一种大功率SiCMOSFET并联均温均流电路的制作方法

本发明涉及电力电子器件领域，具体涉及一种大功率sic mosfet并联均温均流电路。

背景技术：

1、为了平均并联sic功率器件的电流，目前大多采用“主动”均流方法和“被动”均流方法。对于高功率大电流场合，现有实现两个sic功率器件的并联均流常采用的被动均流方法是在两个并联输出端之间使用一个反向耦合电感，这个反向耦合电感使用一个高磁密不易饱和的磁芯，并联功率器件的两根输出导线分别以相反的方向缠绕于该环形磁芯后连接于一点形成总的电流输出端，以此构成被动均流电路。但该方法往往仅适用于两个器件并联且要求电流均衡的情况，电流较大时所需磁环体积较大不易压缩功率密度，当需要多个器件并联时会发生出线端子及出线方式非常复杂难以实现的情况，其应用价值较低。

2、现有实现功率器件并联的主动均流方法是通过在每个开关器件的漏极（s）与总的输出端之间串联接入一个电流采样电阻，此电阻阻值较小额定功率较大不易实现小体积；每个电阻使用一个高精度电压传感器检测电阻上的电压。当多个并联功率模块工作过程中出现器件通过电路不均衡时，电流采样电阻上的电压也会不一致，电流较大的电阻上的电压较高，电流较小的电阻上的电压较低。根据此差异，控制器设计均流算法调整相应功率器件的开通/关断延时，等效为调整功率器件的栅极驱动电压的大小。此方法实现较为复杂，需要对应并联功率器件的数量使用采样电阻和电压传感器，使用体积较大且成本较高。

3、因此，需要提供一种大功率sic mosfet并联均温均流电路以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明为了克服多个sic mosfet器件并联时的电流不平衡问题，设计一种sicmosfet的并联均温均流电路，通过温度反馈调整驱动电路参数使并联的sic mosfet温度趋于一致，进而均衡sic mosfet的功率耗散，使并联的sic mosfet处于功耗平衡的稳定工作状态。

2、本发明的一种大功率sic mosfet并联均温均流电路采用如下技术方案，包括：

3、多个并联的sic mosfet驱动电路，其包括：驱动电源和mos管，驱动电源的out端通过栅极驱动电阻与mos管的g极连接，驱动电源的en端与驱动芯片连接，其中，多个sicmosfet驱动电路的mos管的所有d极串联、所有s极串联，多个sic mosfet驱动电路的驱动电源的en端连接，sic mosfet驱动电路的驱动电源的en端用于和驱动芯片的输出端连接；

4、多个分压电路，用于对sic mosfet驱动电路的驱动电源的电压进行分压；

5、均值电路，用于对多个分压电路的端电压依次进行求和、反相放大，并输出多个分压电路的平均电压；

6、以及差分放大电路，用于将平均电压与每路分压电路的端电压进行差分放大，以输出补偿对应的sic mosfet驱动电路的驱动电源的反馈电压。

7、优选地，分压电路包括ptc电阻和电阻，ptc电阻的一端和第一电阻的一端串联，ptc电阻的另一端接地，第一电阻的另一端和供电电源的正极连接，ptc电阻和第一电阻之间的连接点通过第二电阻与差分放大电路的正极端连接。

8、优选地，差分放大电路包括：差分放大器，差分放大器的正极端和分压电路的输出端连接后并接地，差分放大器的负极端通过第三电阻与均值电路的输出端连接，差分放大器的out端与对应的sic mosfet驱动电路中的驱动电源的fb端连接。

9、优选地，均值电路包括：

10、第一运算放大模块，用于对所有分压电路的端电压进行放大求和；

11、以及第二运算放大模块，用于放大求和的电压进行求平均得到平均电压。

12、优选地，第一运算放大模块包括一级运算放大器d1b，每个分压电路的输出端与第二电阻之间均通过一个第四电阻与一级运算放大器d1b的负极端连接；第二运算放大模块包括二级运算放大器d1d，二级运算放大器d1d和一级运算放大器d1b的正极端共同接地，一级运算放大器d1b的a端通过第五电阻与二级运算放大器d1d的负极端连接；二级运算放大器d1d的输出端分别通过一个第三电阻与对应的差分放大器的负极端。

13、本发明的有益效果是：

14、本发明由分压电路、均值电路以及差分放大电路共同组成电信号采样调理电路，通过电信号采样调理电路采样两路分压电路的端电压，并将两路两路分压电路的端电压通过第一运算放大模块放大求和后经过第二运算放大模块求得平均电压；平均电压与两路分压电路的端电压进行求差并放大得到反馈电压；反馈电压反馈至对应的驱动电源的fb引脚以实时调节驱动电源out引脚的输出电压大小，继而动态调节sic mosfet各自的栅极驱动电压，从而使得并联的sic mosfet温升趋于一致，进而均衡sic mosfet的功率耗散，使并联的sic mosfet处于功耗平衡的稳定工作状态。

技术特征：

1. 一种大功率sic mosfet并联均温均流电路，其特征在于，包括：

2. 根据权利要求1所述的一种大功率sic mosfet并联均温均流电路，其特征在于，分压电路包括ptc电阻和第一电阻，ptc电阻的一端和第一电阻的一端串联，ptc电阻的另一端接地，第一电阻的另一端和供电电源的正极连接，ptc电阻和第一电阻之间的连接点通过第二电阻与差分放大电路的正极端连接。

3. 根据权利要求2所述的一种大功率sic mosfet并联均温均流电路，其特征在于，差分放大电路包括：差分放大器，差分放大器的正极端和分压电路通过第二电阻连接后共同通过一个第三电阻接地，差分放大器的负极端通过一个第四电阻与均值电路的输出端连接，差分放大器的out端与对应的sic mosfet驱动电路中的驱动电源的fb端连接。

4. 根据权利要求1所述的一种大功率sic mosfet并联均温均流电路，其特征在于，均值电路包括：

5. 根据权利要求4所述的一种大功率sic mosfet并联均温均流电路，其特征在于，第一运算放大模块包括一级运算放大器d1b，每个分压电路的输出端与第二电阻之间均通过一个第五电阻与一级运算放大器d1b的负极端连接；第二运算放大模块包括二级运算放大器d1d，二级运算放大器d1d和一级运算放大器d1b的正极端共同接地，一级运算放大器d1b的a端通过第六电阻与二级运算放大器d1d的负极端连接；二级运算放大器d1d的输出端分别通过一个第四电阻与对应的差分放大器的负极端。

技术总结本发明涉及电力电子器件领域，具体涉及一种大功率SiC MOSFET并联均温均流电路，包括：两个并联的SiC MOSFET驱动电路、两个分压电路、均值电路以及两个差分放大电路；分压电路用于对SiC MOSFET驱动电路的驱动电源的电压进行分压；均值电路用于对多个分压电路的端电压依次进行求和、反相放大，并输出多个分压电路的平均电压；差分放大电路用于将平均电压与每路分压电路的端电压进行差分放大，以输出补偿对应的SiC MOSFET驱动电路的驱动电源的反馈电压。本发明使并联的SiC MOSFET温度趋于一致，进而均衡SiC MOSFET的功率耗散，使并联的SiC MOSFET处于功耗平衡的稳定工作状态。技术研发人员：陶兴军,段晓丽,范恺,李双受保护的技术使用者：陕西航空电气有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10