一种具有老化补偿的SiCMOS驱动电路的制作方法

allin2026-09-01  8


本技术涉及碳化硅半导体,尤其涉及一种具有老化补偿的sic mos驱动电路。


背景技术:

1、由于碳化硅材料具有禁带宽度大、击穿场强大、载流子迁移率大等优点。材料的优越性使得碳化硅功率器件具有更好的耐高温、耐高压和高频特性。因此碳化硅功率器件已在多个领域广泛应用,例如电动汽车、光伏新能源、新能源发电等领域;但是sic mos有一个明显的缺点,就是在电应力、热应力等外部应力下会发生老化、表现为开通阈值电压vth发生漂移,通态电阻rdson的增加;开通阈值电压vth的偏移会导致sic mos更容易发生误导通,从而在半桥应用中发生直通而击穿sic mos的风险;另外在并联应用时sic mos的开通一致性差,导致某个或多个器件承受过大的负载而损坏,另外通态电阻rdson的增加会使sic mos的开通损坏增加,器件发热增加、效率降低。因此需要通过对sic mos器件的老化检测及补偿,有利于提高sic mos工作的可靠性以及工作效率。

2、目前在新能源汽车电机控制器上已经广泛使用sic mos功率器件,sic mos的使用使电动车速度和里程进一步提升。但是在汽车这个复杂的环境,sic mos的外部应力极其复杂,会加速sic mos的老化现象,目前由于sic mos较优异的性能,并未对其进行老化补偿,在将来越来越多新能源车使用sic mos功率器件的情况下,随着时间的推移,sic mos老化特性的弊端必然会慢慢地显露。


技术实现思路

1、有鉴于现有技术的上述缺陷,本实用新型提供了一种具有老化补偿的sic mos驱动电路,能在线对sic mos在电压应力、热应力等外部应力下发生的老化现象进行检测和补偿,使sic mos更加可靠和高效地工作。

2、技术方案如下:

3、一种具有老化补偿的sic mos驱动电路,包括中央处理单元、驱动模块、米勒平台检测模块、老化补偿模块和sic mos,及外接的中央处理单元和驱动电源;

4、所述驱动模块和所述中央处理单元、所述sic mos的栅极连接,用于驱动所述sicmos;

5、所述米勒平台检测模块和所述中央处理单元、所述驱动模块和所述sic mos连接,用于延长所述sic mos的vgs波形的米勒平台时间,采集所述sic mos的vgs波形中的米勒平台电压;

6、所述老化补偿模块和所述驱动电源、所述驱动模块、所述中央处理单元连接;

7、所述中央处理单元通过所述米勒平台检测模块,从所述vgs波形中读取所述米勒平台的电压;并用于升高所述驱动模块的驱动电压,对所述sic mos进行老化补偿,将所述sicmos的米勒平台电压恢复到老化前的状态。

8、进一步的,所述米勒平台检测模块包括电压采样模块、模数转换模块和分流模块;

9、所述分流模块包括控制端、输入端、第一输出端和第二输出端;所述输入端和所述驱动模块的输出端连接;所述第一输出端和所述sic mos栅极连接;所述第二输出端和所述sic mos的源极连接;所述控制端和所述中央处理单元连接,用于开启分流功能,将所述输入端的电流分流,以降低所述第一输出端的输出电流,即降低所述sic mos的栅极电流;

10、所述电压采样模块的输入和所述驱动模块的输出连接,用于采集所述驱动模块输出的vgs波形的波形;

11、所述模数转换模块和所述电压采样模块、所述中央处理单元连接,用于将所述vgs波形的多个采样值转换成数字信号,发送给所述中央处理单元。

12、进一步的,所述受控分流模块包括第一电阻、第一电容和开关mos管;所述第一电阻、第一电容和所述开关mos管串联,跨接于所述第一输出端和所述第二输出端之间;所述开关mos管的栅极为所述分流电路的控制端;所述输入端和所述第一输出端之间直接连接或通过电阻连接。

13、进一步的,所述老化补偿模块为升压变换器,所述升压变换器用于调节所述驱动模块的工作电压。

14、进一步的,所述驱动模块包括串联的预驱模块和功率驱动模块,所述预驱模块设置于所述功率驱动模块和所述中央处理单元之间,提供隔离驱动;所述功率驱动模块的输出和所述米勒平台检测模块连接。

15、进一步的,所述驱动电源为双电源驱动,包括正极、负极和参考地;所述功率驱动模块为双电源驱动,包括至少一对基于mos管的半桥驱动电路,每个半桥驱动电路用于驱动一个sic mos。

16、本实用新型的具有老化补偿的sic mos驱动电路能在线对sic mos在电压应力、热应力等外部应力下发生的老化现象进行检测和补偿,使sic mos更加可靠和高效地工作。



技术特征:

1.一种具有老化补偿的sic mos驱动电路,其特征在于,包括中央处理单元、驱动模块、米勒平台检测模块、老化补偿模块和至少一个sic mos,及外接的中央处理单元和驱动电源;

2.如权利要求1所述的具有老化补偿的sic mos驱动电路,其特征在于:所述米勒平台检测模块包括电压采样模块、模数转换模块和分流模块;

3.如权利要求2所述的具有老化补偿的sic mos驱动电路,其特征在于:所述分流模块包括第一电阻、第一电容和开关mos管;所述第一电阻、第一电容和所述开关mos管串联,跨接于所述第一输出端和所述第二输出端之间;所述开关mos管的栅极为所述分流模块的控制端;所述输入端和所述第一输出端之间直接连接或通过电阻连接。

4.如权利要求1所述的具有老化补偿的sic mos驱动电路,其特征在于:所述老化补偿模块为升压变换器,所述升压变换器用于调节所述驱动模块的工作电压。

5.如权利要求1所述的具有老化补偿的sic mos驱动电路,其特征在于:所述驱动模块包括串联的预驱模块和功率驱动模块,所述预驱模块设置于所述功率驱动模块和所述中央处理单元之间,提供隔离驱动;所述功率驱动模块的输出和所述米勒平台检测模块连接。

6.如权利要求5所述的具有老化补偿的sic mos驱动电路,其特征在于:所述驱动电源为双电源驱动,包括正极、负极和参考地;所述功率驱动模块为双电源驱动,包括至少一对基于mos管的半桥驱动电路,每个半桥驱动电路用于驱动一个sic mos。


技术总结
本技术公开了一种具有老化补偿的SiC MOS驱动电路。所述电路包括中央处理单元、驱动模块、米勒平台检测模块、老化补偿模块和至少一个SiC MOS,及外接的中央处理单元和驱动电源;其中,驱动模块设置于中央处理单元和SiC MOS的栅极之间,驱动SiC MOS;米勒平台检测模块设置于中央处理单元和SiC MOS之间,用于延长SiC MOS的V<subgt;GS</subgt;波形的米勒平台时间,采集SiC MOS的V<subgt;GS</subgt;波形,并从中读取米勒平台的电压;老化补偿模块设置于驱动电源和驱动模块之间,并和中央处理单元连接,用于升高驱动模块的驱动电压,对SiC MOS进行老化补偿,将SiC MOS的米勒平台电压恢复到老化前的状态。

技术研发人员:刘锦晨,宋鸿辉,林靖
受保护的技术使用者:厦门国创中心先进电驱动技术创新中心
技术研发日:20240223
技术公布日:2024/10/31
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