一种串扰抑制驱动电路及控制方法与流程

本发明涉及一种驱动电路及控制方法，具体的说是涉及一种应用于宽禁带半导体器件的高速串扰抑制驱动电路及控制方法。

背景技术：

传统基于si器件的变换器性能难以大幅提高，采用基于宽禁带半导体器件可以大幅提升变换器的各种性能，成为未来的应用新趋势。传统的基于si器件由于开关频率低，对驱动电路要求相对也较低，驱动电路技术成熟。基于新一代宽禁带半导体器件由于开关频率高等因素，对驱动电路要求较高。特别是在作为上下桥臂组合运行应用时，由于快速的开关和器件本身的栅极的耐压性能等限制，容易造成器件的误触发或者击穿损坏，合理的设计适合高速驱动成为宽禁带半导体器件应用的关键。

技术实现要素：

本发明的目的在于弥补现有技术的不足，提供一种串扰抑制驱动电路及控制方法，该电路基于宽禁带半导体sic器件的特性，通过电路设计有效抑制桥臂电路工作时的驱动过压误差导通和保护器件不被击穿，包括器件高速可靠的工作和抑制串扰现象的影响。

本发明采用的技术方案为：一种串扰抑制驱动电路，可以用于sic等宽禁带半导体器件的上下桥臂高速驱动。所述的驱动电路由电阻、三极管等组成的驱动电路和由三极管、电阻和电容等组成的串扰抑制电路两部分组成。驱动电路的输入控制端连接光耦隔离输出的pwm控制信号和串扰抑制控制信号，输出端连接宽禁带器件的控制栅极，并由专用的驱动电源供电。

所述的驱动电路采用两个三极管对管“推挽式”连接，增大驱动能力，将光耦输出的控制pwm信号放大后驱动控制宽禁带器件。所述的串扰抑制电路由独立的三极管连接电容、电阻和并联的阻容电路组成，抑制串扰信号和限制尖峰信号的干扰，确保器件可靠的关段和不受串扰信号干扰。

所述的驱动和串扰电路分为上桥臂和下桥臂电路两部分组成，两部分互为互补的工作控制方式。

优选的所述的控制电源由隔离型输出的直流+18v和-3.3v电源，分别作为开通和关断的控制电源。

优选的所述的驱动电路的两个三极管分别为2sc3736和2sc4541，抑制电路的三极管为2sc3736组成。

本发明提供的一种串扰抑制驱动电路的控制方法，具体为：在t0时刻前上桥臂的驱动关断、上桥臂串扰抑制电路导通工作、下桥臂的驱动导通和下桥臂串扰抑制电关段不工作；t0时刻，下桥臂驱动信号关断；t1时刻，下桥臂串扰信号导通；t2时刻，上桥臂串扰抑制控制信号关闭；t3时刻，上桥臂驱动信号导通，上桥臂开关器件导通；t4时刻，上桥臂驱动信号关断，上桥臂器件关断；t5时刻，上桥臂串扰抑制信号导通；t6时刻，下桥臂串扰抑制信号关断；t7时刻，下桥臂驱动信号导通，下桥臂开关器件开通。

通过时序不同时间点的驱动信号通断控制和串扰抑制信号的通断控制，在保证开关器件安全可靠导通的同时，有效地抑制串扰影响和避免开关器件的击穿等现象发生，确保宽禁带器件的安全可靠工作。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明驱动电路核心器件采用三极管分级电路构成，较现有的专用芯片驱动电路或者其它的mos器件驱动电路，具有成本优势，且易于实现；

(2)本发明驱动控制信号易于实现，可以满足多种应用场合，在中低频驱动时，可以只用一路控制信号即可以实现可靠驱动控制；

(3)本发明该驱动电路在实际应用时可以做成体积很小的驱动电路模块，易于与被驱动器件本体实现一体化集成。

附图说明

图1是本发明的应用电路原理图；

图2是本发明的控制方法控制信号时序图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

如图1所示，本发明的一种串扰抑制驱动电路，电路包括上桥臂电路11和下桥臂电路12。所述的抑制驱动包括驱动电路和抑制电路两部分组成，其中上桥臂电路11的驱动电路由电阻r1_h、三极管v10_h/v11_h、电阻r3_h/r4_h/r7_h组成，所述的电阻r1_h与驱动控制信号端和三极管v10_h/v11_h的控制端相连接，所述的电阻r3_h/r4_h与开关器件的栅极相连接，该驱动电路可以将输入的控制信号经由三极管组成的推挽式电路输出开关器件的控制驱动信号。

所述的上桥臂电路11的串扰抑制电路由电阻r2_h/r4_h/r5_h/r6_h、二极管d1_h、电容c1_h/c2_h和三极管v11_h/v12_h组成，其中电阻r2_h/r4_h、二极管d1_h、三极管v11_h，电阻r4_h、三极管v12_h、电阻r6_h，电阻r5_h、电容c1_h分别组成并联的串扰抑制电路和尖峰击穿消除电路，并联公共端通过电阻r8_h与开关器件的桥臂中点相连接，抑制由于下桥臂开关器件的通断带来的串扰干扰和尖峰影响。所述的三极管v12_h的控制端通过电阻r6_h与控制信号相连接。

所述的下桥臂电路12的驱动电路由电阻r1_l、三极管v10_l/v11_l、电阻r3_l/r4_l/r7_l组成，所述的电阻r1_l与驱动控制信号端和三极管v10_l/v11_l的控制端相连接，所述的电阻r3_l/r4_l与开关器件的栅极相连接，该驱动电路可以将输入的控制信号经由三极管组成的推挽式电路输出开关器件的控制驱动信号。

所述的下桥臂电路12的串扰抑制电路由电阻r2_l/r4_l/r5_l/r6_l、二极管d1_l、电容c1_l/c2_l和三极管v11_l/v12_l组成，其中电阻r2_l/r4_l、二极管d1_l、三极管v11_l，电阻r4_l、三极管v12_l、电阻r6_l，电阻r5_l、电容c1_l分别组成并联的串扰抑制电路和尖峰击穿消除电路，并联公共端通过电阻r8_l与开关器件与直流母线的负极端点相连接，抑制由于下桥臂开关器件的通断带来的串扰干扰和尖峰影响。所述的三极管v12_l的控制端通过电阻r6_l与控制信号相连接。

所述的驱动电路由专用的驱动电源供电，优选的所述的控制电源由隔离型输出的直流+18v和-3.3v电源，分别作为开通和关断的控制电源。

优选的所述的驱动电路的两个三极管分别为2sc3736和2sc4541，抑制电路的三极管为2sc3736组成。

如图2是本发明的控制方法控制信号时序图，本发明的一种串扰抑制驱动电路控制方法，具体为：在t0时刻前上桥臂的驱动关断、上桥臂串扰抑制电路导通工作、下桥臂的驱动导通和下桥臂串扰抑制电关段不工作；t0时刻，下桥臂驱动信号关断；t1时刻，下桥臂串扰信号导通；t2时刻，上桥臂串扰抑制控制信号关闭；t3时刻，上桥臂驱动信号导通，上桥臂开关器件导通；t4时刻，上桥臂驱动信号关断，上桥臂器件关断；t5时刻，上桥臂串扰抑制信号导通；t6时刻，下桥臂串扰抑制信号关断；t7时刻，下桥臂驱动信号导通，下桥臂开关器件开通。

以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。