申请/专利权人：北京交通大学

申请日：2021-02-22

公开（公告）日：2024-05-17

公开（公告）号：CN112821730B

主分类号：H02M1/088

分类号：H02M1/088;H02M1/32

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.17#授权;2021.06.04#实质审查的生效;2021.05.18#公开

摘要：本发明公开了一种新型驱动拓扑及其驱动方法与串扰抑制方法，适用于半桥电路的碳化硅金属‑氧化物半导体场效应晶体管，包括原边逻辑处理单元、两个隔离单元、两个副边逻辑处理单元、两个多电平驱动电路、两个驱动电阻网络、两个关断漏极电流检测反馈电路。本发明根据检测电路反馈信息确定下一次多电平脉冲信号，可以检测反馈自适应以优化关断特性，通过副边逻辑控制单元做减法运算有效消除检测电路固有检测电路硬件延迟的影响，从而抑制半桥电路开关管的关断瞬态振荡与电压过冲。在主动管动作时，通过调整被动管的栅源极电平来抑制串扰的影响，从而防止寄生开通与栅源极负压过冲，从而提高器件的使用可靠性和寿命。

主权项：1.一种新型驱动拓扑，适用于半桥电路的碳化硅金属-氧化物半导体场效应晶体管，其特征在于，包括原边逻辑处理单元、上桥臂隔离单元、下桥臂隔离单元、上桥臂副边逻辑处理单元、下桥臂副边逻辑处理单元、上桥臂多电平驱动电路、下桥臂多电平驱动电路、上桥臂驱动电阻网络、下桥臂驱动电阻网络、上桥臂关断漏极电流检测反馈电路和下桥臂关断漏极电流检测反馈电路；原边逻辑处理单元包括第一输出端和第二输出端；第一输出端连接至上桥臂隔离单元的输入端，上桥臂隔离单元的输出端连接至上桥臂副边逻辑处理单元的输入端，上桥臂副边逻辑处理单元的输出端连接至上桥臂多电平驱动电路的输入端，上桥臂多电平驱动电路的输出端通过上桥臂驱动电阻网络连接至第一SiCMOSFET的栅极，第一SiCMOSFET的功率源极连接至上桥臂关断漏极电流检测反馈电路的输入端，上桥臂关断漏极电流检测反馈电路的输出端连接至所述上桥臂副边逻辑处理单元；第二输出端连接至下桥臂隔离单元的输入端，下桥臂隔离单元的输出端连接至下桥臂副边逻辑处理单元的输入端，下桥臂副边逻辑处理单元的输出端连接至下桥臂多电平驱动电路的输入端，下桥臂多电平驱动电路的输出端通过下桥臂驱动电阻网络连接至第二SiCMOSFET的栅极，第二SiCMOSFET的功率源极连接至下桥臂关断漏极电流检测反馈电路的输入端，下桥臂关断漏极电流检测反馈电路的输出端连接至所述下桥臂副边逻辑处理单元；信息流1从原边逻辑处理单元的输入端输入，经原边逻辑处理单元分流输出信号相同的信息流2_H、信息流2_L；上桥臂隔离单元接收所述信息流2_H并输出信息流3_H，上桥臂副边逻辑处理单元接收信息流3_H并输出电压选择使能信息流4_H，上桥臂多电平驱动电路接收信息流4_H并输出带有足够驱动功率的多电平驱动信号VGG_H，信号VGG_H经上桥臂驱动电阻网络输入第一SiCMOSFET的栅极，上桥臂关断漏极电流检测反馈电路采集第一SiCMOSFET关断时漏极电流变化作用在电感或线圈产生的感应电压Vsense_H，并比例计算感应电压Vsense_H，再将比例计算后感应电压k*Vsense_H分别与开始阈值电压Vref1、终止阈值电压Vref2比较后，通过上升沿与下降沿的形式向上桥臂副边逻辑处理单元输入反馈信号FB_H，上桥臂副边逻辑处理单元根据反馈信号FB_H与信息流3_H产生输出信息流4_H；下桥臂隔离单元接收所述信息流2_L并输出信息流3_L，下桥臂副边逻辑处理单元接收信息流3_L并输出电压选择使能信息流4_L，下桥臂多电平驱动电路接收信息流4_L并输出带有足够驱动功率的多电平驱动信号VGG_L，信号VGG_L经下桥臂驱动电阻网络输入第二SiCMOSFET的栅极，下桥臂关断漏极电流检测反馈电路采集第二SiCMOSFET关断时漏极电流变化作用在电感或线圈产生的感应电压Vsense_L，并比例计算感应电压Vsense_L，再将比例计算后感应电压k*Vsense_L分别与开始阈值电压Vref1、终止阈值电压Vref2比较后，通过上升沿与下降沿的形式向下桥臂副边逻辑处理单元输入反馈信号FB_L，下桥臂副边逻辑处理单元根据反馈信号FB_L与信息流3_L产生输出信息流4_L；所述原边逻辑处理单元对信息流2_H和信息流2_L进行互锁保护；所述信息流3_H、信息流4_H是以第一SiCMOSFET的源极为参考地的信息流；所述信息流4_L是以第二SiCMOSFET的源极为参考地的信息流；所述反馈信号的输出判定条件为：1当且仅当比例计算后的感应电压大于开始阈值电压时，反馈信号由低电平跳变至高电平，产生上升沿；2当且仅当比例计算后的感应电压小于终止阈值电压时，反馈信号由高电平变为低电平，产生下降沿。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京交通大学 一种新型驱动拓扑及其驱动方法与串扰抑制方法

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