【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及半導體功率器件，具體涉及一種用于抑制sic?mosfet關(guān)斷過沖電壓及振蕩的緩沖電路及參數(shù)計算方法。
技術(shù)介紹
1、電力電子系統(tǒng)中常用的半導體功率器件主要包括硅(si)器件和sic器件，sicmosfet由于其高開關(guān)速度、低導通電阻和高工作溫度，逐漸成為高功率密度和高頻率應(yīng)用的首選功率器件。
2、如附圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中sic?mosfet的雙緩沖電路圖，雙緩沖電路包括上橋sicmosfet管q1和下橋sic?mosfet管q2組成的半橋模塊、輸入直流電壓vdc、母線電容cbus、負載電感l(wèi)lood、上橋驅(qū)動電壓vgs_h和下橋驅(qū)動電壓vgs_l。母線電容cbus連接在輸入直流電壓vdc兩端；半橋模塊連接在母線電容cbus兩端；負載電感l(wèi)lood的一端連接在半橋模塊上橋sicmosfet管q1的漏極，另一端連接在半橋模塊下橋sic?mosfet管q1的源極；上橋驅(qū)動電壓vgs_h和下橋驅(qū)動電壓vgs_l分別連接在半橋模塊的上下半橋驅(qū)動電壓輸入端口。
3、然而，sic?mosfet對寄生參數(shù)敏感，容易產(chǎn)生較嚴重的開關(guān)振蕩現(xiàn)象，不僅影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，還會帶來電磁干擾問題，甚至損壞器件。現(xiàn)有技術(shù)中，通過選擇較大的門極電阻可以抑制這種電壓振蕩，但這會降低sic?mosfet的開關(guān)速度，同時導致?lián)p耗的增加，從而降低sic?mosfet的優(yōu)勢。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是：如何提供一種在不降低開關(guān)速度
2、為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：
3、一種用于抑制sic?mosfet關(guān)斷過沖電壓及振蕩的緩沖電路，所述緩沖電路連接在雙緩沖電路中，所述緩沖電路包括緩沖電容csnub和緩沖電阻rsnub，所述緩沖電容csnub和所述緩沖電阻rsnub串聯(lián)連接，且所述緩沖電容csnub和所述緩沖電阻rsnub串聯(lián)連接后的兩端分別連接在母線電容和半橋模塊之間。
4、優(yōu)選的，所述緩沖電路還包括解耦電容cdec和串聯(lián)阻尼電阻rdec，所述解耦電容cdec和所述串聯(lián)阻尼電阻rdec串聯(lián)連接，且所述解耦電容cdec和所述串聯(lián)阻尼電阻rdec串聯(lián)連接后的兩端分別連接在母線電容和半橋模塊之間。
5、一種如上述用于抑制sic?mosfet關(guān)斷過沖電壓及振蕩的緩沖電路的參數(shù)計算方法，包括以下步驟：
6、步驟1)根據(jù)sic?mosfet器件手冊中漏源電壓與結(jié)電容的部分曲線，計算得到任意漏源電壓下的結(jié)電容；
7、步驟2)仿真得到未加入緩沖電路時雙緩沖電路中sic?mosfet的原始關(guān)斷電壓振蕩波形，并根據(jù)原始關(guān)斷電壓振蕩波形計算得到振蕩頻率；
8、步驟3)建立未加入緩沖電路時雙緩沖電路的振蕩等效電路模型，并根據(jù)步驟2)中計算得到的振蕩頻率，計算功率回路的總寄生電感；
9、步驟4)建立加入緩沖電容csnub和緩沖電阻rsnub時雙緩沖電路的振蕩等效電路模型，得到此時雙緩沖電路的阻尼系數(shù)ζ表達式，并計算得到緩沖電容csnub的電容值和緩沖電阻rsnub的電阻值。
10、優(yōu)選的，還包括步驟5)建立加入串聯(lián)阻尼電阻rdec和解耦電容cdec時雙緩沖電路的振蕩等效電路模型，計算得到串聯(lián)阻尼電阻rdec的電阻值和解耦電容cdec的電容值。
11、優(yōu)選的，步驟1)中結(jié)電容的計算公式為：
12、
13、式中：cv0為sic?mosfet器件手冊中漏源電壓為0v時對應(yīng)的結(jié)電容的容值，chv為sic?mosfet器件手冊中漏源電壓為設(shè)定值值時對應(yīng)的結(jié)電容的容值，v為sic?mosfet的漏源電壓，a和b則為系數(shù)。
14、優(yōu)選的，步驟1)中結(jié)電容的計算公式為：
15、
16、優(yōu)選的，步驟3)中總寄生電感的計算公式為：
17、
18、式中：fr為振蕩頻率。
19、優(yōu)選的，步驟4)中，緩沖電阻rsnub的計算公式為：
20、
21、緩沖電容csnub的計算公式為：
22、
23、優(yōu)選的，步驟5)中，解耦電容cdec的容值為結(jié)電容容值的50～100倍；
24、串聯(lián)阻尼電阻rdec的電阻值滿足以下公式：
25、r2≤rdec≤kr1
26、
27、式中：lloop為緩沖電路與母線電容之間的寄生電感，lp1為緩沖電路與半橋模塊之間的寄生電感，k為系數(shù)，cds為sic?mosfet漏源極電壓。
28、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點：
29、1、本專利技術(shù)利用緩沖電路來抑制sic?mosfet關(guān)斷時的過沖電壓和振蕩，不會犧牲sic?mosfet的高速開關(guān)的優(yōu)勢。
30、2、本專利技術(shù)緩沖電路參數(shù)的計算過程簡單。
31、3、本專利技術(shù)通過雙脈沖仿真電路，驗證了緩沖電路的抑制效果，采用緩沖電路后，關(guān)斷電壓的振蕩得到了顯著抑制，顯著提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率。
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1.一種用于抑制SiC?MOSFET關(guān)斷過沖電壓及振蕩的緩沖電路，其特征在于，所述緩沖電路連接在雙緩沖電路中，所述緩沖電路包括緩沖電容Csnub和緩沖電阻Rsnub，所述緩沖電容Csnub和所述緩沖電阻Rsnub串聯(lián)連接，且所述緩沖電容Csnub和所述緩沖電阻Rsnub串聯(lián)連接后的兩端分別連接在母線電容和半橋模塊之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于抑制SiC?MOSFET關(guān)斷過沖電壓及振蕩的緩沖電路，其特征在于，所述緩沖電路還包括解耦電容Cdec和串聯(lián)阻尼電阻Rdec，所述解耦電容Cdec和所述串聯(lián)阻尼電阻Rdec串聯(lián)連接，且所述解耦電容Cdec和所述串聯(lián)阻尼電阻Rdec串聯(lián)連接后的兩端分別連接在母線電容和半橋模塊之間。
3.一種如權(quán)利要求1所述的用于抑制SiC?MOSFET關(guān)斷過沖電壓及振蕩的緩沖電路的參數(shù)計算方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于抑制SiC?MOSFET關(guān)斷過沖電壓及振蕩的緩沖電路的參數(shù)計算方法，其特征在于，所述緩沖電路還包括解耦電容Cdec和串聯(lián)阻尼電阻Rdec，所述解耦電容Cdec和所述串聯(lián)阻尼電
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于抑制SiC?MOSFET關(guān)斷過沖電壓及振蕩的緩沖電路的參數(shù)計算方法，其特征在于，步驟1)中結(jié)電容的計算公式為：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于抑制SiC?MOSFET關(guān)斷過沖電壓及振蕩的緩沖電路的參數(shù)計算方法，其特征在于，步驟1)中結(jié)電容的計算公式為：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于抑制SiC?MOSFET關(guān)斷過沖電壓及振蕩的緩沖電路的參數(shù)計算方法，其特征在于，步驟3)中總寄生電感的計算公式為：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于抑制SiC?MOSFET關(guān)斷過沖電壓及振蕩的緩沖電路的參數(shù)計算方法，其特征在于，步驟4)中，緩沖電阻Rsnub的計算公式為：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于抑制SiC?MOSFET關(guān)斷過沖電壓及振蕩的緩沖電路的參數(shù)計算方法，其特征在于，步驟5)中，解耦電容Cdec的容值為結(jié)電容容值的50～100倍；
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于抑制sic?mosfet關(guān)斷過沖電壓及振蕩的緩沖電路，其特征在于，所述緩沖電路連接在雙緩沖電路中，所述緩沖電路包括緩沖電容csnub和緩沖電阻rsnub，所述緩沖電容csnub和所述緩沖電阻rsnub串聯(lián)連接，且所述緩沖電容csnub和所述緩沖電阻rsnub串聯(lián)連接后的兩端分別連接在母線電容和半橋模塊之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于抑制sic?mosfet關(guān)斷過沖電壓及振蕩的緩沖電路，其特征在于，所述緩沖電路還包括解耦電容cdec和串聯(lián)阻尼電阻rdec，所述解耦電容cdec和所述串聯(lián)阻尼電阻rdec串聯(lián)連接，且所述解耦電容cdec和所述串聯(lián)阻尼電阻rdec串聯(lián)連接后的兩端分別連接在母線電容和半橋模塊之間。
3.一種如權(quán)利要求1所述的用于抑制sic?mosfet關(guān)斷過沖電壓及振蕩的緩沖電路的參數(shù)計算方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于抑制sic?mosfet關(guān)斷過沖電壓及振蕩的緩沖電路的參數(shù)計算方法，其特征在于，所述緩沖電路還包括解耦電容cdec和串聯(lián)阻尼電阻rdec，所述...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉定杰，徐志鵬，廖品然，馬紹波，于志新，楊鵬正，張紹朋，鄭易，
申請(專利權(quán))人：重慶青山工業(yè)有限責任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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