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

具有相间短路保护功能的三相逆变器的测试结果

在 TI 参考设计 (TIDA-010025) 的三相逆变器平台上进行了测试,用以检查在驱动 ACIM 电机时的相间短路情况。在这些测试中,U 相高侧 IGBT 的栅极驱动器替换为建议电路的样板:

GUID-20230821-SS0I-XLQ3-3CNZ-N1PGV8MHN5WM-low.svg图 4-5 运行电机测试的平台

TIDA-010025 参考设计在电源板上有一个 1200V、25A PIM 电源模块,该模块在三相逆变器级集成了六个额定值相同的 IGBT。为准备进行测试,我们首先移除了 U 相高侧 IGBT 的原始栅极驱动电阻器,然后将 VGATE 输出、15V 电源和样板的 VCE 检测端子连接到电源板。为避免参考设计的自身硬件 OCP 功能产生影响,我们在全部三个相位中添加了一个与原始 10mΩ 电阻器并联的 5mΩ 分流电阻器,这样我们可以将 OCP 触发电平提高三倍,达到 72A。在检查 IGBT 的输出特性后,我们还对样板进行了一些更改,以便在 VCE(SAT) 升至 2.5V 时达到 DESAT 阈值,这对应于大约 45A 的集电极电流。在这些测试期间,我们首先使电机(空载)运行到 50rps,然后使用连接到电源板端子的断路器将逆变器的 U 相和 W 相短接。图 4-6 是测试结果波形。

GUID-20230822-SS0I-WWRD-2VM8-V6TBN5X55R3B-low.svg图 4-6 运行电机测试中的短路保护延迟

打开断路器后,U 相和 W 相会短接,U 相电流开始快速上升。饱和电流很快达到约 95A 的峰值,然后下降一点点,并稳定在大约 86A。在 980ns 的消隐时间后,AMC23C11 检测到 DESAT 状况。经过另一个通常为 240ns 的内部传播延迟后,输出 OUT 引脚切换为低电平。nDESAT 降至与非门输入的负向阈值并切断 UCC23513 的输入电流大约需要 380ns。栅极驱动器经过大约 120ns 的时间后,IGBT 的电流开始下降。DESAT 反应时间总共约为 1.58μs。

低侧驱动测试的结果有一些差异。两个测试的 IGBT 的特性和应用电路以及 DESAT 阈值调整的差异导致了这些变化。