2020-10-12
319
Учитывая сказанное выше, к схеме управления затвором МОП- и IGBT-транзисторов предъявляются следующие основные требования:
1. Напряжение на затворе при отпирании должно быть на 10…15 В выше напряжения стока МОП- или коллектора IGBT-транзистора. Таким образом, для транзистора верхнего плеча напряжение управления должно быть на 10…15 В выше напряжения питания.
2. Драйвер должен управляться логическим сигналом, связанным с общим проводом цепи управления.
3. При уменьшении напряжения управления ниже определенного уровня выходные транзисторы могут перейти в линейный режим работы, что, в свою очередь, приведет к увеличению мощности, рассеиваемой на силовом транзисторе, перегреву кристалла. Для предотвращения этого явления необходимо использоваться схемы контроля напряжения (UVLO – Under Voltage LockOut) как для верхнего, так и для нижнего плеча.
4. Мощность, рассеиваемая схемой управления, должна быть пренебрежимо мала, по сравнению с общей мощностью рассеивания устройства, в котором используется драйвер. 5. Схема управления должна обеспечивать токи перезаряда цепи затвора, гарантирующие быстрое переключение транзисторов. Всем эти требованиям удовлетворяет ИМС IX21844, основные характеристики которой приведены ниже:
|
|
|
• минимальное напряжение логической "1" на входах управления не менее 2 В
• максимальный уровень логического "0" на входах управления не более 0.8 В
• максимальное напряжение источника питания VS = 600 В
• максимальное "плавающее" напряжение на выводе питания VB верхнего плеча драйвера VB = VS + 20 В
• напряжение на выходе управления верхнего плеча (НО): минимальное VS, максимальное VB
• напряжение питания нижнего плеча драй- вера и логических цепей VCC = 10…20 В
• напряжение на выходе LO нижнего плеча: минимальное 0, максимальное VCC. Динамические характеристики, измеренные при напряжении VCC = VBS = 15 В, температуре окружающей среды 25 °C и емкости на- грузки 1000 пФ приведены ниже:
• время задержки включения/выключения tdon/off = 560…900/200…400 нс
• время выхода драйвера из спящего режима tsd = 225…400 нс
• выравнивание временной задержки MTon/MTof = 0…90/0…40 нс
• длительность фронта выходного сигнала tr = 23…60 нс
• длительность спада выходного сигнала tf = 14…35 нс
• мертвое время (Dead-Time) верхнего плеча DTLO-HO = 280…520 мкс, а нижнего плеча DTHO-LO = 4…6 нс. Понятие мертвое время проиллюстрировано временными диаграммами сигналов на вы- ходе верхнего (HO) и нижнего (LO) плеча драй- вера (рис. 4). Кроме формирования сигналов управления драйвер выполняет еще и функции защиты МОП- и IGBT-транзисторов. В число этих функций входят следующие:
• защита от короткого замыкания ключа
• защита от понижения напряжения питания драйвера
• защита от сквозных токов
• защита от пробоя затвора.
