Sic mosfet過流短路檢測(cè)電路及檢測(cè)保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)?jiān)O(shè)及電力電子領(lǐng)域，特別設(shè)及一種SICMOSFET過流短路檢測(cè)電路及檢測(cè)保 護(hù)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] SIC(碳化娃)M0SFET(金氧半場(chǎng)效晶體管，Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor) 是目 前較受矚目的碳化娃功率開關(guān)器件，其最明顯的優(yōu)點(diǎn)是 ： 低導(dǎo)通 電阻與高速開關(guān)，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單及與現(xiàn)有的功率器件(娃功率MOSFET和IGBT)驅(qū)動(dòng)電路的兼 容性好。
[0003] 但是，現(xiàn)在的SiCMOSFET成本較高，在實(shí)際應(yīng)用中，由于過載、內(nèi)部驅(qū)動(dòng)錯(cuò)誤、干擾 或控制不當(dāng)?shù)葘?dǎo)致流過SiCMOSFET的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其安全工作區(qū)域S0A的要求，如果沒有 對(duì)應(yīng)的措施去保護(hù)或者保護(hù)過慢將會(huì)永久損壞昂貴的SiCMOSFET,因此目前亟需一種過流 短路檢測(cè)電路對(duì)SiCMOSFET進(jìn)行快速檢測(cè)，W觸發(fā)過流短路保護(hù)電路對(duì)SiCMOSFET進(jìn)行及 時(shí)的過流短路保護(hù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種SICMOSFET過流短路檢測(cè)電路及檢 測(cè)保護(hù)系統(tǒng)，W達(dá)到能夠快速檢測(cè)到SICMOSFET是否發(fā)生過流短路現(xiàn)象，提高了檢測(cè)速度， 從而提高了過流短路保護(hù)短路對(duì)SICMOSFET的保護(hù)速度的目的，技術(shù)方案如下：
[0005] 一種SICM0S陽T過流短路檢測(cè)電路，包括:第一電阻、第二電阻、第六電阻、第屯電 阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻、第二十九電阻、第Ξ十電阻、第Ξ電容、第一二極管、第 二二極管、第四二極管、第五二極管、第二Ξ極管和開關(guān)擴(kuò)流器件；
[0006] 所述第一電阻的第一端與待檢測(cè)SICMOSFET所屬驅(qū)動(dòng)電路單元的PWM信號(hào)輸出端 相連，所述第一電阻的第一端分別與所述第一二極管的陰極和所述第二二極管的陰極相 連，所述第一電阻的第二端分別與所述第一二極管的陽極、所述第二電阻的第一端和所述 開關(guān)擴(kuò)流器件的第一端相連，所述第二電阻的第二端接地；
[0007] 所述開關(guān)擴(kuò)流器件的第一端與第六電阻的第一端相連，所述開關(guān)擴(kuò)流器件的第二 端與第一驅(qū)動(dòng)隔離電源正壓相連，所述開關(guān)擴(kuò)流器件的第Ξ端分別與第十電阻的第一端和 所述第六電阻的第二端相連，所述第十電阻的第二端分別與所述第屯電阻和所述第五二極 管的陽極相連，所述第五二極管的陰極與所述待檢測(cè)SICMOSFET的漏極相連；
[0008] 所述第屯電阻的第二端分別與所述第八電阻的第一端和所述第二二極管的陽極 相連，所述第八電阻的第二端所述第九電阻的第一端相連，所述第九電阻的第一端分別與 所述第四二極管的陰極和所述第二Ξ極管的發(fā)射極相連，所述第四二極管的陽極接地，所 述第九電阻的第二端與所述第二十九電阻的第一端相連，所述第二十九電阻的第二端分別 與所述第Ξ十電阻的第一端和所述第二Ξ極管的基極相連，所述第Ξ十電阻的第二端與第 二驅(qū)動(dòng)隔離電源正壓相連，所述第二Ξ極管的集電極與所述待檢測(cè)SICMOSFET的過流短路 保護(hù)輸出電路相連，所述第Ξ電容與所述第二十九電阻并聯(lián)。
[0009] 優(yōu)選的，所述開關(guān)擴(kuò)流器件為第一Ξ極管；
[0010] 在所述開關(guān)擴(kuò)流器件為第一Ξ極管時(shí)，所述SICM0SFET過流短路檢測(cè)電路還包 括:第Ξ二極管；
[0011] 所述第Ξ二極管的陰極和所述第一Ξ極管的基極相連，所述第Ξ二極管的陽極與 所述第一Ξ極管的發(fā)射極相連；
[0012] 其中，所述第一Ξ極管的基極作為所述開關(guān)擴(kuò)流器件的第一端，所述第一Ξ極管 的集電極作為所述開關(guān)擴(kuò)流器件的第二端，所述第一Ξ極管的發(fā)射極作為所述開關(guān)擴(kuò)流器 件的第Ξ端。
[001引優(yōu)選的，還包括:第立電阻、第四電阻、第五電阻和第一M0SFET;
[0014] 所述第一M0SFET的柵極與所述第一電阻的第二端相連，所述第一M0SFET的漏極與 所述第Ξ電阻的第一端相連，所述第Ξ電阻的第二端與所述第一驅(qū)動(dòng)隔離電源正壓相連， 所述第一M0SFET的源極分別與所述第四電阻的第一端和所述第五電阻的第一端相連，所述 第四電阻的第二端接地，所述第五電阻的第二端分別與所述第一Ξ極管的基極、所述第Ξ 二極管的陰極和所述第六電阻的第一端相連。
[0015] 優(yōu)選的，所述開關(guān)擴(kuò)流器件為第^MOSFET;
[0016] 在所述開關(guān)擴(kuò)流器件為第SM0SFET時(shí)，所述SICM0SFET過流短路檢測(cè)電路還包 括:第九二極管、第四電容和第Ξ十二電阻；
[0017] 其中，所述第SM0SFET的柵極作為所述第SM0SFET的第一端，所述第SM0SFET的 漏極作為所述第SM0SFET的第二端，所述第SM0SFET的源極作為所述第SM0SFET的第Ξ 端；
[0018] 所述第九二極管的陰極分別與所述第SM0SFET的漏極和所述第Ξ十二電阻的第 一端相連，所述第九二極管的陽極與所述第一驅(qū)動(dòng)隔離電源正壓相連，所述第Ξ十二電阻 的第二端接地，所述第四電容與所述第Ξ十二電阻并聯(lián)。
[0019] 優(yōu)選的，還包括:第Ξ十Ξ電阻、第Ξ十四電阻、第十二極管和第二M0SFET;
[0020] 所述第二M0SFET的柵極與所述第一電阻的第二端相連，所述第二M0SFET的漏極與 所述第一驅(qū)動(dòng)隔離電源正壓相連，所述第二M0SFET的源極分別與所述第Ξ十Ξ電阻的第一 端和所述第Ξ十四電阻的第一端相連，所述第Ξ十Ξ電阻的第二端接地，所述第Ξ十四電 阻的第二端分別與所述第^MOSFET的柵極、所述第十二極管的陰極和所述第六電阻的第一 端相連，所述第Ξ二極管的陽極與所述第一Ξ極管的第Ξ端相連。
[0021 ] 一種SICM0SFET過流短路檢測(cè)保護(hù)系統(tǒng)，包括:控制器、驅(qū)動(dòng)電路單元、過流短路 保護(hù)輸出單元、電源轉(zhuǎn)換電路及如上述任意一項(xiàng)所述的SICM0SFET過流短路檢測(cè)電路；
[0022] 所述控制器，輸出PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)至所述驅(qū)動(dòng)電路單元，及輸出清零和復(fù)位信號(hào)至所 述過流短路保護(hù)輸出單元，并接收所述過流短路保護(hù)輸出單元輸出的故障觸發(fā)信號(hào)；
[0023] 所述驅(qū)動(dòng)電路單元，接收所述控制器輸出的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)待檢測(cè)SIC M0S陽T;
[0024] 所述SICM0SFET過流短路檢測(cè)電路對(duì)所述驅(qū)動(dòng)電路單元中的待檢測(cè)SICM0SFET 進(jìn)行過流短路檢測(cè)并將故障觸發(fā)信號(hào)輸出至所述過流短路保護(hù)輸出單元；
[0025] 所述過流短路保護(hù)輸出單元，根據(jù)所述故障觸發(fā)信號(hào)對(duì)所述驅(qū)動(dòng)電路單元中的 SICMOSFET進(jìn)行過流短路保護(hù)；
[0026] 所述電源轉(zhuǎn)換電路，將所述SICMOSFET過流短路檢測(cè)電路所使用的第一驅(qū)動(dòng)隔離 電源正壓轉(zhuǎn)換為第二驅(qū)動(dòng)隔離電源正壓，并為所述SICMOSFET過流短路檢測(cè)保護(hù)系統(tǒng)供 電。
[0027] 優(yōu)選的，所述驅(qū)動(dòng)電路單元包括:驅(qū)動(dòng)隔離光禪、第十六電阻、第四Ξ極管、第五Ξ 極管、第十屯電阻、第十八電阻、第六二極管、第屯二極管、第八二極管、第一電容、第十九電 阻、待檢測(cè)SiCMOSFET、第一驅(qū)動(dòng)隔離電源正壓和驅(qū)動(dòng)隔離電源負(fù)壓；
[0028] 所述驅(qū)動(dòng)隔離光禪的第一輸入端與所述控制器相連，所述驅(qū)動(dòng)隔離光禪的第二輸 入端接地，所述驅(qū)動(dòng)隔離光禪的第一輸出端與所述驅(qū)動(dòng)隔離電源正壓相連，所述驅(qū)動(dòng)隔離 光禪的第二輸出端分別與所述SICMOSFET過流短路檢測(cè)電路和所述第十六電阻相連，所述 驅(qū)動(dòng)隔離光禪的第Ξ輸出端與所述驅(qū)動(dòng)隔離電源負(fù)壓相連；
[0029] 所述第十六電阻的第二端分別與所述第四Ξ極管的基極、所述第五Ξ極管的基極 和所述過流短路保護(hù)輸出單元相連；
[0030] 所述第四Ξ極管的集電極與所述第一驅(qū)動(dòng)隔離電源正壓相連，所述第四Ξ極管的 發(fā)射極分別與所述第五Ξ極管的發(fā)射極和所述第十屯電阻的第一端相連，第五Ξ極管的集 電極與所述驅(qū)動(dòng)隔離電源負(fù)壓相連；
[0031] 所述第十屯電阻的第一端與所述第六二極管的陰極相連，所述第六二極管的陽極 與所述第十八電阻的第一端相連，所述第十八電阻的第二端與所述第十屯電阻的第二端相 連；
[0032] 所述第十屯電阻的第二端分別與所述第屯二極管的陽極、所述第八二極管的陰 極、所述第十九電阻的第一端和所述待檢測(cè)SICMOSFET的柵極相連；
[0033] 所述第屯二極管的陰極與所述驅(qū)動(dòng)隔離電源正壓相連，所述第八二極管的陽極與 所述驅(qū)動(dòng)隔離電源負(fù)壓相連，所述第十九電阻的第二端接地，所述第一電容與所述第十九 電阻并聯(lián)，所述待檢測(cè)SICMOSFET的漏極與所述SICMOSFET過流短路檢測(cè)電路相連，所述 待檢測(cè)SICM0S陽T的源極接地。
[0034] 優(yōu)選的，所述過流短路保護(hù)輸出單元包括:第九二極管、第二十電阻、第二十一電 阻、第十一電阻、第十二電阻、第十Ξ電阻、第十四電阻、第十五電阻、第二Ξ極管、第ΞΞ極 管、DQ觸發(fā)器、第二十五電阻、第二十六電阻、第一隔離光禪、第二隔離光禪、第二十屯電阻、 第二十八電阻和第^^ 電阻；
[0035] 所述第九二極管的陽極與所述SICMOSFET過流短路檢測(cè)電路相連，所述第九二極 管的陰極與所述第二十電阻的第一端相連，所述第二十電阻的第二端分別與所述第二十一 電阻的第一端和所述DQ觸發(fā)器的CLK引腳相連，所述第二十一電阻的第二端接地；
[0036] 所述DQ觸發(fā)器的D引腳與第二驅(qū)動(dòng)隔離電源正壓相連，所述DQ觸發(fā)器的7^引腳 與所述第Ξ十一電阻的第一端相連，所述第Ξ十一電阻的第二端與所述第二驅(qū)動(dòng)隔離電源 正壓相連，所述DQ觸發(fā)器的ρ引腳與所述第一隔離光禪的第一輸入端相連，所述第一隔離 光禪的第二輸入端與所述第二十五電阻的第一端相連，所述第二十五電阻的第二端與所述 第二驅(qū)動(dòng)隔離電源正壓相連;所述第一隔離光禪的第一輸出端分別與所述第二十六電阻的 第一端和所述控制器相連，所述第一隔離光禪的第二輸出端接地，所述第二十六電阻的第 二端與第Ξ驅(qū)動(dòng)隔離電源正壓相連；
[0037] 所述DQ觸發(fā)器的石盈引腳分別與所述第二十屯電阻的第一端和所述第二隔離光 禪的第一輸出端相連，所述第二十屯電阻的第二端與所述第二驅(qū)動(dòng)隔離電源正壓相連，所 述第二隔離光禪的第二輸出端接地，所述第二隔離光禪的第二輸入端與所述第二十八電阻 的第一端相連，所述第二十八電阻的第二端與所述控制器相連，所述第二隔離光禪的第一 輸入端接地；
[0038] 所述第ΞΞ極管的集電極與所述驅(qū)動(dòng)電路單元相連，所述第ΞΞ極管的基極與所 述第十五電阻的第一端相連，所述第ΞΞ極管的發(fā)射極接地，所述第十五電阻的第二端分 別與所述第十四電阻的第一端和所述第二Ξ極管的發(fā)射極相連，所述第十四電阻的第二端 接地，所述第二Ξ極管的集電極與所述第十二電阻的第一端相連，所述第十二電阻的第二 端與所述第一驅(qū)動(dòng)隔離電源正壓相連，所述第二Ξ極管的基極分別與所述第十一電阻的第 一端和所述第十Ξ電阻的第一端相連，所述第十一電阻的第二端與所述DQ觸發(fā)器的Q引腳 相連，所述第十Ξ電阻的第二端接地。
[0039] 優(yōu)選的，所述電源轉(zhuǎn)換電路包括:第二十二電阻、第二十Ξ電阻、第二十四電阻、第 二電容和可控精密穩(wěn)壓源.
[0040] 所述第二十二電阻的第一端與所述第一驅(qū)動(dòng)隔離電源正壓相連，所述第二十二電 阻的第二端與所述可控精密穩(wěn)壓源的陰極相連，所述可控精密穩(wěn)壓源的陽極接地，所述可 控精密穩(wěn)壓源的陰極與所述第二十Ξ電阻的第一端相連，所述第二十Ξ電阻的第二端分別 與所述可控精密穩(wěn)壓源的參考極和所述第二十四電阻的第一端相連，所述第二十四電阻的 第二端接地，所述第二電容的第一端與所述第二十Ξ電阻的第一端相連并輸出所述第二驅(qū) 動(dòng)隔離電源正壓，所述第二電容的第二端接地。
[0041] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)的有益效果為：
[0042] 在本申請(qǐng)中，SICM0S陽T過流短路檢測(cè)電路可W使用具有比SicM0S陽T更快的開 關(guān)速度的開關(guān)擴(kuò)流器件，由于開關(guān)擴(kuò)流器件的開關(guān)速度快，因此在SicM0SFET完全開通后， 開關(guān)擴(kuò)流器件能夠快速開通，使檢測(cè)電路能夠快速響應(yīng)W快速進(jìn)入檢測(cè)階段，從而能夠快 速檢測(cè)到SICM0SFET是否發(fā)生過流短路現(xiàn)象，提高了檢測(cè)速度，從而提高了過流短路保護(hù) 短路對(duì)SICM0S陽T的保護(hù)速度。
【附圖說明】
[0043] 為了更清楚地說明本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使 用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，對(duì)于 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可W根據(jù)運(yùn)些附圖獲得其