Smart Gate Drive Coupler: Alhliða vernd fyrir IGBT í Inverter forritum

Driftengi fyrir snjallhlið (SGD)eru lykilþættir til að vernda raforkutæki, sérstaklega einangraða hlið tvískauta smára (IGBTs), fyrir ofstraumsskemmdum. Þessi grein mun gera grein fyrir rekstrarhönnunarupplýsingum SGDs, sérstaklega fyrir TLP5214A/TLP5214/TLP5212/TLP5222 gerðir Toshiba, sem eru þekktar fyrir VCE(sat) greiningaraðgerð, Miller klemmuvirkni og FAULT úttaksaðgerð.

1. Samanburður á SGD tengivörum

Mismunandi gerðir af SGD tengi eru mismunandi hvað varðar frammistöðubreytur og þessi munur skiptir sköpum til að velja réttu vöruna. Til dæmis er hámarksúttaksstraumur TLP5214A/TLP5214 gerðanna ±4.0A en TLP5212/TLP5222 gerðirnar eru ±2.5A. Framboðsstraumur og framboðsspenna eru einnig mikilvæg atriði og hámarksgildi þessara breytu eru 3,8mA, 3,5mA og 5mA, og 15V til 30V, í sömu röð. Þröskuldsinntaksstraumur og DESAT þröskuldur eru einnig lykillinn að því að greina mismunandi gerðir, með hámarksgildi 6mA og dæmigert gildi 6,5V til 6,6V. Að auki er útbreiðslutöf, það er hámarks seinkun merkisins frá inntak til úttaks, á bilinu 150ns til 250ns. Eins og sést á mynd 1.1

2. Verndareiginleikar

Verndareiginleikar SGD tengisins eru kjarnaaðgerðir þess, þar á meðal UVLO (undirspennulæsing), VCE(sat) uppgötvun, virk Miller klemma og bilunarúttakskerfi. UVLO aðgerðin tryggir að það komi ekki út fyrir slysni þegar framboðsspennan er lægri en viðmiðunarmörkin, á meðan VCE(sat) skynjunin fylgist með collector-emitter spennu IGBT og slekkur á aðgerðinni til að vernda tækið þegar ofstraumur er greindur . Virka Miller klemman dregur úr hugsanlegri aukningu á milli hliðs og safnara IGBT, á meðan bilunarúttakskerfið gefur frá sér bilunarmerki til aðalstýringarhliðarinnar þegar bilun greinist. Ofhleðsla er sýnd á mynd 1.2

3. Umsókn hönnun

Við hönnun forrita þarf að huga að mörgum breytum, þar á meðal hliðarviðnám, slökkvitíma, skammhlaupseftirlit og uppdráttarviðnám aðalhliðarbilunarmerkis. Stilling og aðlögun slökkvitímans er hægt að gera með ytri slökkviþétti eða hringrás til að stilla tímasetningu spennugreiningarraðar. Ytri slökkvirásin (RB) notar ytri viðnám til að auka hleðslustraum tæmingarþéttans til að tryggja að verndaraðgerðin sé virk meðan á skammhlaupinu stendur. Hægt er að stilla IGBT skammhlaupsskynjunarþröskuldinn með því að bæta við díóðu eða Zener díóða. Greining á rýmd hliðsins, hliðarviðnám og útbreiðslu seinkun sýnir áhrif þessara breytu á útbreiðslu seinkun. Mjúkur slökkvitíminn hefur áhrif á rýmd hliðsins og úttaksspennu, en rétt meðferð á framhjáþéttum og biðstöðvum getur komið í veg fyrir bilun. Hægt er að vernda DESAT tengið frá spennuálagi þegar skipt er um IGBT með því að bæta við Zener díóðu eða Schottky díóðu á milli DESAT og VE skautanna. Ef um ófullnægjandi hliðarstraum er að ræða er hægt að bæta við biðminni smári. Bylgjulögun LED merkja er sérstaklega mikilvæg þegar fjarlægðin milli SGD tengisins og örgjörvans er löng og hægt er að móta inntaksbylgjuformið með því að nota hysteresis biðminni. Að lokum er uppdráttarviðnám RF á bilunarmerkinu á aðalhliðinni nauðsynleg fyrir úttak bilunarmerkja.

4. Helstu hönnunarsjónarmið

Þegar SGD tengibúnaður er hannaður eru lykilþættir sem þarf að hafa í huga meðal annars hliðarviðnám, aðskilnað drifrásarinnar frá aflbúnaðinum, ræsirásardíóða og viðnám hliðsendara. Þessir þættir hafa saman áhrif á útbreiðslu seinkun, sem hefur hámarksgildi á milli 150ns og 250ns.