一种单电源供电的多电平SiCMOSFET驱动电路的制作方法

本发明属于电子驱动技术领域，具体涉及一种多电平sicmosfet驱动电路。

背景技术：

相对于simosfet，sicmosfet具有非常高的开关速度。但是，sicmosfet的驱动电压阈值较低，并且门极耐受负压能力较差。在常用的桥臂电路结构中，快速开关动作会在另一个开关器件的门极电压上串扰出非常明显的电压尖峰。其中，正压尖峰很有可能导致误开通，负压尖峰很有可能导致sicmosfet失效。

目前，常见的sicmosfet驱动电路大多采用负压关断抑制误开通。然而，在这种驱动方式下，负压尖峰变得更加容易导致器件失效，有必要进行串扰抑制。现有技术中具有串扰抑制功能的驱动电路大多较为复杂并且需要多路电源供电，迫切需要一种简单的方法来抑制串扰，从而发挥sicmosfet的潜在性能。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种单电源供电的多电平sicmosfet驱动电路，该驱动电路采用4电平驱动。通过在关断开始时采用负压，避免桥臂另一sicmosfet开通过程引起的误导通问题；通过在关断完成后采用零电压，避免负压尖峰引起的sicmosfet失效问题。此外，能够在开通关断时实现更高的开关速度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

一种单电源供电的多电平sicmosfet驱动电路，包括被驱动sicmos管、驱动芯片、电阻rg、电阻rc、mos管m和二极管d；

所述电阻rg的一端与所述驱动芯片的输出端连接，电阻rg的另一端与所述被驱动sicmos管的gate极连接；

所述电阻rc的一端与驱动芯片供电端连接，电阻rc的另一端与被驱动sicmos管的source极连接；

所述mos管m的source极与驱动芯片接地端连接，mos管m的drain极与被驱动sicmos管的source极连接；

所述二极管d的正极与驱动芯片接地端连接，二极管d的负极与被驱动sicmos管的source极连接；

优选地，所述二极管d为稳压二极管。

本发明的有益效果是：

1、本发明能够使驱动电路在单电源供电的情况下，实现4电平驱动信号输出。

2、本发明在桥臂另一开关管开通时刻采用负压来避免器件误导通；

3、本发明在桥臂另一开关管关断时刻采用零压来避免器件失效；

4、本发明提供的电路简单易行，而且成本较低；

5、本发明在被驱动sicmos管开通关断时刻都采用最大电压驱动，能够最大化提升开关速度。

附图说明

图1是本发明的电路图。

图2是本发明的驱动信号时序图。

图3是本发明的桥臂串扰抑制效果图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，本发明提供了一种单电源供电的多电平sicmosfet驱动电路，包括被驱动sicmos管、驱动芯片、电阻rg、电阻rc、mos管m和二极管d；

所述电阻rg的一端与所述驱动芯片的输出端连接，电阻rg的另一端与所述被驱动sicmos管的gate极连接；

所述电阻rc的一端与驱动芯片供电端连接，电阻rc的另一端与被驱动sicmos管的source极连接；

所述mos管m的source极与驱动芯片接地端连接，mos管m的drain极与被驱动sicmos管的source极连接；

所述二极管d的正极与驱动芯片接地端连接，二极管d的负极与被驱动sicmos管的source极连接。

实施例：

图2是本发明的驱动电路波形时序图。

在t0时刻，mos管m保持开通状态，驱动芯片通过电阻rg开通被驱动sicmos管。

在t1时刻，mos管m关断，cgs放电，驱动芯片供电端通过电阻rc给mos管m和稳压二极管d的结电容充电，当mos管m两端电压达到稳压二极管d的稳压值时，mos管m两端电压被钳位，同时cgs两端电压也被钳位。

在t2时刻，驱动芯片开始关断被驱动sicmos管，借助稳压二极管d实现负压关断。

在t3时刻，mos管m开通，mos管m和稳压二极管d的结电容通过mos管m放电，被驱动sicmos管的门级电压上升到0，并保持零压关断状态。

图3是本发明驱动电路的桥臂串扰抑制效果图，同一桥臂中一个sicmosfet关断，经过死区后，另一个sicmosfet开通，带来的正向扰动由于负压驱动的存在，避免了误开通的情况。另一个sicmosfet关断时带来的负向扰动由于零压关断，避免了sicmosfet失效。

技术特征：

1.一种单电源供电的多电平sicmosfet驱动电路，其特征在于，包括被驱动sicmos管、驱动芯片、电阻rg、电阻rc、mos管m和二极管d；

所述电阻rg的一端与所述驱动芯片的输出端连接，电阻rg的另一端与所述被驱动sicmos管的gate极连接；

所述电阻rc的一端与驱动芯片供电端连接，电阻rc的另一端与被驱动sicmos管的source极连接；

所述mos管m的source极与驱动芯片接地端连接，mos管m的drain极与被驱动sicmos管的source极连接；

所述二极管d的正极与驱动芯片接地端连接，二极管d的负极与被驱动sicmos管的source极连接。

2.根据权利要求1所述的一种单电源供电的多电平sicmosfet驱动电路，其特征在于，所述二极管d为稳压二极管。

技术总结
本发明公开了一种单电源供电的多电平SiC MOSFET驱动电路，包括被驱动SiC MOS管、驱动芯片、电阻Rg、电阻Rc、MOS管M和二极管D。该驱动电路采用4电平驱动，通过在关断开始时采用负压，避免桥臂另一SiC MOSFET开通过程引起的误导通问题；通过在关断完成后采用零电压，避免负压尖峰引起的SiC MOSFET失效问题。此外，能够在开通关断时实现更高的开关速度。

技术研发人员：吴旋律;吴盼盼;贾荣友;赵鑫;吴小华
受保护的技术使用者：西北工业大学
技术研发日：2020.07.30
技术公布日：2020.11.24