Sprievodca návrhom obvodu detekčného obvodu Toshiba Smart Gate Driver Coupler DESAT

Pri použitíSpojky Smart Gate Driver (SGD).ako sú TLP5214A, TLP5214, TLP5212 a TLP5222, efektívne navrhnutie periférneho obvodu je rozhodujúce pre využitie funkcie detekcie VCE(sat). Detekcia VCE (sat), tiež známa ako detekcia DESAT, je ochranný mechanizmus určený na detekciu zvýšenia napätia kolektora alebo kolektora pri výskyte nadprúdu vo výkonových polovodičových spínacích zariadeniach (ako sú IGBT, Si- alebo SiC-MOSFET, GaN-FET) a na spustenie vypínacieho signálu na ochranu zariadenia.

Počas procesu návrhu môžu faktory ako indukčnosť záťaže, šum generovaný spínaním v iných fázach alebo elektromagnetická indukcia spôsobiť falošnú detekciu v detekčnom obvode DESAT. Na zníženie pravdepodobnosti takejto falošnej detekcie je poskytnutá séria návrhových odporúčaní.

Pri konštrukcii detekčného obvodu DESAT, keď kolektorové alebo kolektorové napätie výkonového zariadenia prekročí prednastavenú hodnotu VDESAT, spojka SGD prestane napájať výkonové zariadenie a vydá chybový signál zo svorky FAULT_N. Napríklad, keď používate TLP5214A na riadenie IGBT, ak je IGBT zapnuté (VOUT je vysoké), terminál DESAT je zdrojom prúdu ICHG. CBLANK sa nabíja cez RDESAT a DDESAT, ale kvôli saturácii IGBT sa CBLANK nenabíja až do prahového napätia DESAT VDESAT. Ak VCE IGBT stúpne v dôsledku nadprúdu, CBLANK sa začne nabíjať. Keď napätie terminálu DESAT prekročí VDESAT, spojka SGD deteguje stav DESAT IGBT a vydá signál FAULT_N. Toto je znázornené na obrázku 1.1.

Problémy s cestou infiltrácie hluku

Kvôli vzdialenosti medzi napájacím zariadením a spojkou SGD môžu spojovacie stopy spôsobiť elektromagnetické rušenie (EMI). Vo viac{1}}fázových invertorových aplikáciách môže prepínanie z iných fáz spôsobiť šum prostredníctvom parazitnej kapacity, čo môže viesť k falošnej detekcii DESAT. Preto sa odporúča vyhnúť sa smerovaniu stôp detekcie DESAT v blízkosti stôp prenášajúcich vysokoprúdové impulzy alebo stôp pripojených k uzlom s veľkými potenciálnymi fluktuáciami počas rozloženia PCB. Okrem toho umiestnenie RDESAT, DDESAT a CBLANK čo najbližšie k spojke SGD maximalizuje efekt nízkopriepustného filtra.

Určenie konštánt detekčného obvodu DESAT
Poskytuje sa návod týkajúci sa hodnôt pre CBLANK a RDESAT, ako aj spôsobu výberu DDESAT. Ak je požadovaný čas vypnutia (tBLANK) nastavený na 5 mikrosekúnd a štandardná hodnota ICHG pre TLP5214A je 240 mikroampérov, potom by sa CBLANK mala zvoliť na približne 200 pikofaradov.