上一篇我們介紹了TOSHIBA Smart gate driver coupler (SGD coupler )的保護功能和時序,本篇將介紹SDG coupler的操作介紹,如圖一所示.
圖一: List of DESAT Pin Operation(註一: TOSHIBA Smart gate driver coupler TLP5214A/TLP5214/TLP5212/TLP5222Application Note)
SDG coupler 操作 可以分為 LED OFF Time 和 LED ON Time 如下:
1. 當LED 訊號關閉時:
VOUT 為低電平,DESAT 接腳處於非活動狀態. 即使超過 VDESAT 電壓,也不會發送 FAULT應用於 DESAT 引腳.
2.當LED 訊號導通時:
VOUT 為高電位且 DESAT 接腳處於作用中狀態. 當發生以下情況時,會觸發上述保護操作,例如:發生過流狀況.
接下來將介紹米勒電容(Ccg IGBT CG間的等校電容)所引起的故障和如何預防.
IGBT Ccg (IGBT CG間的等校電容)所造成的故障,如圖二所示,應該要提到由於逆變器電路中的開關雜訊引起的故障之一.此故障機制和 SGD coupler上的主動米勒箝位功能將會在這解釋,當逆變電路中上臂的 IGBT 導通時,下臂VCE急劇上升,此時,透過IGBT的Ccg產生位移電流IS=CCG x (dVCG/dt),下臂流向光電耦合器的輸出端,IGBT的閘極電壓上升因為 IS 流經 RG,由於閘極電壓上升,IGBT將錯誤導通上,這會導致上臂和下臂短路.
圖二: IGBT CG間的等校電容)所造成的故障示意圖(註一:TOSHIBA Smart gate driver coupler TLP5214A/TLP5214/TLP5212/TLP5222Application Note)
圖一: List of DESAT Pin Operation(註一: TOSHIBA Smart gate driver coupler TLP5214A/TLP5214/TLP5212/TLP5222Application Note)
SDG coupler 操作 可以分為 LED OFF Time 和 LED ON Time 如下:
1. 當LED 訊號關閉時:
VOUT 為低電平,DESAT 接腳處於非活動狀態. 即使超過 VDESAT 電壓,也不會發送 FAULT應用於 DESAT 引腳.
2.當LED 訊號導通時:
VOUT 為高電位且 DESAT 接腳處於作用中狀態. 當發生以下情況時,會觸發上述保護操作,例如:發生過流狀況.
接下來將介紹米勒電容(Ccg IGBT CG間的等校電容)所引起的故障和如何預防.
IGBT Ccg (IGBT CG間的等校電容)所造成的故障,如圖二所示,應該要提到由於逆變器電路中的開關雜訊引起的故障之一.此故障機制和 SGD coupler上的主動米勒箝位功能將會在這解釋,當逆變電路中上臂的 IGBT 導通時,下臂VCE急劇上升,此時,透過IGBT的Ccg產生位移電流IS=CCG x (dVCG/dt),下臂流向光電耦合器的輸出端,IGBT的閘極電壓上升因為 IS 流經 RG,由於閘極電壓上升,IGBT將錯誤導通上,這會導致上臂和下臂短路.
圖二: IGBT CG間的等校電容)所造成的故障示意圖(註一:TOSHIBA Smart gate driver coupler TLP5214A/TLP5214/TLP5212/TLP5222Application Note)
以下是防止米勒電容故障的兩種方法, 第一個使用負電源, 第二個調整閘極電阻.
1.使用負電源:
使用負電源電壓作為SGD coupler 的電源可以防止 IGBT oFF 時IGBT 故障,但閘極負電壓,由於該解決方案需要負電源電路的成本和尺寸可能是一個問題.
2.調整閘極電阻:
透過使用較小的閘極電阻可以最小化閘極電位的增加,雖然此解決方案比使用負電源便宜.開關雜訊可能增加.
最後我們將介紹 SDG coupler 的主動式米勒箝位 Active Miller Clamp Function.
防止米勒電容 Ccg(IGBT CG間的等校電容) 導致故障的另一種方法是IGBT的閘極-發射極用最短入徑Layout,建構一個用外部元件安全地箝位閘極的電路變得複雜且需要較大的電路板面積,SDG coupler 內建功能連接 IGBT 的閘極-射極稱為主動米勒箝位功能(Active Miller Clamp Function),所以不需額外的外部箝位電路,米勒箝位引腳 VCLAMP 連接到IGBT 閘極.當SDG coupler的輸出從高電平切換到低電平且閘極電壓降至約 3V 以下,VCLAMP-VEE 之間的 MOSFET 導通,閘極關閉箝位到發射極 (VEE).透過將米勒電流從 VCLAMP 引腳旁路至發射極,抑制閘極電壓上升,逆變器上下臂短路將被阻止,上述如圖三所示:
圖三:主動式米勒箝位操作示意圖( 註一:TOSHIBA Smart gate driver coupler TLP5214A/TLP5214/TLP5212/TLP5222Application Note)
以上就是TOSHIBA Smart gate driver coupler 的所有介紹提供給各位參考.