Toshiba Smart Gate Driver Coupler DESAT tuvastusahela projekteerimise juhend

KasutamiselSmart Gate Driver (SGD) liitmikudnagu TLP5214A, TLP5214, TLP5212 ja TLP5222, on välisseadmete vooluahela tõhus projekteerimine VCE(sat) tuvastamise funktsiooni kasutamiseks ülioluline. VCE(sat)-tuvastus, tuntud ka kui DESAT-tuvastus, on kaitsemehhanism, mis on loodud kollektori või äravoolu pinge tõusu tuvastamiseks, kui toitepooljuhtide lülitusseadmetes (nt IGBT-d, Si{5}} või SiC-MOSFET-id, GaN-FET-id) tekib liigvool, ja kaitseb seadme väljalülitussignaali.

Projekteerimisprotsessi ajal võivad sellised tegurid nagu koormuse induktiivsus, muude faaside lülitamisest tekkiv müra või elektromagnetiline induktsioon põhjustada DESAT-tuvastusahelas valetuvastuse. Sellise valetuvastuse tõenäosuse vähendamiseks on esitatud rida soovitusi.

DESAT-tuvastusahela konstruktsioonis, kui toiteseadme kollektori või äravoolu pinge ületab eelseadistatud VDESAT-i väärtuse, lõpetab SGD-sidur toiteseadme juhtimise ja väljastab tõrkesignaali terminalist FAULT_N. Näiteks kui kasutate TLP5214A IGBT juhtimiseks ja kui IGBT on sisse lülitatud (VOUT on kõrge), siis DESAT klemm toodab ICHG voolu. CBLANK laeb läbi RDESAT ja DDESAT, kuid IGBT küllastuse tõttu ei lae CBLANK kuni DESAT lävipingeni VDESAT. Kui IGBT VCE liigvoolu tõttu tõuseb, hakkab CBLANK laadima. Kui DESAT terminali pinge ületab VDESATi, tuvastab SGD sidur IGBT DESAT oleku ja väljastab signaali FAULT_N. Seda illustreerib joonis 1.1.

Müra imbumise tee probleemid

Toiteseadme ja SGD-siduri vahelise kauguse tõttu võivad ühendusjäljed tekitada elektromagnetilisi häireid (EMI). Mitmefaasiliste inverterirakenduste puhul võib muudelt faasidelt ümberlülitumine tekitada parasiitmahtuvuse kaudu müra, mis võib viia DESAT-i vale tuvastamiseni. Seetõttu on soovitatav vältida DESAT-i tuvastamisjälgede suunamist kõrvuti jälgedega, mis kannavad tugevat-vooluimpulsse või jälgi, mis on ühendatud suurte potentsiaalsete kõikumistega sõlmedega PCB paigutuse ajal. Lisaks maksimeerib RDESAT-i, DDESAT-i ja CBLANK-i paigutamine SGD-sidurile võimalikult lähedale madalpääsfiltriefekti.

DESAT tuvastusahela konstantide määramine
Juhendatakse CBLANK ja RDESAT väärtuste ning DDESAT valimise kohta. Kui soovitud tühjendusaeg (tBLANK) on seatud 5 mikrosekundile ja TLP5214A standardne ICHG väärtus on 240 mikroamprit, tuleks CBLANK-i väärtuseks valida ligikaudu 200 pikofarad.