Smart Gate Drive Coupler: Inverter ilovalarida IGBT uchun keng qamrovli himoya

Smart gate drive ulagichlari (SGDs)quvvat qurilmalarini, ayniqsa izolyatsiyalangan eshikli bipolyar tranzistorlarni (IGBT) haddan tashqari oqim shikastlanishidan himoya qilish uchun asosiy komponentlardir. Ushbu maqolada SGD-larning operatsion dizayn ma'lumotlari, ayniqsa Toshiba'ning TLP5214A/TLP5214/TLP5212/TLP5222 modellari tasvirlangan bo'lib, ular VCE(sat) aniqlash funksiyasi, Miller qisqich funksiyasi va FAULT chiqish funksiyasi bilan mashhur.

1. SGD birlashtiruvchi mahsulotlarni taqqoslash

SGD ulagichlarining turli modellari ishlash parametrlarida farqlanadi va bu farqlar to'g'ri mahsulotni tanlash uchun juda muhimdir. Masalan, TLP5214A/TLP5214 modellarining maksimal chiqish oqimi ±4.0A, TLP5212/TLP5222 modellari esa ±2,5A. Ta'minot oqimi va ta'minot kuchlanishi ham muhim fikrlardir va bu parametrlarning maksimal qiymatlari mos ravishda 3,8 mA, 3,5 mA va 5 mA va 15 V dan 30 V gacha. Eshik kirish oqimi va DESAT chegarasi, shuningdek, maksimal qiymati 6mA va odatiy qiymati 6,5V dan 6,6V gacha bo'lgan turli modellarni farqlash uchun kalit hisoblanadi. Bundan tashqari, tarqalish kechikishi, ya'ni signalning kirishdan chiqishgacha bo'lgan maksimal kechikish vaqti 150ns dan 250ns gacha. 1.1-rasmda ko'rsatilganidek

2. Himoya xususiyatlari

SGD ulagichining himoya xususiyatlari uning asosiy funktsiyalari, jumladan, UVLO (past kuchlanishni blokirovka qilish) funktsiyasi, VCE (sat) aniqlash, faol Miller siqish va nosozliklarni chiqarish tizimi. UVLO funksiyasi ta'minot kuchlanishi chegaradan past bo'lganda tasodifiy chiqish bo'lmasligini ta'minlaydi, VCE(sat) aniqlash esa IGBT ning kollektor-emitter kuchlanishini nazorat qiladi va haddan tashqari oqim aniqlangandan keyin qurilmani himoya qilish uchun operatsiyani o'chiradi. . Faol Miller qisqichi IGBT ning eshigi va kollektori o'rtasidagi potentsial o'sishni kamaytiradi, nosozlikni chiqarish tizimi esa xato aniqlanganda asosiy boshqaruv tomoniga nosozlik signalini chiqaradi. Haddan tashqari yuk 1.2-rasmda ko'rsatilgan

3. Ilova dizayni

Ilovani loyihalashda bir nechta parametrlarni hisobga olish kerak, jumladan, eshik qarshiligi, bo'sh vaqt, qisqa tutashuv monitoringi va asosiy yon nosozlik signalining tortishish qarshiligi. Bo'sh vaqtni sozlash va sozlash kuchlanishni aniqlash ketma-ketligi vaqtini sozlash uchun tashqi bo'shashtiruvchi kondansatör yoki kontaktlarning zanglashiga olib kelishi mumkin. Tashqi o'chirish davri (RB) qisqa tutashuv vaqtida himoya funktsiyasi samarali bo'lishini ta'minlash uchun bo'shashtiruvchi kondansatörning zaryadlash oqimini oshirish uchun tashqi rezistordan foydalanadi. IGBT qisqa tutashuvini aniqlash pol kuchlanishi diyot yoki Zener diyotini qo'shish orqali sozlanishi mumkin. Darvoza sig'imi, eshik qarshiligi va tarqalish kechikishi tahlili ushbu parametrlarning tarqalish kechikishiga ta'sirini ko'rsatadi. Yumshoq o'chirish vaqti eshik sig'imi va chiqish quvvati kuchlanishiga ta'sir qiladi, aylanma kondansatkichlar va kutish terminallarini to'g'ri davolash nosozlikni oldini oladi. IGBT yoqilganda DESAT terminalini kuchlanishning ko'tarilishidan himoya qilish DESAT va VE terminallari orasiga Zener diyot yoki Schottky diodini qo'shish orqali erishish mumkin. Eshik haydovchi oqimi etarli bo'lmagan taqdirda, bufer tranzistorini qo'shish mumkin. SGD ulagichi va protsessor o'rtasidagi masofa uzoq bo'lsa va kirish signali to'lqin shaklini histerezis buferi yordamida shakllantirish mumkin bo'lsa, LED signalining to'lqin shaklini shakllantirish ayniqsa muhimdir. Nihoyat, asosiy tomondagi nosozlik signalining tortishish qarshiligi RF noto'g'ri signal chiqishi uchun zarur.

4. Dizaynning asosiy mulohazalari

SGD ulash moslamasini loyihalashda e'tiborga olish kerak bo'lgan asosiy omillarga eshik qarshiligi, qo'zg'alish pallasini quvvat qurilmasidan ajratish, yuklash zanjiri diyoti va eshik-emitter qarshiligi kiradi. Bu omillar birgalikda 150ns dan 250ns gacha bo'lgan maksimal qiymatga ega bo'lgan tarqalish kechikishiga ta'sir qiladi.