驱动电路设计（二）——驱动器的输入侧探求

驱动电路计划是功率半导体利用的难点，波及到功率半导体的静态进程把持及器件的维护，实际性很强。为了便利实现牢靠的驱动计划，英飞凌的驱动集成电路自带了一些主要的功效，本系列文章以浏览杂谈的方法讲具体讲授怎样准确懂得跟利用这些功效，也倡议读者浏览跟珍藏文章中推举的材料以作参考。本文援用地点：驱动器的输入侧一个牢靠的功率半导体驱动电路计划要从输入侧开端，输入端可能会遭到烦扰，把持电路也会产生逻辑过错，可能的误触发会形成体系输出凌乱，乃至破坏器件。一个典范的无磁芯变压器耦合的断绝型驱动器输入测如框图所示，本文重点讲讲不起眼的IN+跟IN-，其互锁、滤传输延时跟窄脉冲克制等。图1. 1ED332xMC12N系列电断绝单通道驱动IC的输入侧框图注：典范型号1ED3323MC12N 8.5A,5.7kV(rms)单通道断绝栅极驱动器，存在短路维护、有源米勒钳位跟软关断功效，经由过程UL 1577跟VDE 0884-11认证IN+与IN-利用的应用方式输入真个计划要从意识最基础的PWM旌旗灯号输入端开端，一个单路功率半导体驱动电路假如带反相（IN-）跟同相（IN+）输入引脚，这就供给了多种计划可能性，可经由过程衔接PWM脉宽调制输入跟使能/封闭逻辑旌旗灯号，以满意种种把持跟维护用处的需要。互锁形式互锁是防止半桥电路发生纵贯电流的无效功效，将上桥臂跟下桥臂驱动IC的输入旌旗灯号引脚依照下图的方式衔接在一同，可实现半桥驱动，同时制止两个通道的同时开明：上桥臂驱动器的输入（IN+）与下桥臂驱动器的反相输入（IN-）相连；下桥臂驱动器的输入（IN+）与上桥臂驱动器的反相输入（IN-）相连。但这简略的互锁仍是不敷的，栅极驱动器跟功率开关的开关耽误跟边缘特征每每会招致长久的高低桥臂纵贯景象。为防止功率开关的导通时光堆叠，须要在微把持器中对PWM天生设置恰当的逝世区时光，这是别的一个须要深刻探讨的成绩。使能形式跟封闭形式驱动器上同时带有IN+跟IN-引脚，从逻辑上讲两者同时是无效电平才有输出，咱们计划中就能够拿出一个引脚作为使能跟封闭的功效引脚，详细为：应用IN+引脚作为使能旌旗灯号（图2窄脉冲跟耽误中的C地区），IN-就是反向逻辑PWM输入端。全部逆变器的栅极驱动器IC的IN+（计划中作为使能把持）连在一同，以便经由过程单个把持旌旗灯号启动逆变器。应用IN-引脚作为封闭旌旗灯号（图2窄脉冲跟耽误中的A跟B地区），IN+就是正向逻辑PWM输入端。全部逆变器的栅极驱动器IC的IN-（计划中作为封闭把持）连在一同，以便经由过程单个把持旌旗灯号封闭逆变器。输入旌旗灯号的滤波克制输入烦扰的方式是在输入端接入简略的RC低通滤波器，以克制影响畸形任务的短脉冲。阻容RC滤波器是克制或增加串扰跟寄生耦合效应的常用方式。但是，如图所示，外部简略的阻容滤波器并不准确，其偏差错误称。尤其是事先间常数较年夜时，这可能会使得基于半桥的功率变更器须要更年夜逝世区时光，盘算愈加艰苦。现在量产的EiceDRIVER™断绝型驱动都带有内置滤波，外部给电容充电的是电流源，实现存在对称容差跟高精度的集成低通噪声滤波器。集成噪声滤波器能够增加对外部RC滤波器依附。与不集成噪声克制滤波器的栅极驱动器集成电路比拟，这种组合处理计划的机能更为杰出。窄脉冲克制IN+跟IN-界说了最小脉冲宽度，使驱动电路可能抵抗不测的小脉冲烦扰，见下图A区跟C区。下图的时序是基于使能形式跟封闭形式，A区NI-（计划中作为封闭把持）是低电平，封闭有效，这时IN+的脉冲应当呈现的输出端。然而却不，由于tIN+图2. 窄脉冲跟耽误传输延时上图B区中，IN+的脉冲宽度年夜于容许的最小脉冲宽度tinfit，驱动器就有输出了，但输出的前沿跟后沿都有了必定的延时，分辨为tPDON跟tPDOFF，因为前沿后沿的耽误并纷歧致，会影响到输出脉冲宽度，尤其在脉冲宽度比拟窄的时间影响更显明。细化的输出边缘特征跟延时界说见下图，IN+以30%~70%计，而输出OUT以20%~80%计。静态参数驱动器的静态参数在时序计划中是比拟主要，并且会受温度跟负载的影响，在1ED332xMC12N数据手册表11中给出了18个项参数。从下表中能够看出，因为采取的变压器断绝，其开明回升沿跟关断的降落沿的延时偏向很小，比方回升延时，典范值80ns，最小值是74ns，最年夜是84ns。因为高低偏向仅10-11ns，对逝世区计划时很“省时光”，在高频开关利用也熟能生巧。参考材料