CN209001913U - 一种SiC MOS管负压关断电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种SiC MOS管负压关断电路，即在SiC MOS管驱动电路增加一个负压模块，关断时使SiC MOS管GS极之间产生一个负的电压，以实现负压关断。SiC MOS管驱动电路主要包含驱动芯片、电源电压、自举电容、导通电阻、关断电阻和关断二极管，在驱动电路中额外增加了一个由稳压二极管和电容并联组成的负压模块。本实用新型使得SiC MOS管负压关断，以减小关断时间，降低开关管的关断损耗，提升开关管的工作频率。
Description
技术领域
本实用新型属于驱动电路领域，特别涉及一种SiC MOS管负压关断电路。
背景技术
MOS管，是金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor,MOSFET)的简称，SiC MOS管是近些年来在MOS管基础上发展起来的新型功率器件，由于采用了SiC材料，SiC MOS管的开关频率更高，功率更大，因此其广泛应用于电动汽车充电、电机控制、光伏逆变等领域。
在SiC MOS管的高频大功率应用中，系统的工作频率和开关损耗主要受到SiC MOS管开关时间的影响，开关时间越长，开关损耗越大，工作频率越低，因此，开关时间是制约SiC MOS工作频率的主要因素，人们总是想方设法的减小SiC MOS管的开通时间和关断时间。
目前，减小SiC MOS管的开通时间的方法为减小导通电阻和增大驱动电流，但是减小导通电阻会造成驱动电压的震荡，引起振铃现象，给电路中的其他元器件造成很大的电压应力，因此不能一味的减小导通电阻；增大驱动电流对驱动电源和驱动芯片提出很高要求，会使得成本急剧增加，同时，这两种方法的应用已经使得开通时间无法再小了，人们便把目光投向减小关断时间。目前主流的做法是减小关断电阻，即通过设计，使得开通和关断电路不同，关断电阻小于开通电阻，但是在SiC MOS管的高频应用，特别是在MHz级别的应用中，这种做法作用有限。由于SiC MOS管的特性，负压关断可以大幅减小关断时间。目前国际上的大厂商主要通过设计专门的驱动电源和驱动芯片来实现负压关断，但是这样不仅成本高，而且电路结构复杂，不利于推广。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本实用新型提供了用于降低成本的SiCMOS管负压关断电路。
为了达到上述技术目的，本实用新型提供了一种SiC MOS管负压关断电路，包括：
在SiC MOS管驱动电路中增加了由稳压二极管和电容并联组成的负压模块；
SiC MOS管驱动电路包含直流电源VDD，导通电压为V1的二极管D1，自举电容CBOOT，驱动芯片、导通电阻RON、关断电阻ROFF和关断二极管DOFF；在导通电阻和关断电阻前反串联了一个稳定电压为VZ的稳压二极管DZ，在DZ两端并联了一个电容CZ；
当SiC MOS管需要开通时，驱动芯片的OUT引脚输出值为VDD-V1的驱动电压，经过DZ后，GS两极的电压为VDD-V1-VZ，CZ两端的电压为VZ；关断时，驱动芯片的OUT引脚电压降为0，GS极之间电压降为-VZ，实现负压关断。
可选的，在通用SiC MOS管驱动电路的基础上增加了一个由稳压二极管和电容并联组成的负压模块，关断时刻在SiC MOS管GS极之间产生一个和稳压二极管稳定电压值相同的负压。
本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：
在SiC MOS管驱动电路中添加了一个稳压二极管和电容，没有改变电路的其他部分，结构简单，不会引起系统EMI之类的问题，而且稳压二极管和电容的价格低廉，不会引起成本的上升。
利用稳压二极管和电容可以在关断时候为SiC MOS管提供一个负的电压，减少了SiC MOS管的关断时间，加快关断速度，这样可以减小关断损耗，为SiC MOS管的高频大功率应用提供了前提。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用的电路示意图；
图2为本实用在导通时的各部分电压示意图；
图3为本实用在关断时的各部分电压示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的结构作进一步地描述。
实施例一
本实用新型提供了一种SiC MOS管负压关断电路，在SiC MOS管驱动电路中增加了由稳压二极管和电容并联组成的负压模块；
SiC MOS管驱动电路包含直流电源VDD，导通电压为V1的二极管D1，自举电容CBOOT，驱动芯片、导通电阻RON、关断电阻ROFF和关断二极管DOFF；在导通电阻和关断电阻前反串联了一个稳定电压为VZ的稳压二极管DZ，在DZ两端并联了一个电容CZ；
当SiC MOS管需要开通时，驱动芯片的OUT引脚输出值为VDD-V1的驱动电压，经过DZ后，GS两极的电压为VDD-V1-VZ，CZ两端的电压为VZ；关断时，驱动芯片的OUT引脚电压降为0，GS极之间电压降为-VZ，实现负压关断。
在通用SiC MOS管驱动电路的基础上增加了一个由稳压二极管和电容并联组成的负压模块，关断时刻在SiC MOS管GS极之间产生一个和稳压二极管稳定电压值相同的负压。
本实用是针对减小SiC MOS管关断时间而实用的使SiC MOS管负压关断电路，即在SiC MOS管驱动电路的基础上增加了一个由稳压二极管和电容并联组成的负压模块，其特征在于：假设稳压二极管DZ的稳定电压为VZ，驱动电压为VDD，二极管D1的导通电压为V1，在SiC MOS管导通时，驱动芯片OUT引脚的电压为VDD-V1，稳压二极管DZ两端的电压为VZ，同时由于并联作用，电容CZ左端的电势比右端的电位高，CZ两端的电压为VZ，SiC MOS管GS两端的电压为VDD-V1-VZ；关断时，OUT引脚的电压降为零，与GND引脚的电压相同，由于电容两端的电压不能突变，在关断的时候电容CZ两端的电势一直保持左高右低，并且两者之间的电压一直为VZ。因此当OUT引脚的电压降为零之后，电容CZ左侧的电势也降为零，电容右侧的电势保持为-VZ，这个电势与SiC MOS管G极的电势相同，因此GS两极的电压为-VZ，这样在关断的过程中我们就得到了负的关断电压，实现负压关断。
上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种SiC MOS管负压关断电路，其特征在于：
在SiC MOS管驱动电路中增加了由稳压二极管和电容并联组成的负压模块；
SiC MOS管驱动电路包含直流电源VDD，导通电压为V1的二极管D1，自举电容CBOOT，驱动芯片、导通电阻RON、关断电阻ROFF和关断二极管DOFF；在导通电阻和关断电阻前反串联了一个稳定电压为VZ的稳压二极管DZ，在DZ两端并联了一个电容CZ；
当SiC MOS管需要开通时，驱动芯片的OUT引脚输出值为VDD-V1的驱动电压，经过DZ后，GS两极的电压为VDD-V1-VZ，CZ两端的电压为VZ；关断时，驱动芯片的OUT引脚电压降为0，GS极之间电压降为-VZ，实现负压关断。
2.根据权利要求1所述的SiC MOS管负压关断电路，其特征在于：
在通用SiC MOS管驱动电路的基础上增加了一个由稳压二极管和电容并联组成的负压模块，关断时刻在SiC MOS管GS极之间产生一个和稳压二极管稳定电压值相同的负压。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201821677893.3U CN209001913U (zh) | 2018-10-16 | 2018-10-16 | 一种SiC MOS管负压关断电路 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201821677893.3U CN209001913U (zh) | 2018-10-16 | 2018-10-16 | 一种SiC MOS管负压关断电路 |
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| CN209001913U true CN209001913U (zh) | 2019-06-18 |
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ID=66803941
Family Applications (1)
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| CN201821677893.3U Active CN209001913U (zh) | 2018-10-16 | 2018-10-16 | 一种SiC MOS管负压关断电路 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN209001913U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111130321A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-08 | 上海辛格林纳新时达电机有限公司 | 单电源负压功率开关管驱动电路 |
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2018
- 2018-10-16 CN CN201821677893.3U patent/CN209001913U/zh active Active
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| CN111130321A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-08 | 上海辛格林纳新时达电机有限公司 | 单电源负压功率开关管驱动电路 |
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