西安交通大学王来利获国家专利权
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龙图腾网获悉西安交通大学申请的专利一种高压碳化硅MOSFET的保护电路、装置及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119727681B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-05发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411891487.7,技术领域涉及:H03K17/081;该发明授权一种高压碳化硅MOSFET的保护电路、装置及方法是由王来利;陈琪岭;别朝红;丁培洋;郭佳成;李磊;吕奕森;马定坤;张虹设计研发完成,并于2024-12-20向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种高压碳化硅MOSFET的保护电路、装置及方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种高压碳化硅MOSFET的保护电路、装置及方法,属于保护电路技术领域。本发明提供的保护电路,能够及时识别并处理短路故障,为高压碳化硅MOSFET提供全面的电路保护,通过完全开通检测电路和栅极电压检测电路的协同工作,实现了硬开关短路故障的识别,通过完全开通检测电路和漏源电压检测电路的设置,实现了负载短路故障的识别;当识别到待保护高压碳化硅MOSFET存在硬开关短路故障或者负载短路故障时,逻辑处理电路能够迅速接收相关信号并作出准确判断,对外部PWM控制信号进行闭锁,输出相应的电平信号,电平信号通过第一驱动电路和第二驱动电路,实现对MOSFET的快速关断,有效保护器件。
本发明授权一种高压碳化硅MOSFET的保护电路、装置及方法在权利要求书中公布了:1.一种高压碳化硅MOSFET的保护电路,其特征在于,包括漏源电压检测电路20、完全开通检测电路10、栅极电压检测电路30、逻辑处理电路50、第一驱动电路40及第二驱动电路60; 漏源电压检测电路20的输入端连接待保护高压碳化硅MOSFET的漏极,完全开通检测电路10的输入端连接待保护高压碳化硅MOSFET的漏极,栅极电压检测电路30的输入端连接待保护高压碳化硅MOSFET的栅极,漏源电压检测电路20、完全开通检测电路10与待保护高压碳化硅MOSFET的源极共同接地; 逻辑处理电路50的输出端经第一驱动电路40连接待保护高压碳化硅MOSFET的栅极,逻辑处理电路50的输入端分别连接漏源电压检测电路20、完全开通检测电路10和栅极电压检测电路30的输出端,逻辑处理电路50的输出端还连接第二驱动电路60的输入端,第二驱动电路60的输出端分别连接漏源电压检测电路20和完全开通检测电路10的输入端; 还包括外部PWM控制信号,连接逻辑处理电路50的输入端;漏源电压检测电路20包括第一二极管D1、TVS二极管、第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三二极管D3、第二MOS管M2及第一比较器COM1; 第一二极管D1的阳极分别连接TVS二极管的阴极、第一电容C1的第一端、第一电阻R1的第一端、第二电阻R2的第一端,TVS二极管的阳极连接负电源VEE,第一电阻R1的第二端连接正电源Vcc,第三二极管D3的阳极和第二电阻R2的第二端均连接第一比较器COM1的正向输入端,第一比较器COM1的反向输入端连接第一预设参考电压Vth1,第三二极管D3的阴极连接第二MOS管M2的漏极,第一电容C1的第二端接地、第二MOS管M2的源极和待保护高压碳化硅MOSFET的源极共同接地,第一二极管D1的阴极连接待保护高压碳化硅MOSFET的漏极,第一比较器COM1的输出端连接逻辑处理电路50的输入端,第二驱动电路的输出端连接第二MOS管M2的栅极;完全开通检测电路10包括第二二极管D2、第二电容C2、第一MOS管M1及第二比较器COM2; 第二二极管D2的阴极连接第二电阻R2的第一端,第二二极管D2的阳极分别连接第二电容C2的第一端和第一MOS管M1的漏极,第二电容C2的第二端、第一MOS管M1的源极与待保护高压碳化硅MOSFET的源极共同接地,第二比较器COM2的反向输入端分别连接第二二极管D2的阳极和第一MOS管M1的漏极,第二比较器COM2的正向输入端连接第二预设参考电压Vth2,第二比较器COM2的输出端连接逻辑处理电路50的输入端,第二驱动电路的输出端连接第一MOS管M1的栅极;栅极电压检测电路30包括第三电阻R3、第四电阻R4及第三比较器COM3; 第三电阻R3的第一端连接待保护高压碳化硅MOSFET的栅极,第三电阻R3的第二端分别连接第四电阻R4的第一端和第三比较器COM3的正向输入端,第三比较器COM3的反向输入端连接第三预设参考电压Vth3,第三比较器COM3的输出端连接逻辑处理电路50的输入端;逻辑处理电路50包括第一触发器U1、第二触发器U2、反相器U3及逻辑或非门U4; 逻辑或非门U4的第一输入端连接外部PWM控制信号,第一触发器U1的时钟输入端连接第一比较器COM1的输出端,第一触发器U1的数据输入端连接第二比较器COM2的输出端,第一触发器U1的输出端连接逻辑或非门U4的第二输入端,逻辑或非门U4的第三输入端连接第二触发器U2的输出端,逻辑或非门U4的输出端分别连接第一驱动电路40的输入端和第二驱动电路60的输入端; 第二触发器U2的时钟输入端连接第三比较器COM3的输出端,第二触发器U2的数据输入端连接反相器U3的输出端,反相器U3的输入端连接第二比较器COM2的输出端; 第一驱动电路40采用推挽驱动电路,用于扩流; 第二驱动电路60采用驱动芯片,用于驱动第一MOS管M1和第二MOS管M2。
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