驱动电路设计(10)-GATE充电和应用

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小编:驱动电路的设计是功率半导体应用的困难点,涉及对电力和设备保护的半导体的动态控制,这是非常实用的。为方便起见

驱动电路的设计是功率半导体应用的困难点,涉及对电力和设备保护的半导体的动态控制,这是非常实用的。为了促进可靠驾驶员设计的实施,具有电路的Infineon驾驶员有一些重要的操作。这一系列文章将以不同讨论的形式解释技术背景,然后详细说明如何正确理解和应用相关的驱动程序功能。本文指出:MOSFET功率半导体是电压的驱动类型。驾驶的本质是为门端口的容量充电。驾驶员的当前峰受到电力驾驶和内部电阻驱动器的阻力的影响,而驱动力则由sigate点头,驱动电压和传输频率确定。由于门电荷还决定了该电源设备的传输,因此门充电对驾驶设计很重要。门电荷IGBT门显示了诸如外部容量之类的属性,即栅极电荷取决于驱动电压和设备门的容量,即,如果电容器的成本是恒定的,则电压和电荷具有简单的线性关系。但是,等效的IGBT电容器门是不同的,而不是线路。图1显示了门电荷q g单侧值与门u g E的电压之间的关系。它是线性的。当拐点发生时发生时,当设备的状态发生变化时,最终驱动电压达到15V设计值,并且电荷到达E。图1。 1在时间A中,门电荷处于累积模式。电容器C GE将在AB时间之间充电,并增加ES根据公式(10.2)。在实际应用中,时间t a-b由门电阻(包括设备的内部电阻和外部电阻)和门的等效能力确定。因此,C ge不会继承,而是急剧增加。在大多数应用中,驾驶的电源是电压的来源,因此在开放过程中,目前增加的门是由于驾驶电压崩溃而增加驾驶电压的时间。使用当前资源而不是电压源驱动IGBT,它可以使U GE线性增加是线性的,因此Q/U梯度始终是线性的。 2at小时B,U GE到达平坦的频带电压U FB,受电压(C GE的一部分)影响的MOS电容器不再影响计费过程。目前,与时间AB的持续时间相比,C GE的量减少。因此,栅极充电坡度增加。在卑诗省时间之间,距离电压,b-c ex向下电压阈值U GE(TO),因此IGBT开始工作。平面带电压U FB描述,一段时间以来,栅极表面和下面的半导体金属氧化物层之间的电势(它们之间存在一个栅极氧化物层分离)。目前,由于门电荷和半导体电荷将相互取消,因此半导体金属氧化物层的能带是平坦的。在A到C的阶段,驾驶员将充电C GE,并且充电为Q GE。 3在CD时间内,GATETHE过程将由反馈电容器C GC(也称为Miller电容器)确定。目前,收集器 - 发射器电压继续降低,并且电流I GC通过C GC释放了大门。当前的这一部分需要通过驱动当前的IDIRVER来支付。目前,门上将出现恒定电压,称为米勒电压或米勒平台。我们可以说驾驶员将向C GC充电,并充电是Q GC。由于收集器发射器之间的电压转换率为负,因此C GC中的电流也为负。例如,收集器发射器电压从估计的DC U DC总线电压下降到饱和电压U cesat。当4IGBT进入饱和度时,此时的电压为饱和电压u cesat,d uce/dt将降低至零,而无反馈。 BAGOR到达E时间,当前的驾驶将充电门,其效果与部分AB相似。各种制造商的数据表和申请文档提供类似于图1的栅极电荷,并且在时间点E上也提供了Q g = F(UGE)电荷。如果提供了IGBT栅极发射器之间的推荐电容器C,则可以基于推销员获得栅极充电曲线或充电电荷Q G。由于栅极电荷几乎独立于温度,因此栅极电荷测量在周围的温度为25°C时可以完成所有操作H技术和IGBT的名义电流。由于栅极几何形状的变化,沟槽门的电荷比平面IGBT更高,并且具有微培养技术的设备的栅极电荷非常大,因为在IGBT设计中可以提高栅极的密度,并且可以使用一些伪分类来用于平衡设备的能力并提高设备的抗抗Inter-Interter-Interter-Interterterterterterview。因此,对于微型沟通栅极IGBT,门电容的值和充电电荷Q g稍大一些,因此微传输门IGBT将需要提供更多的驱动强度。使用Q GC来确定抗性和选择门电阻是设计栅极驾驶电路的重要步骤。在电源开关管栅极(例如IGBT)的过程中,它将通过门电阻在VCCC2附近充电,在关闭过程中,使用门驱动器内的源和排水晶体管来删除V Vee2。门驱动器输出基于MOSFET输出可以固定在动态电阻器(R DS,Resources,R DS,接收器)中,并且在传输过程中将发生电压塌陷(V DS,Source,V DS,Sink)。选择一个电阻器时有两个过程:1处于初始状态,即时间t,栅极电势与v ee2 pin相同。在此阶段,电源V CC2 -V EE2的电源电压分布在栅极R DS的内部电阻器之间,资源(资源),位于栅极R G的外部,ON和GATE R g的内部电阻器,电源半导体开关的内部电阻器。这是需要输出最大电流的栅极驱动程序,应通过设计外部门电阻来确保适当的电流脉冲值。 2在TC和TD之间,栅极和电流门的电压保持恒定,并为栅极集合C GC充电。这是已接收到的电源晶体管中的一个哑光过程。 Th上述米勒平台的E持续时间取决于电流的驾驶大小。因此,使用具有较大平均波的门驱动器可以实现更快的开关速度。在这个平台时,收集器发射器(V CE)的集体电压随饱和电压而降低。同时,在C-E设备的两端确定DV/DT。米勒平台越短,DV/DT越高。 ON抗性R G,ON和Miller平台时间t之间的关系如下:其中Q GC是图1的时间C到时间d的充电费用。如果在目标设计的价值中存在明确的Miller t平台时间,则可以使用上述公式来获得上述公式来获得R g,in。注:V PL是Miller平台的电压。使用Q GTO计算电力消耗。通过计算电源晶体管门的总加载,电源电压VCC 2 –V VEE2,转移f s的频率和外部门电阻,损耗估计输出组件。由于许多设计在打开和关闭时都使用不同的电阻,因此应考虑不同的内外情况。它会产生一定的损失分布,具体取决于:■gate r gon,ext和r goff的外部电阻,ext; ■栅极驱动器,r gon,ic和r goff的输出部分的内部阻抗; ■动力设备门的内部阻抗R g,int。使用QG的电源解耦电容器需要足够大,以确保在设计设计成本内降低电力电源的电压是在打开电源开关时。与Q G.相关的该量可以使用以下公式估算电容器:此处Q2表示停止门的当前驱动器的拉动(源),F SW是移动频率,Q G是功率晶体管栅极的总加载,ΔVVCC是栅极电压的最大变化。考虑e电容器和门参数的标准值的RROR,增加了20%的边距。例如,如果Infineon Trenchstop™IGBT4 IGBT4 IKW40N120H3,频率为15kHz驱动器收费Q G = 160NC作为一个例子,则门驱动器的输出部分中的最大静态电流为3mA(1ED3321),允许供应Voltigan的供应量,允许供应量的最小供应量,允许供应量,以供应量,以供应最小的机构:至少一个大于4次的值,例如必须选择10UF电容器。该电容器用于孤立的门电源电压,应尽可能将其放置在V CC2和V EE2引脚附近。对于噪声抗性的解耦,必须将100NF电容器放置在引脚V CC2和V EE2之间。重要的是要了解驾驶员设计的大门费用。这将帮助您计算驾驶员的功率,选择合适的驾驶员电阻和驾驶员芯片。并设计适当的电源和移动电源速度符合预期力量的恶习。驾驶员电路设计系列的第一波浪潮完成了,共有10篇文章和20,000个单词。

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