Smart Gate Driver tengi: Veita alhliða vernd fyrir IGBT í Inverter forritum

Smart Gate Driver (SGD) tengieru mikilvægir íhlutir sem hannaðir eru til að vernda raforkutæki, sérstaklega einangraða hlið tvískauta smára (IGBTs), fyrir ofstraumsskemmdum. Þessi grein lýsir rekstrarhönnunarreglum SGDs, með sérstakri áherslu á TLP5214A, TLP5214, TLP5212 og TLP5222 gerðir Toshiba. Þessar vörur eru þekktar fyrir VCE(sat) uppgötvun, Miller klemmu og FAULT úttaksgetu.

Sem fyrirtæki sem sérhæfir sig í-afkastamiklum rafeindaíhlutum inniheldur vöruúrval okkar ljóstengja, stafræna rafrýmd einangrunartæki, fast-stöðuliða, tengieinangrara og ökumannseinangra. Þessir einangrarar styðja ýmsar rekstrargerðir eins og smára, MOSFET, TRIAC, rökfræðilega-línulega, CMOS og LVDS, sem gerir þá hentuga fyrir margs konar forrit, þar á meðal merkjaskipti, háhraða merkjasendingu, drifeinangrun, mögnunarskynjun, endurgjöf merkjaöflunar,{5} öryggiseinangrun viðmóts og háspennuviðmóts{5}}.

1. SGD Coupler Vara Samanburður
Mismunandi gerðir af SGD tengi eru mismunandi hvað varðar frammistöðubreytur, sem er mikilvægt fyrir val á viðeigandi vöru. Til dæmis eru TLP5214A og TLP5214 gerðirnar með hámarksúttaksstraum upp á ±4,0A, en TLP5212 og TLP5222 gerðirnar bjóða upp á ±2,5A. Framboðsstraumur og framboðsspenna eru einnig mikilvæg atriði, þar sem hámarks framboðsstraumar eru 3,8mA, 3,5mA og 5mA og framboðsspennusviðið er 15V til 30V. Þröskuldsinntakstraumur og DESAT þröskuldsspenna eru lykilaðgreiningargreinar, með hámarksinntaksstraum 6mA og dæmigerð DESAT þröskuld á bilinu 6,5V til 6,6V. Að auki er útbreiðslutöfin, skilgreind sem hámarkseinkun frá inntak til úttaks, á bilinu 150ns til 250ns, eins og sýnt er á mynd 1.1.

2. Verndunareiginleikar
Kjarnaverndareiginleikar SGD-tengja eru UVLO (undir-spennulæsing), VCE(sat) uppgötvun, virk Miller-klemma og bilunarúttakskerfi. UVLO aðgerðin kemur í veg fyrir óviljandi úttak þegar framboðsspennan fer niður fyrir fyrirfram skilgreinda þröskuld. VCE(sat) uppgötvun fylgist með spennu safnara-sendigjafa IGBT og kemur af stað lokun við yfirstraumsskynjun til að vernda tækið. Virka Miller klemman dregur úr spennuuppbyggingu á milli hliðs IGBT og safnara, á meðan bilunarúttakskerfið gefur til kynna aðalstýringarhliðina við bilanagreiningu. Yfirálagsaðstæður eru sýndar á mynd 1.2.

3. Umsókn Hönnun
Forritshönnun felur í sér nokkrar lykilbreytur, þar á meðal hliðarviðnám, slökkvitíma, skammhlaupsvöktun og aðal-hliðarbilunarviðnám-upp viðnám. Ljóstenglar okkar og stafrænu einangrunartæki, þekkt fyrir háhraðaskipti og áreiðanlega einangrun, veita hámarks hönnunarlausnir og öryggistryggingu í ljósvakakerfi, bílastýringu, lækningatækjum og PLC stjórnbúnaði.

Stillingar og aðlögun tæmingartíma er hægt að ná með því að nota ytri eyðingarþétta eða hringrás til að fínstilla-tímasetningu spennugreiningaröðarinnar. Ytri slökkvirás (RB) notar viðnám til að auka hleðslustraum tæmingarþéttans, sem tryggir skilvirka vernd við skammhlaups-atburði. Hægt er að stilla IGBT skammhlaupsskynjunarþröskuldinn með því að setja inn díóða eða Zener díóða.

Greining á rýmd hliðsins, hliðarviðnám og útbreiðsluseinkun sýnir áhrif þessara breytu á heildar seinkun. Mjúkur stöðvunartími hefur áhrif á rýmd hliðs og úttaksaflgjafaspennu, en rétt stjórnun á framhjáþéttum og biðstöðvum hjálpar til við að koma í veg fyrir bilanir. Hægt er að vernda DESAT tengið fyrir spennustoppum meðan á IGBT skipti stendur með því að bæta Zener díóðum eða Schottky hindrunardíóðum á milli DESAT og VE skautanna. Hægt er að setja biðminni smári til að bæta við ófullnægjandi hliðarstraum.

Bylgjulögun LED merkja er sérstaklega mikilvæg þegar SGD tengið er staðsett langt frá CPU; Hægt er að nota hysteresis biðminni til að betrumbæta inntaksmerkjabylgjuformið. Að lokum er aðal-hliðaruppdráttarviðnám-upp viðnám (RF) nauðsynleg fyrir úttak bilunarmerkja.

4. Helstu hönnunarsjónarmið
Þegar hannað er með SGD-tengjum verður að hafa í huga mikilvæga þætti eins og hliðarviðnám, einangrun drifrásarinnar frá aflbúnaði, ræsirásardíóða og hlið-sendiviðnám. Þessir þættir hafa sameiginlega áhrif á útbreiðslutöfina, sem hefur hámarkssvið frá 150ns til 250ns.