ZHCAEV0 December   2024 ISO5451 , ISO5451-Q1 , ISO5452 , ISO5452-Q1 , ISO5851 , ISO5851-Q1 , ISO5852S , ISO5852S-EP , ISO5852S-Q1 , UCC21710 , UCC21710-Q1 , UCC21717-Q1 , UCC21732 , UCC21732-Q1 , UCC21736-Q1 , UCC21737-Q1 , UCC21738-Q1 , UCC21739-Q1 , UCC21750 , UCC21750-Q1 , UCC21755-Q1 , UCC21756-Q1 , UCC21759-Q1

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 引言
  5. SiC 和 IGBT 特性
  6. 失效模式
  7. 短路保护方法
    1. 4.1 基于短路电流的保护实现方案
    2. 4.2 基于短路电压的保护实现方案
  8. DESAT 电路设计
    1. 5.1 DESAT 电路元件选型
    2. 5.2 寄生元件的影响
    3. 5.3 Rlim 对 DESAT 噪声的影响
  9. 安全关断
    1. 6.1 安全关断机制
    2. 6.2 安全关断注意事项
  10. 短路测试设置和数据
    1. 7.1 短路工作台测量设置
    2. 7.2 用于数据收集的 SC 板设置
    3. 7.3 用于 SC 测试的不同电路配置
    4. 7.4 工作台测量结果
    5. 7.5 SiC 与 IGBT 电源模块短路观察的总体摘要
  11. 设计 SC 保护电路的关键注意事项
  12. 总结
  13. 10参考资料

设计 SC 保护电路的关键注意事项

  • 降低峰值短路电流
    • 峰值电流取决于多种因素:检测 SC 事件的时间、模块类型和系统电压。由于模块类型和系统电压是固定的,唯一的优化方法是实施更快的检测电路,从而更快地识别故障事件。

以下是一些加快故障检测的关键注意事项:

  • 约 30pF 至 100pF 的较小优化消隐电容(在避免错误触发和确保正确保护之间实现平衡)
  • 较高的消隐电容器充电电流(0.5mA - 2mA)
  • 基于电源模块的较低优化 VSC 检测阈值
  • 减少关断时间和能耗
    • 减少关断能量依赖于 SC 事件期间的峰值电流和关断 di/dt。前文已经介绍了降低峰值电流的方法,唯一需要调整的其他参数是关断 di/dt。虽然加快关断速度有助于缩短关断时间,但不建议这样做,因为 SC 事件期间的 di/dt 非常高,可能会导致电源模块过冲。因此,最好平衡特定于电源模块的关断 di/dt 和过冲。
      • 关断速度更快(过冲更高,但关断能量更少),关断速度更慢(过冲更低,但关断能量更高)
      • 需要在过冲与关断能量之间保持平衡
表 8-1 用于 SiC 和 IGBT 电源模块保护的 TI 隔离式栅极驱动器选型
IGBT SiC
智能隔离式栅极驱动器 UCC217xx 系列 (ICHG = 0.5mA)
去饱和保护 (9V 阈值)
UCC21750 (STO-400mA)
(5V 阈值)
UCC21755 (STO-400mA)
UCC21756 (STO-900mA)
OC 保护 (0.7V 阈值)UCC21710、UCC21737 (STO-400mA)
(0.7V 阈值)UCC21732 (2LTO – 900mA)
可编程隔离式栅极驱动器 – UCC588x (ICHG=0.5mA-2mA)
去饱和保护 4-14V 阈值
OC/SC 保护 0.25V – 2V 阈值
STO/2STO 电流 300mA-1200mA