Przewodnik projektowania obwodu detekcji DESAT firmy Toshiba Smart Gate Driver

Podczas używaniaŁączniki sterownika inteligentnej bramy (SGD).takich jak TLP5214A, TLP5214, TLP5212 i TLP5222, efektywne zaprojektowanie obwodu peryferyjnego ma kluczowe znaczenie dla wykorzystania funkcji wykrywania VCE(sat). Wykrywanie VCE(sat), znane również jako wykrywanie DESAT, to mechanizm zabezpieczający zaprojektowany do wykrywania wzrostu napięcia kolektora lub drenu w przypadku wystąpienia przetężenia w półprzewodnikowych urządzeniach przełączających mocy (takich jak tranzystory IGBT, Si- lub SiC-MOSFET, GaN-FET) i wyzwalania sygnału wyłączenia w celu ochrony urządzenia.

Podczas procesu projektowania czynniki takie jak indukcyjność obciążenia, szum generowany przez przełączanie w innych fazach lub indukcja elektromagnetyczna mogą powodować fałszywe wykrywanie w obwodzie detekcji DESAT. Aby zmniejszyć prawdopodobieństwo takiego fałszywego wykrycia, przedstawiono szereg zaleceń projektowych.

W konstrukcji obwodu detekcji DESAT, gdy napięcie kolektora lub drenu urządzenia zasilającego przekracza zadaną wartość VDESAT, sprzęgacz SGD przestaje sterować urządzeniem zasilającym i wysyła sygnał błędu z zacisku FAULT_N. Na przykład, gdy używasz TLP5214A do sterowania IGBT, jeśli IGBT jest włączony (VOUT jest wysokie), terminal DESAT dostarcza prąd ICHG. CBLANK ładuje się przez RDESAT i DDESAT, ale ze względu na nasycenie IGBT, CBLANK nie ładuje się do napięcia progowego DESAT VDESAT. Jeśli VCE IGBT wzrośnie z powodu przetężenia, CBLANK rozpoczyna ładowanie. Gdy napięcie na zacisku DESAT przekroczy VDESAT, sprzęgacz SGD wykrywa stan DESAT IGBT i wysyła sygnał FAULT_N. Pokazano to na rysunku 1.1.

Problemy ze ścieżką infiltracji hałasu

Ze względu na odległość urządzenia zasilającego od sprzęgacza SGD, ścieżki łączące mogą wprowadzać zakłócenia elektromagnetyczne (EMI). W zastosowaniach z falownikami wielo-fazowymi przełączanie z innych faz może wprowadzić szum w wyniku pasożytniczej pojemności, co może prowadzić do fałszywej detekcji DESAT. Dlatego zaleca się unikanie trasowania śladów detekcji DESAT w sąsiedztwie ścieżek przenoszących wysokie-impulsy prądowe lub ścieżek podłączonych do węzłów o dużych wahaniach potencjału podczas projektowania PCB. Co więcej, umieszczenie RDESAT, DDESAT i CBLANK jak najbliżej sprzęgacza SGD maksymalizuje-efekt filtrowania dolnoprzepustowego.

Określanie stałych obwodu detekcji DESAT
Podano wytyczne dotyczące wartości CBLANK i RDESAT, a także sposobu wyboru DDESAT. Jeśli żądany czas wygaszania (tBLANK) jest ustawiony na 5 mikrosekund, a standardowa wartość ICHG dla TLP5214A wynosi 240 mikroamperów, wówczas CBLANK należy wybrać na około 200 pikofaradów.