ZHCABN2 February   2022 UCC14240-Q1

 

  1.   摘要
  2.   商标
  3. 引言
    1. 1.1 引脚配置和功能
  4. 三相牵引逆变器
  5. 栅极驱动偏置要求
    1. 3.1 栅极驱动偏置架构
    2. 3.2 IGBT 与 SiC
    3. 3.3 确定所需偏置电源
    4. 3.4 输入电压要求
    5. 3.5 输出电压要求
  6. 单路正隔离式输出电压
  7. 双路正负输出电压
  8. 双路正输出电压
  9. 电容器选型
  10. RLIM 限流电阻器
    1. 8.1 RLIM 功能描述
    2. 8.2 RLIM 双路输出配置
      1. 8.2.1 CVEE 高于标称值且 CVDD 低于标称值
      2. 8.2.2 CVEE 低于标称值且 CVDD 高于标称值
      3. 8.2.3 栅极驱动器静态电流:IQ_VEE > IQ_VDD
      4. 8.2.4 栅极驱动器静态电流:IQ_VEE < IQ_VDD
      5. 8.2.5 CVEE 高于标称值且 CVDD 低于标称值:IQ_VEE > IQ_VDD
      6. 8.2.6 CVEE 低于标称值且 CVDD 高于标称值:IQ_VEE < IQ_VDD
    3. 8.3 RLIM 单路输出配置
  11. UCC14240-Q1 Excel 设计计算器工具
  12. 10散热注意事项
    1. 10.1 热阻
    2. 10.2 结至顶部热特性参数
    3. 10.3 热性能测量和 TJ 计算示例
  13. 11使能 (ENA) 和电源正常引脚 (/PG)
  14. 12PCB 布局布线注意事项
  15. 13参考设计示例
  16. 14总结
  17. 15参考文献

栅极驱动偏置架构

图 2-1 的 HS 驱动器和 LS 驱动器功率级模块中,存在三种独特的配置之一,用于将偏置电源电压分配到每个隔离式栅极驱动器。栅极驱动偏置架构通常分为三种主要类型:集中式、分布式和半分布式。混合示例也存在,并且往往基于图 3-1 中所示的三种类型中的一种或多种。



图 3-1 栅极驱动器偏置电源架构

集中式架构通过用于偏置所有六个驱动器的单个变压器实现隔离。由于变压器的额定值必须达到全偏置功率的额定值,并在多个绕组之间实现初级到次级隔离,因此产生了三种架构中最大尺寸的变压器。此外,如果任何一个绕组发生故障,变压器就会发生故障,从而失去对所有三个逆变器相的偏置电压。从尺寸、重量和故障隔离的角度来看,这是最不可取的选项。

在光谱的另一端,我们看到了具有六个独立偏置电源和六个隔离变压器的分布式架构。对于故障检测和可靠性,分布式架构是最好的方法,但由于所需的元件数量较多,因此经常被低估。这样做的好处是,可以检测到任何单个栅极驱动器的偏置故障并分配纠正措施,从而允许电动汽车在牵引逆变器性能下降的情况下保持运行。这里,在六个转换器中的每一个之间分配所需的总偏置功率。虽然传送到每个栅极驱动器的功率减少了六倍,但由于满足隔离标准所需的绕组间距和间隔,无法完全实现变压器尺寸的成比例减小。这是 UCC14240-Q1 克服的传统绕线变压器的限制。3kVRMS 隔离式变压器、控制和功率级能够提供额定温度为 105°C 的1.5W 偏置功率,集成在 3.55mm 高的 SOIC 封装中,使 UCC14240-Q1 非常适合分布式偏置架构。

当每个器件所需功率小于 1.5W 时,半分布式架构还可以利用 UCC14240-Q1 偏置 GD1、GD3 和 GD5。对于 GD2、GD4 和 GD6 的低侧偏置,当所需总功率超过 1.5W,UCC25800-Q1 超低 EMI 变压器驱动器非常适合用于 3 个 UCC14240-Q1,用于构建高性能、半分布式、隔离式栅极驱动偏置系统。