ZHCU677C June   2019  – July 2022

 

  1.   说明
  2.   资源
  3.   特性
  4.   应用
  5.   5
  6. 1系统说明
    1. 1.1 关键系统规格
  7. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 重点产品
      1. 2.2.1  UCC21530
      2. 2.2.2  AMC1311
      3. 2.2.3  AMC3302
      4. 2.2.4  AMC3306M05
      5. 2.2.5  LM76003
      6. 2.2.6  LMZ31707
      7. 2.2.7  OPA320
      8. 2.2.8  ISO7721
      9. 2.2.9  SN6501
      10. 2.2.10 SN6505B
      11. 2.2.11 TMP235
      12. 2.2.12 LMT87
      13. 2.2.13 TL431
      14. 2.2.14 LMV762
      15. 2.2.15 TMS320F280049 C2000 MCU
      16. 2.2.16 TMDSCNCD280049C
    3. 2.3 系统设计原理
      1. 2.3.1 具有电源系统的双有源电桥模拟
      2. 2.3.2 双有源电桥 - 开关序列
      3. 2.3.3 双有源电桥 - 零电压开关 (ZVS)
      4. 2.3.4 双有源电桥 - 设计注意事项
        1. 2.3.4.1 漏电感器
        2. 2.3.4.2 电感对电流的影响
        3. 2.3.4.3 移相
        4. 2.3.4.4 电容器选型
        5. 2.3.4.5 软开关范围
        6. 2.3.4.6 开关频率
        7. 2.3.4.7 变压器选型
        8. 2.3.4.8 SiC MOSFET 选型
      5. 2.3.5 损耗分析
        1. 2.3.5.1 设计方程式
        2. 2.3.5.2 SiC MOSFET 和二极管损耗
        3. 2.3.5.3 变压器损耗
        4. 2.3.5.4 电感器损耗
        5. 2.3.5.5 栅极驱动器损耗
        6. 2.3.5.6 效率
        7. 2.3.5.7 散热注意事项
  8. 3电路说明
    1. 3.1 功率级
    2. 3.2 直流电压检测
      1. 3.2.1 初级侧直流电压检测
      2. 3.2.2 次级侧直流电压检测
    3. 3.3 电流检测
    4. 3.4 功率结构
      1. 3.4.1 辅助电源
      2. 3.4.2 检测电路的隔离式电源
    5. 3.5 栅极驱动器
      1. 3.5.1 栅极驱动器电路
      2. 3.5.2 栅极驱动器偏置电源
      3. 3.5.3 栅极驱动器分立式电路 - 短路检测和两级关断
  9. 4硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 4.1 所需的硬件和软件
      1. 4.1.1 硬件
      2. 4.1.2 软件
        1. 4.1.2.1 软件入门
        2. 4.1.2.2 引脚配置
        3. 4.1.2.3 PWM 配置
        4. 4.1.2.4 高分辨率相移配置
        5. 4.1.2.5 ADC 配置
        6. 4.1.2.6 ISR 结构
    2. 4.2 测试设置
    3. 4.3 PowerSUITE GUI
    4. 4.4 实验
      1. 4.4.1 实验 1
      2. 4.4.2 实验 2
      3. 4.4.3 实验 3
      4. 4.4.4 实验 4
      5. 4.4.5 实验 5
    5. 4.5 测试结果
      1. 4.5.1 开环性能
      2. 4.5.2 闭环性能
  10. 5设计文件
    1. 5.1 原理图
    2. 5.2 物料清单
    3. 5.3 PCB 布局建议
      1. 5.3.1 布局图
    4. 5.4 Altium 项目
    5. 5.5 Gerber 文件
    6. 5.6 装配图
  11. 6相关文档
    1. 6.1 商标
  12. 7术语
  13. 8作者简介
  14. 9修订历史记录

3.5.3 栅极驱动器分立式电路 - 短路检测和两级关断

在正常工作期间，SiC MOSFET 在线性区域内工作。与 IGBT 不同，IGBT 会从饱和区域急剧切换到有源区域，而 SiC MOSFET 具有较大的线性区域，在电流过大时不会出现急剧的饱和行为。当漏极电压 (Vds) 非常高时，且漏极电流 (Id) 显著增大，达到正常电流的 15 倍，导致器件向饱和区域切换，从而可以烧毁器件。有必要使用 DESAT 检测电路来检测这种情况并保护 SiC MOSFET。

图 3-16 显示了用于检测短路的电路。二极管 D11 与 MOSFET 的高电压漏极引脚相互作用。在短路开始时，流经 MOSFET 通道中的电流急剧增加，直到饱和，同时从漏极到源极的电压也会增加，可以达到直流总线电压。该器件使用 LMV762 将 C48 上的电压与并联稳压器 TL431 设置的电压基准 (3V) 进行比较，从而触发保护级以关断栅极驱动器 IC。有关使用此电路的详细信息，请参阅具有两级关断保护功能的汽车类双通道 SiC MOSFET 栅极驱动器参考设计。

GUID-0E805E6D-7DB5-4581-8D9E-1FD77DD9C00F-low.gif图 3-16 SiC 的短路保护

当 SiC 发生短路时，器件会检测到该状况并关断 SiC。在关断过程中，电压过冲会超过器件的击穿电压并完全损坏开关。为了避免此问题，启动两级关断过程，其中 SiC MOSFET 并不是一次完全关断，而是分两级关断。这有助于防止开关上出现过冲，并将其保持在安全工作区域内。图 3-16显示了电路的两级关断过程，其中双路比较器 LMV762（U12A 和 U12B）用于通过在两个电压电平下对栅极的电容器进行放电来启动关断。电容器 C41 和 R36 构成 RC 电路，用于在关断期间将栅极放电至较低的电压电平。电阻器 R46 和 C46 用于设置关断切换之间的延迟时间。