·Roff1/(R1+Roff1),减小上管SiC MOSFET的门极关断电阻,以抑制上管SiC MOSFET的门极电压增大,防止上管SiC MOSFET开通导致电机转动失控。
实施时,具备抑制SiC MOSFET串扰的电机装置的控制方法,还包括:
输入高电平的反转控制信号,下管SiC MOSFET关断;
当正转控制信号由高电平变为低电平时,上管SiC MOSFET开通,电机正转,下管SiC MOSFET的漏源极电压增大,在此过程中,第二串扰抑制电路中的第一NMOS管Q6开通,下管SiC MOSFET的栅源极电容为C2+Cgs2,增大下管SiC MOSFET的栅源极电容,门极关断电阻为R3·Roff2/(R3+Roff2),减小下管SiC MOSFET的门极关断电阻,以抑制下管SiC MOSFET的门极电压增大,防止下管SiC MOSFET开通导致电机转动失控。
应当注意的是,可以通过调节第三电阻Ron1或第四电阻Roff1的电阻调节上管SiCMOSFET的开启或关断的速度;可以通过调节第三电阻Ron2或第四电阻Roff2的电阻调节下管SiC MOSFET的开启或关断的速度;可以通过调节第二电阻R2或第二电阻R4的电阻调节第一串扰抑制电路或第二串扰抑制电路的开启或关断的速度,以满足实际驱动电路的需求。
本领域技术人员可以理解,实现上述实施例方法的全部或部分流程,可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中,所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具备抑制SiC MOSFET串扰的电机装置,其特征在于,包括:
电机,一端与上管SiC MOSFET源极和下管SiC MOSFET漏极连接,另一端分别经第六电容与上管SiC MOSFET的漏级连接,经第七电容与下管SiC MOSFET源级连接;
所述上管SiC MOSFET,用于根据接收的正转控制信号进行通断,以驱动所述电机正转;
所述下管SiC MOSFET,用于根据接收的反转控制信号进行通断,以驱动所述电机反转;
第一串扰抑制电路,用于根据接收的反转控制信号进行通断,以调整在下管SiCMOSFET开通和上管SiC MOSFET关断时上管SiC MOSFET的门极电压,抑制上管SiC MOSFET开通;
第二串扰抑制电路,用于根据接收的正转控制信号进行通断,以调整在上管SiCMOSFET开通和下管SiC MOSFET关断时下管SiC MOSFET的门极电压,抑制下管SiC MOSFET开通。
2.根据权利要求1所述的具备抑制SiC MOSFET串扰的电机装置,其特征在于,所述正转控制信号采用第一PWM控制信号,当所述第一PWM控制信号为低电平时,上管SiC MOSFET开通,电机正转;
所述反转控制信号采用第二PWM控制信号,当所述第二PWM控制信号为低电平时,下管SiC MOSFET开通,电机反转。
3.根据权利要求2所述的具备抑制SiC MOSFET串扰的电机装置,其特征在于,所述第一串扰抑制电路与所述第二串扰抑制电路结构相同,包括逻辑处理电路、第一NMOS管、第一电容、第一电阻和第二电阻;
所述逻辑处理电路的一端接收所述第二或第一PWM控制信号,另一端经所述第二电阻连接第一NMOS管的栅极;所述第一NMOS管的源极接第一电压源,漏极接第一电阻的和第一电容的一端;所述第一电阻和第一电容的另一端对应的连接上管或下管SiC MOSFET的门极;其中,所述逻辑处理电路,用于将接收的第二或第一PWM控制信号进行电平反转。
4.根据权利要求3所述的具备抑制SiC MOSFET串扰的电机装置,其特征在于,所述第二电阻为可调电阻,通过调节所述第二电阻的阻值,控制第一NMOS管的通断速度。
5.根据权利要求2所述的具备抑制SiC MOSFET串扰的电机装置,其特征在于,所述电机装置还包括与上管SiC MOSFET连接的第一推挽放大电路和与下管SiC MOSFET连接的第二推挽放大电路;
所述第一推挽放大电路,用于接收所述第一PWM控制信号并放大以驱动上管SiCMOSFET的通断;
所述第二推挽放大电路,用于接收所述第二PWM控制信号并放大以驱动下管SiCMOSFET的通断。
6.根据权利要求5所述的具备抑制SiC MOSFET串扰的电机装置,其特征在于,所述第一推挽放大电路与所述第二推挽放大电路结构相同,包括PMOS管、第二NMOS管、第三电阻和第四电阻;
所述PMOS管的栅极和第二NMOS管的栅极连接,并接收所述第一或第二PWM控制信号,PMOS管的漏极接第二电压源,第二NMOS管的源极接第一电压源,PMOS管的源极连接第三电阻的一端,第二NMOS管的漏极连接第四电阻的一端,第三电阻的另一端和第四电阻的另一端对应的连接上管或下管SiC MOSFET门极。
7.根据权利要求5所述的具备抑制SiC MOSFET串扰的电机装置,其特征在于,所述第三电阻和第四电阻均为可调电阻,通过调节所述第三电阻的阻值,控制上管或下管SiCMOSFET的开通速度;以及,通过调节所述第四电阻的阻值,控制上管或下管SiC MOSFET的关断速度。
8.根据权利要求6所述的具备抑制SiC MOSFET串扰的电机装置,其特征在于,所述第一推挽放大电路、第二串扰抑制电路、第二推挽放大电路和第一串扰抑制电路的输入端均设置有隔离单元;
所述隔离单元,用于将控制信号端与功率端进行隔离,抑制电磁干扰。
9.一种基于权利要求1-8任一项所述的具备抑制SiC MOSFET串扰的电机装置的控制方法,其特征在于,包括:
输入高电平的正转控制信号,上管SiC MOSFET关断;
当反转控制信号由高电平变为低电平时,下管SiC MOSFET开通,电机反转,上管SiCMOSFET的漏源极电压增大,在此过程中,第一串扰抑制电路中的第一NMOS管开通,上管SiCMOSFET的栅源极电容为C1+Cgs1,增大上管SiC MOSFET的栅源极电容,门极关断电阻为R1·Roff1/(R1+Roff1),减小上管SiC MOSFET的门极关断电阻,以抑制上管SiC MOSFET的门极电压增大,防止上管SiC MOSFET开通导致电机转动失控。
10.根据权利要求9所述的具备抑制SiC MOSFET串扰的电机装置的控制方法,其特征在于,还包括:
输入高电平的反转控制信号,下管SiC MOSFET关断;
当正转控制信号由高电平变为低电平时,上管SiC MOSFET开通,电机正转,下管SiCMOSFET的漏源极电压增大,在此过程中,第二串扰抑制电路中的第一NMOS管Q6开通,下管SiC MOSFET的栅源极电容为C2+Cgs2,增大下管SiC MOSFET的栅源极电容,门极关断电阻为R3·Roff2/(R3+Roff2),减小下管SiC MOSFET的门极关断电阻,以抑制下管SiC MOSFET的门极电压增大,防止下管SiC MOSFET开通导致电机转动失控。
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