MOS管栅极驱动电路、逆变系统的串扰测试装置及方法与流程

本技术涉及功率器件，特别是涉及一种mos管栅极驱动电路、逆变系统的串扰测试装置及方法。

背景技术：

1、碳化硅mos管较硅基igbt具有更快的切换速度（更短的切换时间）、较低的损耗、更高的开关频率、更高的耐压能力以及更好的温度特性，相应地为系统带来效率的提升、系统磁性元器件减小、功率密度的提升等优势，因此被各行业广泛应用，尤其提升了新能源车的竞争力。

2、相对于传统硅基igbt，碳化硅mos管优势明显，但碳化硅mos管因其更快的开关速度导致其寄生参数带来的影响相比于硅基igbt更加严重。寄生参数会带来信号的串扰不理想问题，容易导致碳化硅mos管在使用时被损坏。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种抑制串扰的mos管栅极驱动电路、逆变系统的串扰测试装置及方法。

2、第一方面，本技术提供了一种mos管栅极驱动电路，包括：

3、可调驱动电路，与mos管的栅极连接，用于接收上位机输出的pwm信号和控制信号，并根据所述pwm信号和所述控制信号输出驱动信号；

4、米勒钳位电路，包括比较器单元和开关单元，其中，所述比较器单元的第一输入端接入阈值电压，所述比较器单元的第二输入端分别与所述可调驱动电路、所述mos管的栅极以及所述开关单元的第一端连接，所述比较器单元的输出端与所述开关单元的控制端连接，所述开关单元的第二端与负极性电源连接；所述比较器单元用于在所述驱动信号的电压减小至所述阈值电压的情况下，输出电平信号至所述开关单元的控制端，导通所述开关单元，以将所述驱动信号的电压钳位至所述负极性电源的电压。

5、在其中一个实施例中，所述可调驱动电路包括：

6、第一驱动单元，所述第一驱动单元的输入端与所述上位机连接，所述第一驱动单元的输出端与所述mos管的栅极连接，所述第一驱动单元用于根据所述控制信号将所述pwm信号中的高电平信号转换为第一驱动信号，并输出至所述mos管的栅极，以使所述mos管导通；

7、第二驱动单元，所述第二驱动单元的输入端与所述上位机连接，所述第二驱动单元的输出端与所述mos管的栅极连接，所述第二驱动单元用于根据所述控制信号将所述pwm信号中的低电平信号转换为第二驱动信号，并输出至所述mos管的栅极，以使所述mos管关断。

8、在其中一个实施例中，所述第一驱动单元包括：第一逻辑子单元和至少一第一驱动子单元；

9、所述第一逻辑子单元的输入端与所述上位机连接，所述第一逻辑子单元的输出端分别与所述第一驱动子单元的输入端一一对应连接；所述第一驱动子单元的输出端与所述mos管的栅极连接；

10、所述第一逻辑子单元用于根据所述控制信号选择导通至少一路与所述第一驱动子单元连接的支路；

11、所述第一驱动子单元用于将所述pwm信号中的高电平信号转换为第一驱动信号，并输出至所述mos管的栅极，以使所述mos管导通。

12、在其中一个实施例中，所述第二驱动单元包括：第二逻辑子单元和至少一第二驱动子单元；

13、所述第二逻辑子单元的输入端与所述上位机连接，所述第二逻辑子单元的输出端分别与所述第二驱动子单元的输入端一一对应连接；所述第二驱动子单元的输出端与所述mos管的栅极连接；

14、所述第二逻辑子单元用于根据所述控制信号选择导通至少一路与所述第二驱动子单元连接的支路；

15、所述第二驱动子单元用于将所述pwm信号中的低电平信号转换为第二驱动信号，并输出至所述mos管的栅极，以使所述mos管关断。

16、在其中一个实施例中，所述mos管栅极驱动电路还包括：

17、栅极钳位电路，所述栅极钳位电路的第一端分别与所述可调驱动电路、所述米勒钳位电路连接，所述栅极钳位电路的第二端与所述mos管的栅极连接，所述栅极钳位电路用于钳位所述驱动信号。

18、在其中一个实施例中，所述mos管栅极驱动电路还包括：

19、浪涌反峰钳位电路，所述浪涌反峰钳位电路的第一端与所述mos管的漏极连接，所述浪涌反峰钳位电路的第二端与所述mos管的栅极连接，所述浪涌反峰钳位电路用于钳位所述mos管关断和导通时产生的浪涌电压。

20、上述mos管栅极驱动电路包括可调驱动电路和米勒钳位电路。其中，可调驱动电路与mos管的栅极连接，米勒钳位电路包括比较器单元和开关单元，比较器单元的第一输入端接入阈值电压，比较器单元的第二输入端分别与可调驱动电路、mos管的栅极以及开关单元的第一端连接，比较器单元的输出端与开关单元的控制端连接，开关单元的第二端与负极性电源连接。可调驱动电路接收上位机输出的pwm信号和控制信号，根据pwm信号和控制信号输出驱动信号至mos管的栅极，可以理解，可调驱动电路可根据控制信号和pw压m信号调节输出至mos管栅极的驱动电压的波形，可以控制mos管的导通速度和关断速度，保障mos管栅极驱动电路的驱动效率。比较器单元可在驱动信号的电压减小至阈值电压的情况下，输出电平信号至开关单元的控制端，导通开关单元，以将驱动信号的电钳位至负极性电源的电压，可以有效降低电路中的正向串扰，避免在mos管关断阶段，由于正向串扰的存在使得驱动信号的电压值大于阈值电压而导致mos管误导通的情况发生。

21、第二方面，本技术还提供了一种逆变系统的串扰测试装置，包括：上位机、示波器和上述任一实施例提供的mos管栅极驱动电路，

22、其中，所述上位机分别与所述mos管栅极驱动电路的输入端、所述示波器的输出端连接，所述示波器的第一探头分别与所述mos管栅极驱动电路的输出端、目标mos管的栅极连接，所述示波器的第二探头与所述目标mos管的源极连接；所述目标mos管为逆变系统中任一半桥臂的mos管；

23、所述上位机用于输出pwm信号和控制信号至所述mos管栅极驱动电路；所述mos管栅极驱动电路用于根据所述控制信号和所述pwm信号输出驱动信号至所述目标mos管的栅极；所述示波器用于测量所述目标mos管的栅极电压信号的波形，并将所述栅极电压信号的波形发送至所述上位机；所述上位机还用于根据所述波形得到串扰测试结果。

24、在其中一个实施例中，所述上位机还用于获取所述目标mos管的导通阈值和负向耐压；以及根据所述串扰测试结果、所述导通阈值和所述负向耐压调整所述控制信号，以使所述mos管栅极驱动电路输出的驱动信号处于预设范围内。

25、第三方面，本技术还提供了一种一种逆变系统的串扰测试方法，所述方法应用于上述任一实施例提供的逆变系统的串扰测试装置，所述方法包括：

26、输出pwm信号和控制信号至mos管栅极驱动电路，以使所述mos管栅极驱动电路根据所述pwm信号和所述控制信号输出驱动信号至目标mos管的栅极；

27、获取示波器测量的所述目标mos管栅极电压信号的波形；

28、根据所述波形得到串扰测试结果。

29、在其中一个实施例中，所述方法还包括：

30、获取所述目标mos管的导通阈值和负向耐压；

31、根据所述串扰测试结果、所述导通阈值和所述负向耐压调整所述控制信号，以使所述mos管栅极驱动电路输出的驱动信号处于预设范围内。

32、上述逆变系统的串扰测试装置及方法中，串扰测试装置包括上位机、示波器和mos管栅极驱动电路，上位机可以输出pwm信号和控制信号至mos管栅极驱动电路，以使mos管栅极驱动电路根据pwm信号和控制信号输出驱动信号至目标mos管的栅极，经示波器测量得到目标mos管的栅极电压信号的波形后，上位机可以对波形进行分析得到串扰测试结果，从而可以根据串扰测试结果对mos管栅极驱动电路对串扰的抑制效果进行评估和优化，进一步提高mos管栅极驱动电路对逆变系统中mos管开启和关断时的产生的串扰的抑制效果，提高了逆变系统的鲁棒性。