Sic mosfet过流短路检测电路及检测保护系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请设及电力电子领域，特别设及一种SICMOSFET过流短路检测电路及检测保 护系统。
【背景技术】
[0002] SIC(碳化娃)M0SFET(金氧半场效晶体管，Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor) 是目 前较受瞩目的碳化娃功率开关器件，其最明显的优点是 ： 低导通 电阻与高速开关，驱动电路简单及与现有的功率器件(娃功率MOSFET和IGBT)驱动电路的兼 容性好。
[0003] 但是，现在的SiCMOSFET成本较高，在实际应用中，由于过载、内部驱动错误、干扰 或控制不当等导致流过SiCMOSFET的电流远远大于其安全工作区域S0A的要求，如果没有 对应的措施去保护或者保护过慢将会永久损坏昂贵的SiCMOSFET,因此目前亟需一种过流 短路检测电路对SiCMOSFET进行快速检测，W触发过流短路保护电路对SiCMOSFET进行及 时的过流短路保护。
【发明内容】
[0004] 为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种SICMOSFET过流短路检测电路及检 测保护系统，W达到能够快速检测到SICMOSFET是否发生过流短路现象，提高了检测速度， 从而提高了过流短路保护短路对SICMOSFET的保护速度的目的，技术方案如下：
[0005] 一种SICM0S阳T过流短路检测电路，包括:第一电阻、第二电阻、第六电阻、第屯电 阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第二十九电阻、第Ξ十电阻、第Ξ电容、第一二极管、第 二二极管、第四二极管、第五二极管、第二Ξ极管和开关扩流器件；
[0006] 所述第一电阻的第一端与待检测SICMOSFET所属驱动电路单元的PWM信号输出端 相连，所述第一电阻的第一端分别与所述第一二极管的阴极和所述第二二极管的阴极相 连，所述第一电阻的第二端分别与所述第一二极管的阳极、所述第二电阻的第一端和所述 开关扩流器件的第一端相连，所述第二电阻的第二端接地；
[0007] 所述开关扩流器件的第一端与第六电阻的第一端相连，所述开关扩流器件的第二 端与第一驱动隔离电源正压相连，所述开关扩流器件的第Ξ端分别与第十电阻的第一端和 所述第六电阻的第二端相连，所述第十电阻的第二端分别与所述第屯电阻和所述第五二极 管的阳极相连，所述第五二极管的阴极与所述待检测SICMOSFET的漏极相连；
[0008] 所述第屯电阻的第二端分别与所述第八电阻的第一端和所述第二二极管的阳极 相连，所述第八电阻的第二端所述第九电阻的第一端相连，所述第九电阻的第一端分别与 所述第四二极管的阴极和所述第二Ξ极管的发射极相连，所述第四二极管的阳极接地，所 述第九电阻的第二端与所述第二十九电阻的第一端相连，所述第二十九电阻的第二端分别 与所述第Ξ十电阻的第一端和所述第二Ξ极管的基极相连，所述第Ξ十电阻的第二端与第 二驱动隔离电源正压相连，所述第二Ξ极管的集电极与所述待检测SICMOSFET的过流短路 保护输出电路相连，所述第Ξ电容与所述第二十九电阻并联。
[0009] 优选的，所述开关扩流器件为第一Ξ极管；
[0010] 在所述开关扩流器件为第一Ξ极管时，所述SICM0SFET过流短路检测电路还包 括:第Ξ二极管；
[0011] 所述第Ξ二极管的阴极和所述第一Ξ极管的基极相连，所述第Ξ二极管的阳极与 所述第一Ξ极管的发射极相连；
[0012] 其中，所述第一Ξ极管的基极作为所述开关扩流器件的第一端，所述第一Ξ极管 的集电极作为所述开关扩流器件的第二端，所述第一Ξ极管的发射极作为所述开关扩流器 件的第Ξ端。
[001引优选的，还包括:第立电阻、第四电阻、第五电阻和第一M0SFET;
[0014] 所述第一M0SFET的栅极与所述第一电阻的第二端相连，所述第一M0SFET的漏极与 所述第Ξ电阻的第一端相连，所述第Ξ电阻的第二端与所述第一驱动隔离电源正压相连， 所述第一M0SFET的源极分别与所述第四电阻的第一端和所述第五电阻的第一端相连，所述 第四电阻的第二端接地，所述第五电阻的第二端分别与所述第一Ξ极管的基极、所述第Ξ 二极管的阴极和所述第六电阻的第一端相连。
[0015] 优选的，所述开关扩流器件为第^MOSFET;
[0016] 在所述开关扩流器件为第SM0SFET时，所述SICM0SFET过流短路检测电路还包 括:第九二极管、第四电容和第Ξ十二电阻；
[0017] 其中，所述第SM0SFET的栅极作为所述第SM0SFET的第一端，所述第SM0SFET的 漏极作为所述第SM0SFET的第二端，所述第SM0SFET的源极作为所述第SM0SFET的第Ξ 端；
[0018] 所述第九二极管的阴极分别与所述第SM0SFET的漏极和所述第Ξ十二电阻的第 一端相连，所述第九二极管的阳极与所述第一驱动隔离电源正压相连，所述第Ξ十二电阻 的第二端接地，所述第四电容与所述第Ξ十二电阻并联。
[0019] 优选的，还包括:第Ξ十Ξ电阻、第Ξ十四电阻、第十二极管和第二M0SFET;
[0020] 所述第二M0SFET的栅极与所述第一电阻的第二端相连，所述第二M0SFET的漏极与 所述第一驱动隔离电源正压相连，所述第二M0SFET的源极分别与所述第Ξ十Ξ电阻的第一 端和所述第Ξ十四电阻的第一端相连，所述第Ξ十Ξ电阻的第二端接地，所述第Ξ十四电 阻的第二端分别与所述第^MOSFET的栅极、所述第十二极管的阴极和所述第六电阻的第一 端相连，所述第Ξ二极管的阳极与所述第一Ξ极管的第Ξ端相连。
[0021 ] 一种SICM0SFET过流短路检测保护系统，包括:控制器、驱动电路单元、过流短路 保护输出单元、电源转换电路及如上述任意一项所述的SICM0SFET过流短路检测电路；
[0022] 所述控制器，输出PWM驱动信号至所述驱动电路单元，及输出清零和复位信号至所 述过流短路保护输出单元，并接收所述过流短路保护输出单元输出的故障触发信号；
[0023] 所述驱动电路单元，接收所述控制器输出的PWM驱动信号，驱动待检测SIC M0S阳T;
[0024] 所述SICM0SFET过流短路检测电路对所述驱动电路单元中的待检测SICM0SFET 进行过流短路检测并将故障触发信号输出至所述过流短路保护输出单元；
[0025] 所述过流短路保护输出单元，根据所述故障触发信号对所述驱动电路单元中的 SICMOSFET进行过流短路保护；
[0026] 所述电源转换电路，将所述SICMOSFET过流短路检测电路所使用的第一驱动隔离 电源正压转换为第二驱动隔离电源正压，并为所述SICMOSFET过流短路检测保护系统供 电。
[0027] 优选的，所述驱动电路单元包括:驱动隔离光禪、第十六电阻、第四Ξ极管、第五Ξ 极管、第十屯电阻、第十八电阻、第六二极管、第屯二极管、第八二极管、第一电容、第十九电 阻、待检测SiCMOSFET、第一驱动隔离电源正压和驱动隔离电源负压；
[0028] 所述驱动隔离光禪的第一输入端与所述控制器相连，所述驱动隔离光禪的第二输 入端接地，所述驱动隔离光禪的第一输出端与所述驱动隔离电源正压相连，所述驱动隔离 光禪的第二输出端分别与所述SICMOSFET过流短路检测电路和所述第十六电阻相连，所述 驱动隔离光禪的第Ξ输出端与所述驱动隔离电源负压相连；
[0029] 所述第十六电阻的第二端分别与所述第四Ξ极管的基极、所述第五Ξ极管的基极 和所述过流短路保护输出单元相连；
[0030] 所述第四Ξ极管的集电极与所述第一驱动隔离电源正压相连，所述第四Ξ极管的 发射极分别与所述第五Ξ极管的发射极和所述第十屯电阻的第一端相连，第五Ξ极管的集 电极与所述驱动隔离电源负压相连；
[0031] 所述第十屯电阻的第一端与所述第六二极管的阴极相连，所述第六二极管的阳极 与所述第十八电阻的第一端相连，所述第十八电阻的第二端与所述第十屯电阻的第二端相 连；
[0032] 所述第十屯电阻的第二端分别与所述第屯二极管的阳极、所述第八二极管的阴 极、所述第十九电阻的第一端和所述待检测SICMOSFET的栅极相连；
[0033] 所述第屯二极管的阴极与所述驱动隔离电源正压相连，所述第八二极管的阳极与 所述驱动隔离电源负压相连，所述第十九电阻的第二端接地，所述第一电容与所述第十九 电阻并联，所述待检测SICMOSFET的漏极与所述SICMOSFET过流短路检测电路相连，所述 待检测SICM0S阳T的源极接地。
[0034] 优选的，所述过流短路保护输出单元包括:第九二极管、第二十电阻、第二十一电 阻、第十一电阻、第十二电阻、第十Ξ电阻、第十四电阻、第十五电阻、第二Ξ极管、第ΞΞ极 管、DQ触发器、第二十五电阻、第二十六电阻、第一隔离光禪、第二隔离光禪、第二十屯电阻、 第二十八电阻和第^^ 电阻；
[0035] 所述第九二极管的阳极与所述SICMOSFET过流短路检测电路相连，所述第九二极 管的阴极与所述第二十电阻的第一端相连，所述第二十电阻的第二端分别与所述第二十一 电阻的第一端和所述DQ触发器的CLK引脚相连，所述第二十一电阻的第二端接地；
[0036] 所述DQ触发器的D引脚与第二驱动隔离电源正压相连，所述DQ触发器的7^引脚 与所述第Ξ十一电阻的第一端相连，所述第Ξ十一电阻的第二端与所述第二驱动隔离电源 正压相连，所述DQ触发器的ρ引脚与所述第一隔离光禪的第一输入端相连，所述第一隔离 光禪的第二输入端与所述第二十五电阻的第一端相连，所述第二十五电阻的第二端与所述 第二驱动隔离电源正压相连;所述第一隔离光禪的第一输出端分别与所述第二十六电阻的 第一端和所述控制器相连，所述第一隔离光禪的第二输出端接地，所述第二十六电阻的第 二端与第Ξ驱动隔离电源正压相连；
[0037] 所述DQ触发器的石盈引脚分别与所述第二十屯电阻的第一端和所述第二隔离光 禪的第一输出端相连，所述第二十屯电阻的第二端与所述第二驱动隔离电源正压相连，所 述第二隔离光禪的第二输出端接地，所述第二隔离光禪的第二输入端与所述第二十八电阻 的第一端相连，所述第二十八电阻的第二端与所述控制器相连，所述第二隔离光禪的第一 输入端接地；
[0038] 所述第ΞΞ极管的集电极与所述驱动电路单元相连，所述第ΞΞ极管的基极与所 述第十五电阻的第一端相连，所述第ΞΞ极管的发射极接地，所述第十五电阻的第二端分 别与所述第十四电阻的第一端和所述第二Ξ极管的发射极相连，所述第十四电阻的第二端 接地，所述第二Ξ极管的集电极与所述第十二电阻的第一端相连，所述第十二电阻的第二 端与所述第一驱动隔离电源正压相连，所述第二Ξ极管的基极分别与所述第十一电阻的第 一端和所述第十Ξ电阻的第一端相连，所述第十一电阻的第二端与所述DQ触发器的Q引脚 相连，所述第十Ξ电阻的第二端接地。
[0039] 优选的，所述电源转换电路包括:第二十二电阻、第二十Ξ电阻、第二十四电阻、第 二电容和可控精密稳压源.
[0040] 所述第二十二电阻的第一端与所述第一驱动隔离电源正压相连，所述第二十二电 阻的第二端与所述可控精密稳压源的阴极相连，所述可控精密稳压源的阳极接地，所述可 控精密稳压源的阴极与所述第二十Ξ电阻的第一端相连，所述第二十Ξ电阻的第二端分别 与所述可控精密稳压源的参考极和所述第二十四电阻的第一端相连，所述第二十四电阻的 第二端接地，所述第二电容的第一端与所述第二十Ξ电阻的第一端相连并输出所述第二驱 动隔离电源正压，所述第二电容的第二端接地。
[0041] 与现有技术相比，本申请的有益效果为：
[0042] 在本申请中，SICM0S阳T过流短路检测电路可W使用具有比SicM0S阳T更快的开 关速度的开关扩流器件，由于开关扩流器件的开关速度快，因此在SicM0SFET完全开通后， 开关扩流器件能够快速开通，使检测电路能够快速响应W快速进入检测阶段，从而能够快 速检测到SICM0SFET是否发生过流短路现象，提高了检测速度，从而提高了过流短路保护 短路对SICM0S阳T的保护速度。
【附图说明】
[0043] 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可W根据运些附图获得其