一种自适应调节驱动电流的晶体管驱动装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种自适应调节驱动电流的晶体管驱动装置，通过设置驱动电路调节电路，根据驱动信号发生电路输出的驱动信号以及晶体管的漏源极电压对驱动电流进行调节，通过检测碳化硅功率场效应晶体管的漏源极电压是否超出阈值，来控制电流调节电路主动工作，实现对于碳化硅功率场效应晶体管驱动电流的自适应调节。该晶体管驱动装置开关效率高，采用该驱动电流调节电路，开通损耗不会受到影响，极大地提高了晶体管的开关效率；灵活性强，可以根据实际碳化硅功率场效应晶体管的耐压水平和尖峰电压阈值进行对驱动电流调节电路的动作电压值进行调节；主动性强，可以实现主动调节工作，不需要额外的控制信号进行控制。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应调节驱动电流的晶体管驱动装置
本专利技术涉及电力电子驱动电路相关
，尤其涉及一种自适应调节驱动电流的晶体管驱动装置。
技术介绍
随着新型器件的飞速发展，碳化硅功率场效应晶体管器件因其具有耐高温、耐高压、频率高、开关速度快和损耗低等优点，被广泛应用于高压、高温、高效率及高功率密度的场合。虽然碳化硅功率场效应晶体管与常规硅器件具有很大优势，但是其驱动电路设计是一个难点。碳化硅功率场效应晶体管的开关速度很快，而且关断速度越快，器件的尖峰电压会越高，会对器件本身甚至整体电路带来很大危害。目前，降低关断尖峰电压过高的主要方法是通过增加门极电阻降低开关速度，但是这种方法将会把开通和关断时间延长，造成器件的开关损耗增大。
技术实现思路
基于现有技术的上述情况，本专利技术的目的在于提供一种自适应调节驱动电流的晶体管驱动装置，通过检测碳化硅功率场效应晶体管的漏源极电压是否超出阈值，来控制电流调节电路主动工作，实现对于晶体管驱动电流的自适应调节。为达到上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种自适应调节驱动电流的晶体管驱动装置，包括驱动信号发生电路、电流调节电路、以及驱动电路；其中，所述驱动信号发生电路输出端输出驱动信号，并通过电流调节电路与驱动电路连接；所述电流调节电路的一端连接所述驱动信号发生电路，另一端连接晶体管的漏极，以根据驱动信号发生电路输出的驱动信号以及晶体管的漏源极电压对驱动电流进行调节；所述驱动电路的输出端连接晶体管的栅极，向所述晶体管提供驱动电流。进一步的，所述根据驱动信号发生电路输出的驱动信号以及晶体管的漏源极电压对驱动电流进行调节，包括：当所述驱动信号为低电平时，根据晶体管的漏源极电压VDS是否超过阈值Vth来对驱动电流进行调节。进一步的，所述根据晶体管的漏源极电压VDS是否超过阈值Vth来对驱动电流进行调节，包括：若VDS≤Vth，则维持当前驱动电流不变；若VDS>Vth，则降低驱动电流，以降低尖峰电压。进一步的，所述电流调节电路包括三极管Q1和二极管D3；当VDS>Vth时，三极管Q1的基极电压高于发射极电压，使得该三极管Q1截止，以降低驱动电流。进一步的，所述驱动电路包括TVS管D2和电阻R3；当三极管Q1截止时，使得驱动电路的TVS管D2和电阻R3串联，从而降低驱动电流。进一步的，所述驱动信号发生电路的输出端通过隔离电路和放大电路连接电流调节电路。进一步的，所述三极管Q1包括PNP型三极管。进一步的，所述晶体管包括碳化硅功率场效应晶体管。综上所述，本专利技术提供了一种自适应调节驱动电流的晶体管驱动装置，通过设置驱动电路调节电路，根据驱动信号发生电路输出的驱动信号以及晶体管的漏源极电压对驱动电流进行调节，通过检测碳化硅功率场效应晶体管的漏源极电压是否超出阈值，来控制电流调节电路主动工作，实现对于碳化硅功率场效应晶体管驱动电流的自适应调节。本专利技术所提供的技术方案相对于现有技术，具有如下有益的技术效果：(1)针对碳化硅器件的驱动开关频率高，对驱动的要求高的特点，采用本专利技术提供的驱动电流调节电路，开关效率高，只增加关断损耗，开通损耗不会受到影响，相比于现有技术中调节驱动电阻的技术方案中开通和关断损耗都会增加，极大地提高了晶体管的开关效率；(2)灵活性强，可以根据实际碳化硅功率场效应晶体管的耐压水平和尖峰电压阈值进行对驱动电流调节电路的动作电压值进行调节；(3)主动性强，当检测到碳化硅功率场效应晶体管的漏源极电压VDS超出阈值时，调节电路即可以主动工作，不需要额外的控制信号进行控制，从而实现了对于碳化硅功率场效应晶体管驱动电流的自适应调节。附图说明图1是自适应调节驱动电流的晶体管驱动装置的构成框图；图2是电流调节电路的示意性电路图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。下面结合附图对本专利技术的技术方案进行详细说明。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种自适应调节驱动电流的晶体管驱动装置，该装置的构成框图如图1所示，包括驱动信号发生电路、电流调节电路、以及驱动电路。驱动信号发生电路输出端输出驱动信号，并通过电流调节电路与驱动电路连接。驱动信号发生电路输出的驱动信号，用于实现对晶体管的驱动，该晶体管例如为碳化硅功率场效应晶体管。根据某些实施例，驱动信号发生电路输出的驱动信号，依次经过隔离电路和放大电路的信号隔离和放大之后，与电流调节电路以及驱动电路连接。其中，隔离电路和放大电路的具体电路结构可以采用本领域常见的电路结构实现。电流调节电路的一端连接所述驱动信号发生电路，另一端连接晶体管的漏极，以根据驱动信号发生电路输出的驱动信号以及晶体管的漏源极电压对驱动电流进行调节。所述驱动电路的输出端连接晶体管的栅极，向所述晶体管提供驱动电流。电流调节电路的示意性电路图如图2所示，根据某些实施例，电流调节电路可以采用如下的电路结构：电流调节电路包括第一二极管D1、第三二极管D3、TVS管D2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、三极管Q1和晶体管Q2，本实施例中，该三极管Q1选用PNP型三极管，晶体管Q2为碳化硅功率场效应晶体管。其中，第三电阻R3连接晶体管Q2的基极，可以作为驱动电路的一部分，以为晶体管Q2提供驱动电流；第三二极管D3的一端连接晶体管Q2的漏极，以对晶体管Q2的漏极电压进行检测，另一端通过第二电阻R2和第四电阻R4连接三极管Q1的基极，以根据晶体管Q2的漏极电压检测结果控制三极管Q1的通断。当驱动信号发生电路输出的驱动信号为高电平时，该驱动信号通过隔离电路和放电电路输出至电流调节电路，电流调节电路的三极管Q1的发射极为驱动电压的高电平，此时，该电流调节电路中的三极管Q1导通，使得驱动电路只有第三电阻R3作为驱动电阻。当驱动信号发生电路输出的驱动信号为低电平时，该驱动信号通过隔离电路和放电电路输出至电流调节电路，此时根据晶体管的Q2漏源极电压是否超过阈值来对驱动电流进行调节。若第三二极管D3检测到碳化硅功率场效应晶体管Q2的漏源极电压VDS未超过阈值Vth，此时PNP型三极管Q1导通，驱动电路仍只有驱动电阻R3，即此时维持驱动电流不变。若第三二极管D3检测到碳化硅功率场效应晶体管Q2的漏源极电压VDS超过阈值Vth，由于第三二极管D3的阳极连接三极管Q1的基极，从而使得此时三极管Q1的基极电压高于发射极电压，三极管Q1截止，连接于三极管Q1的发射极与集电极之间的TVS管D2被连接至驱动电路，即驱动电路中增加了TVS管D2来与驱动电阻R3串联，从而降低了碳化硅功率场效应晶体管Q2的栅极驱动电流，减缓了晶体管Q2关断速度，进一步达到抑制尖峰电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应调节驱动电流的晶体管驱动装置，其特征在于，包括驱动信号发生电路、电流调节电路、以及驱动电路；其中，/n所述驱动信号发生电路输出端输出驱动信号，并通过电流调节电路与驱动电路连接；/n所述电流调节电路的一端连接所述驱动信号发生电路，另一端连接晶体管的漏极，以根据驱动信号发生电路输出的驱动信号以及晶体管的漏源极电压对驱动电流进行调节；/n所述驱动电路的输出端连接晶体管的栅极，向所述晶体管提供驱动电流。/n

【技术特征摘要】
1.一种自适应调节驱动电流的晶体管驱动装置，其特征在于，包括驱动信号发生电路、电流调节电路、以及驱动电路；其中，
所述驱动信号发生电路输出端输出驱动信号，并通过电流调节电路与驱动电路连接；
所述电流调节电路的一端连接所述驱动信号发生电路，另一端连接晶体管的漏极，以根据驱动信号发生电路输出的驱动信号以及晶体管的漏源极电压对驱动电流进行调节；
所述驱动电路的输出端连接晶体管的栅极，向所述晶体管提供驱动电流。


2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述根据驱动信号发生电路输出的驱动信号以及晶体管的漏源极电压对驱动电流进行调节，包括：
当所述驱动信号为低电平时，根据晶体管的漏源极电压VDS是否超过阈值Vth来对驱动电流进行调节。


3.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述根据晶体管的漏源极电压VDS是否超过阈值Vth来对驱动电流进行调节，包括：
若VDS≤Vth，则维持当前驱动电流不...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚为正，董晓帅，武盾，朱兆芳，李潇，冯宇鹏，王林，王先为，吴金龙，陈枫，刘天强，刘振威，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，国网浙江省电力有限公司，许继电源有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41