一种场效应管控制电路和桥式变换器的制作方法

本发明涉及场效应管，具体涉及一种场效应管控制电路和桥式变换器。

背景技术：

1、目前，碳化硅场效应管凭借其高耐压、低导通电阻及体积小的优点被广泛用于半导体电路中，例如桥式变换器电路。但是，现有技术中，由于碳化硅场效应管存在一定关断延迟时间，因此包括有碳化硅场效应管的桥式变换器存在较长的死区时间，增加了桥式变换器的能量损耗，提高了使用成本。

2、因此，如何缩短碳化硅场效应管的关断延迟时间成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本申请提供了一种场效应管控制电路和桥式变换器，以解决上述相关技术中存在的碳化硅场效应管的关断延迟时间较长的技术问题。

2、根据本申请实施例的一个方面，提供了一种场效应管控制电路，包括控制单元和驱动单元，还包括：驱动单元电压采集模块、极间电压采集模块、强制关断模块和使能模块，其中，驱动单元电压采集模块，与所述驱动单元相连接，用于采集所述驱动单元的电压，在所述驱动单元的两端电压不同时，所述驱动单元电压采集模块输出第一信号；极间电压采集模块，输入端与所述场效应管连接，用于采集所述场效应管的栅极和源极之间的极间电压；强制关断模块，所述强制关断模块分别与所述场效应管及所述使能模块输出端相连接，具有断开和闭合两种状态，在闭合时，吸收所述场效应管的栅极和源极之间的寄生电容的电能；使能模块，所述使能模块的输入端分别与所述驱动单元电压采集模块的输出端和所述极间电压采集模块的输出端连接，用于在所述驱动单元的电压和所述极间电压的触发下输出控制所述强制关断模块闭合的第二信号。

3、作为一种可选的实施例，所述驱动单元包括驱动电阻，所述驱动单元电压采集模块与所述驱动电阻并联，在所述驱动电阻的输入端和输出端的电压不同时，所述驱动单元电压采集模块输出第一信号。

4、作为一种可选的实施例，所述极间电压采集模块包括电压比较器，所述电压比较器的比较端与所述场效应管的栅极相连接，在所述场效应管的栅源极电压大于基准电压时所述电压比较器输出第三信号；在所述使能模块的输入端分别输入所述第一信号和所述第三信号时，所述使能模块输出第二信号。

5、作为一种可选的实施例，所述驱动单元电压采集模块包括异或门，所述异或门的输入端分别与所述驱动电阻的输入端和输出端相连接，在所述在所述驱动电阻的输入端和输出端的电压不同时，所述异或门输出高电平。

6、作为一种可选的实施例，所述使能模块包括第一与门，在所述第一与门输出高电平时所述强制关断模块闭合。

7、作为一种可选的实施例，所述驱动单元电压采集模块包括第二与门，所述第二与门的输入端分别与所述驱动电阻的输入端和输出端相连接，在所述在所述驱动电阻的输入端和输出端的电压不同时，所述第二与门输出低电平。

8、作为一种可选的实施例，所述极间电压采集模块还包括反相器，所述反相器的输入端与所述电压比较器相连接，输出端与所述使能模块输入端相连接，在所述场效应管的栅源极电压大于基准电压时，所述反相器输出低电平。

9、作为一种可选的实施方式，所述强制关断模块分别与所述场效应管的栅极和源极相连接；包括相连接的第一控制开关和放电单元，所述使能模块的输出端与所述第一控制开关的控制端相连接。

10、作为一种可选的实施方式，所述放电单元包括相并联的放电电阻和吸收电容，在所述第一控制开关闭合时所述放电电阻和所述吸收电容形成放电回路。

11、根据本申请实施例的另一方面，还提供一种桥式变换器，包括至少两个场效应管，所述场效应管连接有所述的场效应管控制电路。

12、在本申请实施例中，提供一种场效应管控制电路，包括强制关断模块，所述强制关断模块分别与所述场效应管及所述使能模块相连接，具有断开和闭合两种状态，且当所述强制关断模块闭合时，能够吸收所述场效应管的栅极和源极之间的寄生电容的电能；同时，还包括使能模块，所述使能模块能够在所述驱动单元的电压和所述极间电压的触发下输出控制所述强制关断模块闭合的第二信号。即当场效应管关断时，控制单元输出低电平，场效应管栅源极间的寄生电容开始反向放电，那么存在一定时长内所述驱动单元输入端与输出端的电压不同，即输出端电压高于所述输入端电压，那么当关断场效应管时，使能模块同时输入控制单元输出的低电平信号以及驱动单元电压采集模块输出的用于表征驱动单元输出端电压大于输入端电压的信号，所述使能模块则控制所述强制关断模块打开，吸收所述场效应管的栅极和源极之间的寄生电容的电能，加快场效应管栅极和源极之间的寄生电容的放电，大大减小了场效应管的关断延迟时间，进而减小了桥式变换器的死区时间，减小了桥式变换器的能量损耗，降低了使用成本。

技术特征：

1.一种场效应管控制电路，包括控制单元和驱动单元，其特征在于，还包括：驱动单元电压采集模块、极间电压采集模块、强制关断模块和使能模块，其中，

2.如权利要求1所述的场效应管控制电路，其特征在于，所述驱动单元包括驱动电阻，所述驱动单元电压采集模块与所述驱动电阻并联，在所述驱动电阻的输入端和输出端的电压不同时，所述驱动单元电压采集模块输出第一信号。

3.如权利要求2所述的场效应管控制电路，其特征在于，所述极间电压采集模块包括电压比较器，所述电压比较器的比较端与所述场效应管的栅极相连接，在所述场效应管的栅源极电压大于基准电压时所述电压比较器输出第三信号；

4.如权利要求3所述的场效应管控制电路，其特征在于，所述驱动单元电压采集模块包括异或门，所述异或门的输入端分别与所述驱动电阻的输入端和输出端相连接，在所述在所述驱动电阻的输入端和输出端的电压不同时，所述异或门输出高电平。

5.如权利要求4所述的场效应管控制电路，其特征在于，所述使能模块包括第一与门，在所述第一与门输出高电平时所述强制关断模块闭合。

6.如权利要求3所述的场效应管控制电路，其特征在于，所述驱动单元电压采集模块包括第二与门，所述第二与门的输入端分别与所述驱动电阻的输入端和输出端相连接，在所述在所述驱动电阻的输入端和输出端的电压不同时，所述第二与门输出低电平。

7.如权利要求6所述的场效应管控制电路，其特征在于，所述极间电压采集模块还包括反相器，所述反相器的输入端与所述电压比较器相连接，输出端与所述使能模块输入端相连接，在所述场效应管的栅源极电压大于基准电压时，所述反相器输出低电平。

8.如权利要求1所述的场效应管控制电路，其特征在于，所述强制关断模块分别与所述场效应管的栅极和源极相连接；包括相连接的第一控制开关和放电单元，所述使能模块的输出端与所述第一控制开关的控制端相连接。

9.如权利要求8所述的场效应管控制电路，其特征在于，所述放电单元包括相并联的放电电阻和吸收电容，在所述第一控制开关闭合时所述放电电阻和所述吸收电容形成放电回路。

10.一种桥式变换器，其特征在于，包括至少两个场效应管，所述场效应管连接有如权利要求1-9所述的场效应管控制电路。

技术总结
一种场效应管控制电路和桥式变换器，涉及场效应管技术领域，包括：驱动单元电压采集模块，与所述驱动单元相连接，在所述驱动单元的两端电压不同时，所述驱动单元电压采集模块输出第一信号；极间电压采集模块，输入端与所述场效应管连接；强制关断模块，所述强制关断模块分别与所述场效应管及所述使能模块输出端相连接；使能模块，所述使能模块的输入端分别与所述驱动单元电压采集模块的输出端和所述极间电压采集模块的输出端连接，用于在所述驱动单元的电压和所述极间电压的触发下输出控制所述强制关断模块闭合的第二信号。缩短了场效应管的关断延迟时间。

技术研发人员：刘祥龙,王兴华,张顺
受保护的技术使用者：元山（济南）电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13