碳化硅(SiC)功率半導(dǎo)體器件的高溫特性使得電力電子變換器可以工作在更高的環(huán)境溫度中,高溫隔離柵極驅(qū)動(dòng)電路的重要性日益顯著。相比于工藝復(fù)雜的絕緣體上硅(SOI)耐高溫隔離驅(qū)動(dòng)芯片和耐高溫能力較弱的硅(Si)集成電路器件,基于Si分立器件的解決方案能夠很好地權(quán)衡耐溫能力和電路成本。本文以SiC MOSFET半橋功率模塊為被驅(qū)動(dòng)對象,通過使用分立MOSFET和分立三極管以及其他無源元件,設(shè)計(jì)出一種可行的高溫隔離驅(qū)動(dòng)電路。首先根據(jù)被驅(qū)動(dòng)對象與可能的實(shí)際工況,設(shè)計(jì)隔離驅(qū)動(dòng)電路參數(shù)指標(biāo)及架構(gòu)并總結(jié)不同架構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。再根據(jù)隔離驅(qū)動(dòng)中電信號(hào)的電壓電流等級(jí),將電路拆分為信號(hào)隔離與驅(qū)動(dòng)放大兩部分,拆分的思路也使所提出的電路設(shè)計(jì)方法可以被靈活地應(yīng)用于不同應(yīng)用場合中。在信號(hào)隔離部分,本文分析比較了三種不同原理的分立器件隔離電路,并對最終采用的方案進(jìn)行詳細(xì)介紹。在驅(qū)動(dòng)放大部分,本文分析了常規(guī)電路拓?fù)涞木窒扌圆⑦M(jìn)行改進(jìn),使其具有更好的高效、高速特性。為了滿足耐高溫需求,分立器件選型與對電路功耗的考量將會(huì)貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)。在測試環(huán)節(jié),搭建了基于功率模塊的雙脈沖測試平臺(tái),母線電壓最高為600V,并配備加熱平臺(tái)對隔離驅(qū)動(dòng)...

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的研究內(nèi)容
2 隔離驅(qū)動(dòng)電路的構(gòu)成及參數(shù)設(shè)計(jì)
    2.1 分立MOSFET與分立三極管
    2.2 隔離驅(qū)動(dòng)與相應(yīng)保護(hù)功能
    2.3 隔離驅(qū)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)
    2.4 本章小結(jié)
3 基于分立器件的高溫隔離驅(qū)動(dòng)電路
    3.1 基于隔直電容的無調(diào)制隔離方案
    3.2 基于iCoupler技術(shù)的調(diào)制隔離方案
    3.3 電平轉(zhuǎn)換電路
    3.4 電流放大電路
    3.5 設(shè)計(jì)總結(jié)與實(shí)物圖
    3.6 本章小結(jié)
4 雙脈沖測試平臺(tái)與開關(guān)瞬態(tài)過程
    4.1 純電感負(fù)載下的開關(guān)特性
    4.2 雙脈沖測試硬件設(shè)計(jì)
    4.3 本章小結(jié)
5 隔離驅(qū)動(dòng)性能測試及評估
    5.1 溫度對SiC MOSFET開關(guān)特性的影響
    5.2 驅(qū)動(dòng)加熱雙脈沖測試
    5.3 常溫性能測試
    5.4 驅(qū)動(dòng)加熱連續(xù)運(yùn)行測試
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 Ⅰ攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文及參與研究的課題



本文編號(hào)：3763722