Руководство по проектированию схемы обнаружения DESAT драйвера драйвера интеллектуальных ворот Toshiba

При использованииСоединители Smart Gate Driver (SGD)таких как TLP5214A, TLP5214, TLP5212 и TLP5222, эффективное проектирование периферийной схемы имеет решающее значение для использования функции обнаружения VCE(sat). Обнаружение VCE(sat), также известное как обнаружение DESAT, представляет собой механизм защиты, предназначенный для обнаружения повышения напряжения коллектора или стока при возникновении перегрузки по току в силовых полупроводниковых переключающих устройствах (таких как IGBT, Si- или SiC-MOSFET, GaN-FET) и подачи сигнала отключения для защиты устройства.

В процессе проектирования такие факторы, как индуктивность нагрузки, шум, возникающий при переключении других фаз, или электромагнитная индукция, могут стать причиной ложного обнаружения в схеме обнаружения DESAT. Чтобы снизить вероятность такого ложного обнаружения, предоставляется ряд рекомендаций по проектированию.

В конструкции схемы обнаружения DESAT, когда напряжение коллектора или стока силового устройства превышает заданное значение VDESAT, соединитель SGD прекращает управление силовым устройством и выводит сигнал неисправности с клеммы FAULT_N. Например, при использовании TLP5214A для управления IGBT, если IGBT включен (VOUT имеет высокий уровень), клемма DESAT подает ток ICHG. CBLANK заряжается через RDESAT и DDESAT, но из-за насыщения IGBT CBLANK не заряжается до порогового напряжения DESAT VDESAT. Если VCE IGBT возрастает из-за перегрузки по току, CBLANK начинает заряжаться. Как только напряжение на клемме DESAT превышает VDESAT, устройство связи SGD обнаруживает состояние DESAT IGBT и выдает сигнал FAULT_N. Это показано на рисунке 1.1.

Проблемы с путями проникновения шума

Из-за расстояния между силовым устройством и соединителем SGD соединительные дорожки могут создавать электромагнитные помехи (EMI). В многофазных инверторах переключение с других фаз может привести к появлению шума из-за паразитной емкости, что потенциально может привести к ложному обнаружению DESAT. Поэтому во время компоновки печатной платы рекомендуется избегать прокладки трасс обнаружения DESAT рядом с трассами, несущими импульсы высокого-тока, или трассами, подключенными к узлам с большими колебаниями потенциала. Кроме того, размещение RDESAT, DDESAT и CBLANK как можно ближе к соединителю SGD максимизирует эффект фильтрации нижних-частотных частот.

Определение констант схемы обнаружения DESAT
Предоставляются инструкции по значениям CBLANK и RDESAT, а также по выбору DDESAT. Если желаемое время гашения (tBLANK) установлено равным 5 микросекундам, а стандартное значение ICHG для TLP5214A составляет 240 микроампер, то значение CBLANK следует выбрать равным примерно 200 пикофарадам.