Smart Gate Drive Coupler: Protezzjoni Komprensiva Għal IGBTs f'Applikazzjonijiet ta 'Inverter

Couplers tas-sewqan tal-bieb intelliġenti (SGDs)huma komponenti ewlenin għall-protezzjoni tal-apparat tal-enerġija, speċjalment transisters bipolari tal-bieb iżolat (IGBTs), minn ħsara ta 'kurrent żejjed. Dan l-artikolu se jiddeskrivi l-informazzjoni tad-disinn operattiv ta 'SGDs, speċjalment għall-mudelli TLP5214A/TLP5214/TLP5212/TLP5222 ta' Toshiba, li huma magħrufa għall-funzjoni ta 'skoperta VCE(sat) tagħhom, funzjoni tal-morsa Miller, u funzjoni ta' output FAULT.

1. Tqabbil ta 'prodotti ta' coupler SGD

Mudelli differenti ta' couplers SGD ivarjaw fil-parametri tal-prestazzjoni, u dawn id-differenzi huma kruċjali biex jintgħażel il-prodott it-tajjeb. Pereżempju, l-ogħla kurrent tal-ħruġ tal-mudelli TLP5214A/TLP5214 huwa ±4.0A, filwaqt li l-mudelli TLP5212/TLP5222 huwa ±2.5A. Il-kurrent tal-provvista u l-vultaġġ tal-provvista huma wkoll kunsiderazzjonijiet importanti, u l-valuri massimi ta 'dawn il-parametri huma 3.8mA, 3.5mA, u 5mA, u 15V sa 30V, rispettivament. Il-kurrent tad-dħul tal-limitu u l-limitu tad-DESAT huma wkoll essenzjali biex jiddistingwu mudelli differenti, b'valur massimu ta '6mA u valur tipiku ta' 6.5V sa 6.6V. Barra minn hekk, id-dewmien tal-propagazzjoni, jiġifieri, il-ħin massimu ta 'dewmien tas-sinjal mill-input għall-output, ivarja minn 150ns sa 250ns. Kif muri fil-Figura 1.1

2. Karatteristiċi ta 'protezzjoni

Il-karatteristiċi ta 'protezzjoni tal-coupler SGD huma l-funzjonijiet ewlenin tiegħu, inkluża l-funzjoni UVLO (lockout ta' taħt il-vultaġġ), skoperta VCE(sat), kklampjar attiv ta 'Miller u sistema ta' output ta 'ħsara. Il-funzjoni UVLO tiżgura li ma jkun hemm l-ebda output aċċidentali meta l-vultaġġ tal-provvista huwa inqas mil-limitu, filwaqt li l-iskoperta tal-VCE(sat) tissorvelja l-vultaġġ tal-kollettur-emittent tal-IGBT u tagħlaq l-operazzjoni biex tipproteġi l-apparat ladarba jiġi skopert kurrent żejjed . Il-morsa Miller attiva tnaqqas iż-żieda potenzjali bejn il-bieb u l-kollettur tal-IGBT, filwaqt li s-sistema tal-ħruġ tal-ħsara toħroġ sinjal ta 'ħsara lin-naħa tal-kontroll prinċipali meta tinstab ħsara. Tagħbija żejda tidher fil-Figura 1.2

3. Disinn ta 'applikazzjoni

Fid-disinn tal-applikazzjoni, jeħtieġ li jiġu kkunsidrati parametri multipli, inkluż ir-reżistenza tal-bieb, il-ħin tal-blanking, il-monitoraġġ ta 'short circuit u r-reżistenza tal-ġibda tas-sinjal tal-ħsara tal-ġenb prinċipali. L-issettjar u l-aġġustament tal-ħin tal-blanking jistgħu jsiru permezz ta 'capacitor jew ċirkwit tal-blanking estern biex jaġġustaw il-ħin tas-sekwenza ta' skoperta tal-vultaġġ. Iċ-ċirkwit tal-blanking estern (RB) juża reżistenza esterna biex iżid il-kurrent tal-iċċarġjar tal-capacitor tal-blanking biex jiżgura li l-funzjoni ta 'protezzjoni tkun effettiva matul ix-short circuit. Il-vultaġġ tal-limitu ta 'skoperta ta' short circuit IGBT jista 'jiġi aġġustat billi żżid dajowd jew dajowd Zener. L-analiżi tal-kapaċitanza tal-bieb, ir-reżistenza tal-bieb u d-dewmien tal-propagazzjoni turi l-influwenza ta 'dawn il-parametri fuq id-dewmien tal-propagazzjoni. Il-ħin tat-tidwir artab huwa affettwat mill-kapaċità tal-bieb u l-vultaġġ tal-qawwa tal-ħruġ, filwaqt li t-trattament xieraq ta 'capacitors tal-bypass u terminals standby jista' jevita falliment. Il-protezzjoni tat-terminal DESAT mill-punt tal-vultaġġ meta l-IGBT jinxtegħel tista 'tinkiseb billi żżid dajowd Zener jew dijodu Schottky bejn it-terminali DESAT u VE. F'każ ta 'kurrent ta' drajv tal-gate insuffiċjenti, jista 'jiġi miżjud transistor buffer. L-iffurmar tal-forma tal-mewġ tas-sinjal LED huwa partikolarment importanti meta d-distanza bejn il-coupler SGD u s-CPU hija twila, u l-forma tal-mewġ tas-sinjal tad-dħul tista 'tiġi ffurmata bl-użu ta' buffer tal-isteresi. Fl-aħħarnett, ir-reżistenza pull-up RF tas-sinjal tal-ħsara fuq in-naħa prinċipali hija meħtieġa għall-output tas-sinjal tal-ħsara.

4. Konsiderazzjonijiet Ewlenin tad-Disinn

Meta tfassal coupler SGD, fatturi ewlenin li għandek tikkonsidra jinkludu reżistenza tal-bieb, separazzjoni taċ-ċirkwit tas-sewqan mill-apparat tal-enerġija, dajowd taċ-ċirkwit tal-bootstrap, u reżistenza tal-emittent tal-bieb. Dawn il-fatturi flimkien jaffettwaw id-dewmien tal-propagazzjoni, li għandu valur massimu bejn 150ns u 250ns.