ZHCAD97 October   2023 AMC23C11 , UCC23513

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1引言
  5. 2具有集成 DESAT 的隔离式栅极驱动器的系统挑战
  6. 3使用 UCC23513 和 AMC23C11 的系统方法
    1. 3.1 系统概述和主要规格
    2. 3.2 原理图设计
      1. 3.2.1 电路原理图
      2. 3.2.2 配置 VCE(DESAT) 阈值和 DESAT 偏置电流
      3. 3.2.3 DESAT 消隐时间
      4. 3.2.4 DESAT 抗尖峰脉冲滤波器
    3. 3.3 参考 PCB 布局
  7. 4仿真和测试结果
    1. 4.1 仿真电路和结果
      1. 4.1.1 仿真电路
      2. 4.1.2 仿真结果
    2. 4.2 三相 IGBT 逆变器的测试结果
      1. 4.2.1 制动 IGBT 测试
      2. 4.2.2 具有相间短路保护功能的三相逆变器的测试结果
  8. 5总结
  9. 6参考资料
  10. 7修订历史记录

配置 VCE(DESAT) 阈值和 DESAT 偏置电流

电阻器 R9 至 R14 可用于调节 VCE(DESAT) 阈值和 DESAT 偏置电流 IBIAS(DESAT)。以下公式经过简化,可用于快速估算不同 DESAT 阈值和 DESAT 偏置电流配置下的相应值。

隔离比较器 AMC23C11 具有基准电压 VREF,该电压由内部 100μA 电流源和外部电阻器 R9 来设置。根据方程式 1 计算 R9 阻值,在此设计中将 VREF 设置为 1.5V。在这里选择 1.5V,以便使 AMC23C11 在高迟滞模式下运行[1]

方程式 1. R9=VREF100 μA=15 kΩ 

R10 和 R11 确定 DESAT 偏置电流,根据方程式 2 计算得出:

方程式 2. R10=R11=2×VDD-VCEDESAT-VFWD1-R12×iBIAS(DESAT)iBIAS(DESAT)+iR13R14(DESAT)

Here:

  • VDD 是 UCC23513 的电源电压;在本例中为 15V,用于 IGBT 驱动;

  • VCE(DESAT) 是期望的 DESAT 阈值;在本设计中默认为 8V;

  • VFW(D1) 是高压二极管 D1 的正向电压;假设为 0.5V;

  • R12 通常设置为 100Ω[9]

  • iR13R14(DESAT) 是流经 R13 和 R14 的电流。设为 0.5mA。设置得较低可能会降低抗噪性。

  • iBIAS(DESAT) 是 IGBT 的 VCE 达到 VCE(DESAT) 时的 DESAT 偏置电流。在此设计中设置为 5.5mA。

因此,对于此设计,R10 和 R11 可以计算为 2kΩ。

正常 IGBT 运行时需要选择 R10 和 R11 的额定功率,此时 VCE(DESAT) 明显较小。假设 R12 << R10,根据方程式 3 计算简化的最大功率损耗:

方程式 3. PR10,  MAX=PR11,  MAX=(VDD - VFWD1 - R12 × iBIAS(DESAT) - VCE(SAT))2R10×PWMDUTY,  MAX

在表 3-1 的默认设置下且典型 VCE(SAT) 为 1.5V 时,即使在 1000% PWM 占空比下,PR10(MAX) 和 PR11(MAX) 的最大功率损耗约为 69.8mW。

根据方程式 4方程式 5 计算 R13 和 R14:

方程式 4. R13=VREFiR13R14(DESAT)
方程式 5. R14=VDD-(iBIASDESAT+iR13R14DESAT)xR10÷2iR13R14(DESAT)-R13

代入参数的值,我们可以得到的 R13 为 3kΩ,R14 为 15kΩ。