碳化硅MOSFET半桥驱动和保护电路设计.docx

碳化硅MOSFET半桥驱动和保护电路设计

目录

碳化硅MOSFET半桥驱动和保护电路设计（1）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

设计概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1项目背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.2设计目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.3设计原则．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

碳化硅MOSFET半桥概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

2.1碳化硅MOSFET简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

2.2半桥拓扑结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

2.3关键性能参数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

驱动电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

3.1驱动电路原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

3.2驱动电路拓扑．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

3.2.1驱动电路配置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

3.2.2驱动电路元件选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

3.3驱动电路保护措施．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

保护电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

4.1保护电路需求分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

4.2保护电路拓扑．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

4.2.1过流保护．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

4.2.2过压保护．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

4.2.3温度保护．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

4.3保护电路元件选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

电路仿真与验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

5.1仿真平台介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

5.2仿真结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

5.2.1驱动电路仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

5.2.2保护电路仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

实验与测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

6.1实验平台搭建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

6.2测试项目与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

6.2.1驱动电路性能测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

6.2.2保护电路响应测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

结果分析与优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

7.1设计结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50

7.2优化策略与改进措施．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

总结与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

8.1设计总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．