是功率半导体使用的难点,涉及到功率半导体的动态进程操控及器材的维护,实践性很强。为了便利完结牢靠的驱动规划,英飞凌的驱动集成电路自带了一些重要的功用,本系列文章以阅览杂谈的办法解说怎么正确理解和使用这些功用,也主张读者保藏和阅览引荐的材料以作参阅。
驱动电路有两类,阻隔型的驱动电路和电平移位驱动电路,他们对电源的要求不一样,阻隔型的驱动电路需求阻隔电源,驱动集成电路一般都支撑正负电源,而电平移位驱动电路一般都会选用自举电源,一般是单极性正电源。
不同的驱动脉冲的幅值决议了器材的饱满压降即静态损耗,以IKW40N120T2 40A 1200V IGBT为例,当驱动脉冲幅值为VGE=15V,50A时的饱满压降在2.7V,假如三缄其口到VGE=11V时,饱满压降上升到3.5V,假如再降栅压,IGBT就将退出饱满,静态损耗飞速添加,这便是为什么驱动器会带UVLO功用。反过来,假如驱动电压进步,VGE=17V,饱满压降降到2.5V,能够大大三缄其口导通损耗。
IGBT短路承当接受的才能是与驱动正电压有关,驱动电压VGE高,短路电流大,短路接受修长短,反过来驱动电压低短路电流小,短路接受修长长,见下表。当驱动电压上升到18V,短路电流会添加45%。而短路接受修长从10us,降到了6us,而静态损耗三缄其口了10%。
关于选用无磁芯变压器的驱动IC,能够2us内关断IGBT短路电流,可是过快的短路响应在高噪声环境中十分简略误触发。别的,恰当进步驱动电压有时是可行的,但要注意到,短路发生时,明亮米勒电容,栅极电压被举高,这时就很危险。
负电压能大大的提高功率器材的抗干扰的才能,也能够加速关断速度,负电压能够在规则范围内选取,首要考虑抗干扰才能,驱动功率(由于驱动功率与∆U成正比,PGE=fSW·QG·ΔU,负电压大,需求驱动功率大)和电源拓扑的杂乱程度。
负电源电压不行会添加寄生导通的危险,城外经过米勒电容寄生导通和经过寄生电感寄生导通。
当注册半桥中的下桥臂IGBT时,上桥臂的IGBT/二极管两头的电压会发生dvCE/dt改变。这会发生米勒电流iCG,然后对上桥臂的IGBT寄生电容CCG充电。电容CCG和CGE构成一个电容分压。电流iCG流经米勒电容、串联电阻、CGE和直流母线。假如栅极电阻上的压降超越IGBT的阈值电压,就会呈现寄生导通。满足幅值的负电压能够拉低栅极电压,很好地防止寄生导通。
假如开关器材没有辅佐发射极,或许是驱动环路寄生电感比较大时,尽管器材自身处于关断形式下,可是对管或许其他相功率器材注册发生di/dt会在该器材上发生一个电压VσE2:,这样可能有寄生注册危险。
比方当注册IGBT T1时,主电流将从续流二极管D2换向至IGBT1。二极管反向恢复电流减小进程中发生的diC2/dt会在LσE2上发生感应电压,并将T2的内部发射极电平拉到负值,变相进步了驱动电压。
假如经过高diC/dt发生的感应电压高于IGBT的阈值电压,则会导致IGBT T2寄生导通。
驱动的负电压是针对GND2的,而且对稳压精度要求不高,往往不需求用变压器两个绕组来完结,简略的办法经过电源芯片完结。
假如要发生+15V,-7.5V的正负电压,简略的办法是经过倍压整流完结,倍压整流原理和规划请参阅评价板EVAL-2EP130R-VD带双输出倍压整流的2EP130R变压器驱动器评价板的使用手册,操控芯片全桥变压器驱动器集成电路,。
假如要灵敏规划负电压值,也能够再一次进行挑选英飞凌2EP130系列全桥变压器驱动器集成电路,其占空比和开关频率皆可调整。假如选用下图这样的峰值整流电路,能够大幅度减缩器材数量。而且该芯片会依据占空比来进行过流维护,供给电源牢靠性。规划能够学习评价板:EVAL-2EP130R-PR,具有双输出峰值整流和可定制的输出电压,适用于MOSFETS和IGBT。
MAX5003阻隔电源规划软件(Maxim)使用MAX5003阻隔电源规划软件规划、仿线
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