基于开关瞬态反馈的SiC MOSFET有源驱动电路.pdfVIP

2022 年 9 月 电 工 技 术 学 报 Vol.37 No. 17 第 37 卷第 17 期 TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Sep. 2022 DOI:10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.211068 基于开关瞬态反馈的 SiC MOSFET 有源驱动电路 刘 平 陈梓健 苗轶如 杨江涛 李 伟 （湖南大学电气与信息工程学院 长沙 410006 ） 摘要 受内部寄生参数与结电容的影响，碳化硅（SiC ）功率器件在高速开关过程中存在极大 的电流电压过冲与高频开关振荡，严重影响了SiC 基变换器的运行可靠性。因此，该文首先对SiC MOSFET 开关特性进行深入分析，揭示栅极电流与电流电压过冲的数学关系；然后提出一种变栅 极电流的新型有源驱动电路；通过对SiC MOSFET 开关瞬态的漏极电流变化率dI d/dt 、漏-源极电 压变换率d Vds/dt 以及栅极电压Vgs 的直接检测与反馈，在开关过程的电流和电压上升阶段对栅极 电流进行主动调节，抑制电流电压过冲与振荡；最后在多个工况下对本文所提方案进行实验验证。 结果表明，与常规驱动方案相比，该文方法减小了 30% ～50% 的电流电压过冲，有效抑制振荡与 电磁干扰，提高了SiC MOSFET 变换器的运行可靠性。 关键词：碳化硅MOSFET 有源驱动 栅极电流 电流过冲 电压过冲 中图分类号：TM46 Active Gate Driver for SiC MOSFET Based on Switching Transient Feedback Liu Ping Chen Zijian Miao Yiru Yang Jiangtao Li Wei （College of Electrical and Information Engineering Hunan University Changsha 410006 China ） Abstract Due to the influence of internal parasitic parameters and junction capacitance, silicon carbide (SiC) power devices have great voltage and current overshoot and high-frequency switching oscillation in the process of high-speed switching, which seriously affects the operation reliability of SiC-based converters. In this paper, firstly, switching characteristics of SiC MOSFET are deeply analyzed to reveal the mathematical relationship between gate driving current and voltage and current overshoot. Then, a new active gate drive circuit with variable driving current is pr