中文引用格式：郑高铭，孙峰，李欢，等. 基于碳化硅MOSFET半桥驱动及保护电路设计[J]. 电子技术应用，2025，51(3)：90-97.
英文引用格式：Zheng Gaoming，Sun Feng，Li Huan，et al. Design of SiC MOSFET half-bridge driver and protection circuit[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(3)：90-97.
引言
碳化硅MOSFET作为第三代开云棋牌官网在线客服代表产品之一，以其优异的耐高压、耐高温、低损耗、通流能力强、导通电阻小等性能[1,2]被广泛应用于新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网等领域[3]。碳化硅MOSFET对驱动电路要求较高，一方面体现在驱动电压与驱动速度上，另一方面要求驱动电路能监测到碳化硅MOSFET工作异常情况，并及时进行保护[4,5]。碳化硅MOSFET由于其开通阈值较低，并且其较快的开关速度，导致dv/dt较大，容易引起串扰导致误开启，进一步造成上、下桥臂直通，因此需要有源米勒钳位保护[6,7]，抑制串扰对电路的影响。此外，驱动电路还需要桥臂互锁保护、退饱和保护[8,9]、欠压锁定[10]等保护功能。
而碳化硅MOSFET驱动电路核心为碳化硅MOSFET驱动芯片。表1为国内外碳化硅MOSFET驱动芯片对比情况。
表1 国内外碳化硅MOSFET驱动芯片对比情况
基于表1调研的驱动厂家与芯片来看，国外驱动芯片的Sink/Source电流能力集中在10 A左右，最大为20 A，而国内驱动芯片也基本可达到10 A；对于碳化硅MOSFET驱动芯片，一般要求共模抗干扰度CMTI≥100 V/ns，国外驱动芯片满足此要求，英飞凌的1ED3321MC12N可达300 V/ns，而国内驱动芯片也可满足要求；在传播延时方面，国外芯片在75~150 ns，国内驱动芯片在50~70 ns，优于国外驱动；此外，国外驱动芯片集成了退饱和保护、有源米勒钳位、欠压锁定、上拉/下拉独立可控等保护功能；而国内青铜剑、瞻芯、华大开云棋牌官网在线客服厂商的保护功能均不完善，纳芯微的NSI6611保护功能可满足要求。此外，对于芯片的电压隔离，国外集中在2 500 V~5 700 V，而国内集中在3 700 V~5 700 V。
不论是碳化硅MOSFET还是驱动芯片，国内目前绝大部分公司都是选用国外产品，一部分原因是不了解国内的公司有碳化硅MOSFET驱动芯片，另一部分原因是不认可国内产品的性能。设计一款全国产化的碳化硅MOSFET驱动电路，将碳化硅MOSFET更好地运用到工业中是亟需解决的事情。
为满足碳化硅MOSFET驱动电路全国产化需求，本文针对碳化硅MOSFET驱动及保护问题，建立了保护电路的模型并做了详细分析，基于纳芯微电子NSI6611驱动集成芯片提出了全国产化方案，为需要运用碳化硅MOSFET的工程师提供电路参考。
为验证本驱动电路的性能，选取了国际领先水平的Wolf Speed公司所研制的碳化硅MOSFET驱动板CGD1200HB2P-BM2（所用驱动芯片为ADI公司的ADUM4146）进行波形分析、参数比对、验证保护功能是否可靠触发测试。实验结果表明，该电路开关参数与CGD1200HB2P-BM2驱动板相近，满足碳化硅MOSFET驱动需求，并能可靠触发保护功能。
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作者信息：
郑高铭，孙峰，李欢，胡雅婷，刘京，刘羽捷
（中国振华集团永光电子有限公司，贵州 贵阳550018）
