申请/专利权人：南京航空航天大学

申请日：2018-12-28

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN109981088B

主分类号：H03K17/041

分类号：H03K17/041;H03K17/12

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2019.07.30#实质审查的生效;2019.07.05#公开

摘要：本发明公开了一种自适应调节SiCMOSFET开关速度的驱动电路，电路包括主驱动电路、栅极电压斜率检测电路、驱动电流调节电路，主驱动电路部分由电压图腾柱结构电路以及驱动电阻构成；栅极电压斜率检测电路部分由一个微分单元和四个比较器单元构成；驱动电流调节电路部分由数字控制芯片以及两个可控电流源构成。本发明提出了一种在传统驱动电路的基础上，通过栅极电压斜率检测结果来动态调节SiCMOSFET开关速度的驱动电路。通过对微分单元和比较器单元的设计，控制SiCMOSFET开关速度处于合理范围内。此种驱动电路在充分发挥SiCMOSFET高速开关性能优势的基础上，提高了器件工作可靠性和效率。

主权项：1.一种自适应调节SiCMOSFET开关速度的驱动电路，其特征在于，包含主驱动电路、栅极电压斜率检测电路和驱动电流调节电路；所述主驱动电路部分包含电压图腾柱结构电路和驱动电阻，电压图腾柱结构电路包含第一开关管和第二开关管，其中，所述驱动电阻的一端连接SiCMOSFET的栅极，另一端分别和第一开关管的源极、第二开关管漏极的相连；第一开关管的漏极和驱动SiCMOSFET开通的供电电压相连；第二开关管的源极和驱动SiCMOSFET关断的供电电压相连；所述栅极电压斜率检测电路包含微分单元、以及第一至第四比较器，微分单元包括第一运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和第二电容，其中，所述第一电阻的一端和SiCMOSFET的栅极相连、另一端和所述第一电容的一端相连；所述第一电容的另一端分别和所述第一运算放大器的反相输入端、第二电阻的一端、第二电容的一端相连；所述第一运算放大器的同相输入端和所述第三电阻的一端相连，输出端分别和第二电阻的另一端、第二电容的另一端、第一比较器的同相输入端、第二比较器的同相输入端、第三比较器的反相输入端、第四比较器的反相输入端相连；所述第三电阻的另一端接地；所述第一比较器的反相输入端连接第一参考电压，第二比较器的反相输入端连接第二参考电压，第三比较器的同相输入端连接第三参考电压，第四比较器的同相输入端连接第四参考电压；其中第一参考电压值为SiCMOSFET开通时栅极电压上升斜率到达预设的最小阈值时对应的微分单元的输出端电压值；第二参考电压值为SiCMOSFET开通时栅极电压上升斜率到达预设的最大阈值时对应的微分单元的输出端电压值；第三参考电压值为SiCMOSFET关断时栅极电压下降斜率到达预设的最大阈值时对应的微分单元的输出端电压值；第四参考电压值为SiCMOSFET关断时栅极电压下降斜率到达预设的最小阈值时对应的微分单元的输出端电压值；所述驱动电流调节电路包含数字控制芯片、第一可控电流源和第二可控电流源，所述数字控制芯片利用内部的逻辑计算功能，通过比较输入端int1、int2、int3、int4和int5的极性来输出不同的out1、out2和PWM-on、PWM-off值：当int3、int4和int5输入信号极性为正时，PWM-on输出正值，PWM-off输出负值，此时，若int1输入信号极性为负、int2输入信号极性为正，则out1、out2输出值保持不变；若int1、int2输入信号极性皆为正，则out1输出幅值上升、out2输出值保持不变；若int1、int2输入信号极性皆为负，则out1输出值保持不变、out2输出幅值上升；当int1、int2输入信号极性为正，int5输入信号极性为负时，PWM-on输出负值，PWM-off输出正值，此时，若int3输入信号极性为正、int4输入信号极性为负，则out1、out2输出值保持不变；若int3、int4输入信号极性皆为正，则out1输出值保持不变、out2输出幅值上升；若int1、int2输入信号极性皆为负，则out1输出幅值上升、out2输出值保持不变；所述数字控制芯片的输入端int1、int2、int3、int4分别和第一至第四比较器的输出端对应相连，数字控制芯片的输入端int5用于接入控制SiCMOSFET开关的控制信号；数字控制芯片的输出端PWM-on、PWM-off分别和第一开关管的栅极、第二开关管的栅极对应相连，数字控制芯片的输出端out1、out2分别和所述第一可控电流源的控制端口、第二可控电流源的控制端口对应相连；所述第一可控电流源的一端和驱动SiCMOSFET开通的供电电压相连，另一端和SiCMOSFET的栅极相连；所述第二可控电流源的一端和驱动SiCMOSFET关断的供电电压相连，另一端和SiCMOSFET的栅极相连。

全文数据：一种自适应调节SiCMOSFET开关速度的驱动电路技术领域本发明涉及电力电子技术与电工技术领域，尤其涉及一种自适应调节SiCMOSFET开关速度的驱动电路。背景技术SiC器件相较于Si器件而言具有更宽的禁带宽度、更高的热导率、更高的临界场强以及更快的电子迁移速率，在耐高温高压，开关速度，工作频率等方面优势明显，适合用于高速高功率的应用场合。然而由于SiCMOSFET高的开关速度，在开关过程中产生很大的dudt、didt，会引起严重的电磁干扰问题。并且电路中寄生参数的存在会造成SiCMOSFET开关瞬间电压电流振荡过大。当SiCMOSFET工作在桥臂电路中时，会由于过快的开关速度以及寄生参数的影响产生桥臂串扰现象。此外，若SiCMOSFET开关速度过慢时，SiCMOSFET的开关损耗也较大。因此，SiCMOSFET开关速度及损耗与EMI是相互制约的因素。为降低由于快的开关速度和寄生元件所引起的电压过冲、振荡以及电磁干扰EMI问题，常用的方法有降低开关速度、外加阻容缓冲电路、优化布局和动态调节栅极电阻等方法。其中，降低开关速度的方法牺牲了SiCMOSFET高速开关性能并增加了开关损耗；外加阻容缓冲电路的方法增加了电路的复杂度；优化布局法并不能从根本上降低高开关速度造成的影响，且加大了设计难度；此外动态调节栅极电阻的方法，需要折中考虑栅极电阻数量和开关速度调控精度，且控制复杂。这些方法在抑制由于高开关速度以及寄生元件所带来的影响的同时，存在降低开关速度、增大开关损耗、设计难度较大和不能保证最低开关速度的缺点，实际应用价值受限。发明内容本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种自适应调节SiCMOSFET开关速度的驱动电路。本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种自适应调节SiCMOSFET开关速度的驱动电路，包含主驱动电路、栅极电压斜率检测电路和驱动电流调节电路；所述主驱动电路部分包含电压图腾柱结构电路和驱动电阻，电压图腾柱结构电路包含第一开关管和第二开关管，其中，所述驱动电阻的一端连接SiCMOSFET的栅极，另一端分别和第一开关管的源极、第二开关管漏极的相连；第一开关管的漏极和驱动SiCMOSFET开通的供电电压相连；第二开关管的源极和驱动SiCMOSFET关断的供电电压相连；所述栅极电压斜率检测电路包含微分单元、以及第一至第四比较器，微分单元包括第一运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和第二电容，其中，所述第一电阻的一端和SiCMOSFET的栅极相连、另一端和所述第一电容的一端相连；所述第一电容的另一端分别和所述第一运算放大器的反相输入端、第二电阻的一端、第二电容的一端相连；所述第一运算放大器的同相输入端和所述第三电阻的一端相连，输出端分别和第二电阻的另一端、第二电容的另一端、第一比较器的同相输入端、第二比较器的同相输入端、第三比较器的反相输入端、第四比较器的反相输入端相连；所述第三电阻的另一端接地；所述第一比较器的反相输入端连接第一参考电压，第二比较器的反相输入端连接第二参考电压，第三比较器的同相输入端连接第三参考电压，第四比较器的同相输入端连接第四参考电压；其中第一参考电压值为SiCMOSFET开通时栅极电压上升斜率到达预设的最小阈值时对应的微分单元的输出端电压值；第二参考电压值为SiCMOSFET开通时栅极电压上升斜率到达预设的最大阈值时对应的微分单元的输出端电压值；第三参考电压值为SiCMOSFET关断时栅极电压下降斜率到达预设的最大阈值时对应的微分单元的输出端电压值；第四参考电压值为SiCMOSFET关断时栅极电压下降斜率到达预设的最小阈值时对应的微分单元的输出端电压值；所述驱动电流调节电路包含数字控制芯片、第一可控电流源和第二可控电流源，所述数字控制芯片利用内部的逻辑计算功能，通过比较输入端int1、int2、int3、int4和int5的极性来输出不同的out1、out2和PWM-on、PWM-off值：当int3、int4和int5输入信号极性为正时，PWM-on输出正值，PWM-off输出负值，此时，若int1输入信号极性为负、int2输入信号极性为正，则out1、out2输出值保持不变；若int1、int2输入信号极性皆为正，则out1输出幅值上升、out2输出值保持不变；若int1、int2输入信号极性皆为负，则out1输出值保持不变、out2输出幅值上升；当int1、int2输入信号极性为正，int5输入信号极性为负时，PWM-on输出负值，PWM-off输出正值，此时，若int3输入信号极性为正、int4输入信号极性为负，则out1、out2输出值保持不变；若int3、int4输入信号极性皆为正，则out1输出值保持不变、out2输出幅值上升；若int1、int2输入信号极性皆为负，则out1输出幅值上升、out2输出值保持不变；所述数字控制芯片的输入端int1、int2、int3、int4分别和第一至第四比较器的输出端对应相连，数字控制芯片的输入端int5用于接入控制SiCMOSFET开关的控制信号；数字控制芯片的输出端PWM-on、PWM-off分别和第一开关管的栅极、第二开关管的栅极对应相连，数字控制芯片的输出端out1、out2分别和所述第一可控电流源的控制端口、第二可控电流源的控制端口对应相连；所述第一可控电流源的一端和驱动SiCMOSFET开通的供电电压相连，另一端和SiCMOSFET的栅极相连；所述第二可控电流源的一端和驱动SiCMOSFET关断的供电电压相连，另一端和SiCMOSFET的栅极相连。本发明还公开了一种该自适应调节SiCMOSFET开关速度的驱动电路的控制方法，包含以下步骤：步骤1，SiCMOSFET开关期间，栅极斜率检测电路检测栅极电压变化率；步骤2，如果SiCMOSFET栅极电压上升，栅极斜率检测电路将SiCMOSFET栅极电压上升斜率分别和预设的上升斜率最大阈值、预设的上升斜率最小阈值进行比较，并将比较结果传输至数字控制芯片；步骤2.1，如果SiCMOSFET栅极电压上升斜率大于预设的上升斜率最大阈值，数字控制芯片调节输出端out2信号，增大负向驱动电流值；步骤2.2，如果SiCMOSFET栅极电压上升斜率小于预设的上升斜率最小阈值，数字控制芯片调节输出端out1信号，增大正向驱动电流值；步骤3，如果SiCMOSFET栅极电压下降，栅极斜率检测电路将SiCMOSFET栅极电压下降斜率分别和预设的下降斜率最大阈值、预设的下降斜率最小阈值进行比较，并将比较结果传输至数字控制芯片；步骤3.1，如果将SiCMOSFET栅极电压下降斜率大于预设的下降斜率最大阈值，数字控制芯片调节输出端out1信号，增大正向驱动电流值；步骤3.2，如果将SiCMOSFET栅极电压下降斜率小于预设的下降斜率最小阈值，数字控制芯片调节输出端out2信号，增大负向驱动电流值。本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1.在开关管开关速度过快时，能够自动降低开关速度，抑制较大的EMI干扰；2.在开关管开关速度过慢时，能够自动提高开关速度，降低开关损耗；3.在开关管正常开关期间，采用基本驱动电路，降低驱动电路复杂程度。附图说明图1是本发明中主驱动电路的电路图；图2是本发明中栅极电压斜率检测电路的电路图；图3是本发明中栅极电流调节电路的电路图；图4是本发明的电路图；图5是本发明中各比较器的波形时序图。具体实施方式下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：本发明可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本发明的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。一种自适应调节SiCMOSFET开关速度的驱动电路，包含主驱动电路、栅极电压斜率检测电路和驱动电流调节电路；所述主驱动电路部分包含电压图腾柱结构电路和驱动电阻，电压图腾柱结构电路包含第一开关管和第二开关管，其中，所述驱动电阻的一端连接SiCMOSFET的栅极，另一端分别和第一开关管的源极、第二开关管漏极的相连；第一开关管的漏极和驱动SiCMOSFET开通的供电电压相连；第二开关管的源极和驱动SiCMOSFET关断的供电电压相连；所述栅极电压斜率检测电路包含微分单元、以及第一至第四比较器，微分单元包括第一运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和第二电容，其中，所述第一电阻的一端和SiCMOSFET的栅极相连、另一端和所述第一电容的一端相连；所述第一电容的另一端分别和所述第一运算放大器的反相输入端、第二电阻的一端、第二电容的一端相连；所述第一运算放大器的同相输入端和所述第三电阻的一端相连，输出端分别和第二电阻的另一端、第二电容的另一端、第一比较器的同相输入端、第二比较器的同相输入端、第三比较器的反相输入端、第四比较器的反相输入端相连；所述第三电阻的另一端接地；所述第一比较器的反相输入端连接第一参考电压，第二比较器的反相输入端连接第二参考电压，第三比较器的同相输入端连接第三参考电压，第四比较器的同相输入端连接第四参考电压；其中第一参考电压值为SiCMOSFET开通时栅极电压上升斜率到达预设的最小阈值时对应的微分单元的输出端电压值；第二参考电压值为SiCMOSFET开通时栅极电压上升斜率到达预设的最大阈值时对应的微分单元的输出端电压值；第三参考电压值为SiCMOSFET关断时栅极电压下降斜率到达预设的最大阈值时对应的微分单元的输出端电压值；第四参考电压值为SiCMOSFET关断时栅极电压下降斜率到达预设的最小阈值时对应的微分单元的输出端电压值；所述驱动电流调节电路包含数字控制芯片、第一可控电流源和第二可控电流源，所述数字控制芯片利用内部的逻辑计算功能，通过比较输入端int1、int2、int3、int4和int5的极性来输出不同的out1、out2和PWM-on、PWM-off值：当int3、int4和int5输入信号极性为正时，PWM-on输出正值，PWM-off输出负值，此时，若int1输入信号极性为负、int2输入信号极性为正，则out1、out2输出值保持不变；若int1、int2输入信号极性皆为正，则out1输出幅值上升、out2输出值保持不变；若int1、int2输入信号极性皆为负，则out1输出值保持不变、out2输出幅值上升；当int1、int2输入信号极性为正，int5输入信号极性为负时，PWM-on输出负值，PWM-off输出正值，此时，若int3输入信号极性为正、int4输入信号极性为负，则out1、out2输出值保持不变；若int3、int4输入信号极性皆为正，则out1输出值保持不变、out2输出幅值上升；若int1、int2输入信号极性皆为负，则out1输出幅值上升、out2输出值保持不变；所述数字控制芯片的输入端int1、int2、int3、int4分别和第一至第四比较器的输出端对应相连，数字控制芯片的输入端int5用于接入控制SiCMOSFET开关的控制信号；数字控制芯片的输出端PWM-on、PWM-off分别和第一开关管的栅极、第二开关管的栅极对应相连，数字控制芯片的输出端out1、out2分别和所述第一可控电流源的控制端口、第二可控电流源的控制端口对应相连；所述第一可控电流源的一端和驱动SiCMOSFET开通的供电电压相连，另一端和SiCMOSFET的栅极相连；所述第二可控电流源的一端和驱动SiCMOSFET关断的供电电压相连，另一端和SiCMOSFET的栅极相连。本发明还公开了一种该自适应调节SiCMOSFET开关速度的驱动电路的控制方法，包含以下步骤：步骤1，SiCMOSFET开关期间，栅极斜率检测电路检测栅极电压变化率；步骤2，如果SiCMOSFET栅极电压上升，栅极斜率检测电路将SiCMOSFET栅极电压上升斜率分别和预设的上升斜率最大阈值、预设的上升斜率最小阈值进行比较，并将比较结果传输至数字控制芯片；步骤2.1，如果SiCMOSFET栅极电压上升斜率大于预设的上升斜率最大阈值，数字控制芯片调节输出端out2信号，增大负向驱动电流值；步骤2.2，如果SiCMOSFET栅极电压上升斜率小于预设的上升斜率最小阈值，数字控制芯片调节输出端out1信号，增大正向驱动电流值；步骤3，如果SiCMOSFET栅极电压下降，栅极斜率检测电路将SiCMOSFET栅极电压下降斜率分别和预设的下降斜率最大阈值、预设的下降斜率最小阈值进行比较，并将比较结果传输至数字控制芯片；步骤3.1，如果将SiCMOSFET栅极电压下降斜率大于预设的下降斜率最大阈值，数字控制芯片调节输出端out1信号，增大正向驱动电流值；步骤3.2，如果将SiCMOSFET栅极电压下降斜率小于预设的下降斜率最小阈值，数字控制芯片调节输出端out2信号，增大负向驱动电流值。如图4所示，本发明为一种自适应调节SiCMOSFET开关速度的驱动电路，驱动电路包含主驱动电路、栅极电压斜率检测电路、驱动电流调节电路，主驱动电路部分由电压图腾柱结构电路以及驱动电阻构成；栅极电压斜率检测电路部分由一个微分单元和四个比较器单元构成；驱动电流调节电路部分由数字控制芯片以及两个可控电流源构成。如图1所示，是主驱动电路的电路图，上述电压图腾柱结构电路包括第一开关管S1和第二开关管S2，其中，第一开关管S1的漏极连接第一正向供电电源UG,on，第一开关管S1的源极连接第二开关管S2的漏极，第二开关管S2的源极连接第一负向供电电源UG,off；驱动电阻RG的一端连接在第一开关管S1、第二开关管S2之间，驱动电阻RG的另一端连接SiCMOSFET的栅极。如图2所示，是栅极电压斜率检测电路，上述微分单元包括第一运算放大器amp1，第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，第一电容C1和第二电容C2，其中，第一电阻R1的一端连接SiCMOSFET的栅极，第一电阻R1的另一端连接第一电容C1的一端，第一电容C1的另一端连接第一运算放大器amp1的反相输入端，第二电阻R2的一端和第二电容C2的一端连接第一运算放大器amp1的反相输入端，第二电阻R2的另一端和第二电容C2的另一端连接第一运算放大器amp5的输出端，第三电阻R3的一端连接第一运算放大器amp1的同相输入端，第三电阻R3的另一端接地。第一运算放大器amp1的输出端连接第一比较器comp1的同相输入端，第二比较器comp2的同相输入端，第三比较器comp3的反相输入端和第四比较器comp4的反相输入端。第一比较器comp1的反相输入端连接第一参考电压Uref1，第二比较器comp2的反相输入端连接第二参考电压Uref2，第三比较器comp3的同相相输入端连接第三参考电压Uref3，第四比较器comp4的同相输入端连接第四参考电压Uref4。如图3所示，是栅极电流调节电路，第一比较器comp1输出端out-comp1连接数字控制芯片输入端int1，第二比较器comp2输出端out-comp2连接数字控制芯片输入端int2，第三比较器comp3输出端out-comp3连接数字控制芯片输入端int3，第四比较器comp4输出端out-comp4连接数字控制芯片输入端int4，数字控制芯片输入端int5连接输入控制信号。数字控制芯片输出端PWM-on连接第一开关管S1的栅极，数字控制芯片输出端PWM-off连接第二开关管S2的栅极，数字控制芯片输出端out1连接第一可控电流源iP的控制端口，第一可控电流源iP的一端连接第一正向供电电源UG,on，第一可控电流源iP的另一端连接SiCMOSFET的栅极，数字控制芯片输出端out2连接第二可控电流源iN的控制端口，第二可控电流源iN的一端连接第一负向供电电源UG,off，第二可控电流源iN的另一端连接SiCMOSFET的栅极。本发明的工作原理是：在SiCMOSFET开关期间，栅极斜率检测电路检测栅极电压变化率，并将检测结果传输至数字控制芯片，数字控制芯片根据栅极斜率检测结果调节可控电流源输出电流值。当检测到SiCMOSFET栅极电压上升斜率过大和下降斜率过小时，数字控制芯片调节输出端out2信号，增大负向驱动电流值；当检测到SiCMOSFET栅极电压上升斜率过小和下降斜率过大时，数字控制芯片调节输出端out1信号，增大正向驱动电流值；保证SiCMOSFET开关速度处于合理范围内。如图5所示，在SiCMOSFET开通期间，微分单元输出Udiff1为负值，比较器comp3、comp4输出信号为正，当栅极电压斜率过大时，比较器comp1、comp2输出信号为负，当栅极电压斜率过小时，比较器comp1、comp2输出信号为正，当栅极电压斜率正常时，比较器comp1输出信号为负，比较器comp2输出信号为正；在SiCMOSFET关断期间，微分单元输出Udiff1为正值，比较器comp1、comp2输出信号为正，当栅极电压斜率过大时，比较器comp3、comp4输出信号为负，当栅极电压斜率过小时，比较器comp3、comp4输出信号为正，当栅极电压斜率正常时，比较器comp3输出信号为正，比较器comp4输出信号为负；数字控制芯片根据比较器输出结果调节可控电流源输出电流值。当检测到SiCMOSFET栅极电压上升斜率过大和下降斜率过小时，数字控制芯片调节输出端out2信号，增大负向驱动电流值；当检测到SiCMOSFET栅极电压上升斜率过小和下降斜率过大时，数字控制芯片调节输出端out1信号，增大正向驱动电流值；保证SiCMOSFET开关速度处于合理范围内。数字控制芯片工作逻辑如下表所示。本发明提供一种自适应调节SiCMOSFET开关速度的驱动电路，在充分发挥SiCMOSFET高速开关性能优势的基础上，提高了器件工作可靠性和效率，实现高速、高效、高可靠性驱动SiCMOSFET的目的。本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语包括技术术语和科学术语具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种自适应调节SiCMOSFET开关速度的驱动电路，其特征在于，包含主驱动电路、栅极电压斜率检测电路和驱动电流调节电路；所述主驱动电路部分包含电压图腾柱结构电路和驱动电阻，电压图腾柱结构电路包含第一开关管和第二开关管，其中，所述驱动电阻的一端连接SiCMOSFET的栅极，另一端分别和第一开关管的源极、第二开关管漏极的相连；第一开关管的漏极和驱动SiCMOSFET开通的供电电压相连；第二开关管的源极和驱动SiCMOSFET关断的供电电压相连；所述栅极电压斜率检测电路包含微分单元、以及第一至第四比较器，微分单元包括第一运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和第二电容，其中，所述第一电阻的一端和SiCMOSFET的栅极相连、另一端和所述第一电容的一端相连；所述第一电容的另一端分别和所述第一运算放大器的反相输入端、第二电阻的一端、第二电容的一端相连；所述第一运算放大器的同相输入端和所述第三电阻的一端相连，输出端分别和第二电阻的另一端、第二电容的另一端、第一比较器的同相输入端、第二比较器的同相输入端、第三比较器的反相输入端、第四比较器的反相输入端相连；所述第三电阻的另一端接地；所述第一比较器的反相输入端连接第一参考电压，第二比较器的反相输入端连接第二参考电压，第三比较器的同相输入端连接第三参考电压，第四比较器的同相输入端连接第四参考电压；其中第一参考电压值为SiCMOSFET开通时栅极电压上升斜率到达预设的最小阈值时对应的微分单元的输出端电压值；第二参考电压值为SiCMOSFET开通时栅极电压上升斜率到达预设的最大阈值时对应的微分单元的输出端电压值；第三参考电压值为SiCMOSFET关断时栅极电压下降斜率到达预设的最大阈值时对应的微分单元的输出端电压值；第四参考电压值为SiCMOSFET关断时栅极电压下降斜率到达预设的最小阈值时对应的微分单元的输出端电压值；所述驱动电流调节电路包含数字控制芯片、第一可控电流源和第二可控电流源，所述数字控制芯片利用内部的逻辑计算功能，通过比较输入端int1、int2、int3、int4和int5的极性来输出不同的out1、out2和PWM-on、PWM-off值：当int3、int4和int5输入信号极性为正时，PWM-on输出正值，PWM-off输出负值，此时，若int1输入信号极性为负、int2输入信号极性为正，则out1、out2输出值保持不变；若int1、int2输入信号极性皆为正，则out1输出幅值上升、out2输出值保持不变；若int1、int2输入信号极性皆为负，则out1输出值保持不变、out2输出幅值上升；当int1、int2输入信号极性为正，int5输入信号极性为负时，PWM-on输出负值，PWM-off输出正值，此时，若int3输入信号极性为正、int4输入信号极性为负，则out1、out2输出值保持不变；若int3、int4输入信号极性皆为正，则out1输出值保持不变、out2输出幅值上升；若int1、int2输入信号极性皆为负，则out1输出幅值上升、out2输出值保持不变；所述数字控制芯片的输入端int1、int2、int3、int4分别和第一至第四比较器的输出端对应相连，数字控制芯片的输入端int5用于接入控制SiCMOSFET开关的控制信号；数字控制芯片的输出端PWM-on、PWM-off分别和第一开关管的栅极、第二开关管的栅极对应相连，数字控制芯片的输出端out1、out2分别和所述第一可控电流源的控制端口、第二可控电流源的控制端口对应相连；所述第一可控电流源的一端和驱动SiCMOSFET开通的供电电压相连，另一端和SiCMOSFET的栅极相连；所述第二可控电流源的一端和驱动SiCMOSFET关断的供电电压相连，另一端和SiCMOSFET的栅极相连。2.基于权利要求1所述的自适应调节SiCMOSFET开关速度的驱动电路的控制方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1），SiCMOSFET开关期间，栅极斜率检测电路检测栅极电压变化率；步骤2），如果SiCMOSFET栅极电压上升，栅极斜率检测电路将SiCMOSFET栅极电压上升斜率分别和预设的上升斜率最大阈值、预设的上升斜率最小阈值进行比较，并将比较结果传输至数字控制芯片；步骤2.1），如果SiCMOSFET栅极电压上升斜率大于预设的上升斜率最大阈值，数字控制芯片调节输出端out2信号，增大负向驱动电流值；步骤2.2），如果SiCMOSFET栅极电压上升斜率小于预设的上升斜率最小阈值，数字控制芯片调节输出端out1信号，增大正向驱动电流值；步骤3），如果SiCMOSFET栅极电压下降，栅极斜率检测电路将SiCMOSFET栅极电压下降斜率分别和预设的下降斜率最大阈值、预设的下降斜率最小阈值进行比较，并将比较结果传输至数字控制芯片；步骤3.1），如果将SiCMOSFET栅极电压下降斜率大于预设的下降斜率最大阈值，数字控制芯片调节输出端out1信号，增大正向驱动电流值；步骤3.2），如果将SiCMOSFET栅极电压下降斜率小于预设的下降斜率最小阈值，数字控制芯片调节输出端out2信号，增大负向驱动电流值。

百度查询： 南京航空航天大学 一种自适应调节SiC MOSFET开关速度的驱动电路

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