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

仿真结果

在此仿真中,输入 PWM 信号设置为 10kHz,占空比为 15% 的方波。其他条件设置为常见的应用情况。图 4-2 是对 DESAT 保护情况的仿真结果。

在静态状态下,PWM 输入为低电平,因此与非门输出为高电平。UCC23513 没有输入电流,因此 GATE 上的输出也是低电平。因此,隔离式比较器 AMC23C11 的 VCIN 输入电压拉至零;输出 OUT 和 nDESAT 拉至高电平。

当输入 PWM 信号变为高电平时,只要 nDESAT 仍处于高电平,与非门的输出就会切换为低电平。然后,UCC23513 获得输入电流并在 GATE 上输出高电平。然后 IGBT U4 导通,VCE 下降至 VCE(SAT)。检测电流从 GATE 流出,经过 R10、R12 和 D1 流向 IGBT U4 的集电极,使 VT1 节点的电压跟随 IGBT 的实际 VCE,且通过 R13 和 R14 的电阻分压器使 VCIN 电压跟随 VT1 电压。如果 VCIN 未达到 VREF 的阈值,比较器的输出 OUT 和滤波后的输出 nDESAT 将保持高电平。

GUID-20230822-SS0I-P4KJ-T4CG-FPTC8K0SB4SX-low.svg图 4-2 触发 DESAT 的仿真结果

对于 DESAT 触发过程,如上图所示,当输入 PWM 信号(底部图中的绿色迹线)变为高电平时,IGBT 的 GATE 电压(顶部图中的红色迹线)很快就会上升,IGBT 的 VCE 检测电压 VT1(顶部图中的绿色迹线)也将上升。然后,比较器的输入 VCIN(中间图中的绿色迹线)将开始上升,以便按比例跟随 VT1 电压。

然后 IGBT 的 VCE(顶部图中的蓝色迹线)开始下降。当 VCE 下降至低于 GATE 电压时,VT1 电压开始跟随 VCE

在 VCIN 达到由 VREF(中间图中的红线)设置的 1.5V 触发阈值之前,比较器的输出 OUT(底部图中的蓝色迹线)将保持高电平。VCIN 达到触发电平后,比较器的 OUT 将拉至低电平,其内部传播延迟通常为 240ns。nDESAT 的滤波输出(底部图中的红色迹线)也将开始下降。

作为与非门 U3 的输入,nDESAT 触发 U3 的负向阈值后,栅极驱动器 U1 的输入电流会切断,且输出 GATE 将下拉。因此 IGBT 也会关断,且 VCE 将很快上升。此过程是电路的 DESAT 保护。

当下拉 GATE 时,也会下拉 VT1,且 VCIN 将开始下降。当 VCIN 降至低于比较器输入的阈值时,OUT 将再次上升。AMC23C14 就是这种情况。

当引脚 7(LATCH 输入)连接到低电平时,AMC23C11 的行为与上述过程完全相同。当 LATCH 引脚拉至高电平时,比较器 OUT 引脚上的输出低电平将锁存;直至 LATCH 引脚拉至低电平并持续至少 4μs 来解除锁存状态。