Toshiba Smart Gate Sürücü Bağlayıcı DESAT Algılama Devre Tasarım Kılavuzu

KullanırkenAkıllı Kapı Sürücüsü (SGD) bağlaştırıcılarıTLP5214A, TLP5214, TLP5212 ve TLP5222 gibi çevresel devrelerin etkili bir şekilde tasarlanması, VCE(sat) algılama fonksiyonunun kullanılması açısından çok önemlidir. DESAT tespiti olarak da bilinen VCE(sat) tespiti, güç yarı iletken anahtarlama cihazlarında (IGBT'ler, Si- veya SiC-MOSFET'ler, GaN-FET'ler gibi) aşırı akım meydana geldiğinde kollektör veya boşaltma voltajındaki artışı tespit etmek ve cihazı korumak için bir kapatma sinyalini tetiklemek üzere tasarlanmış bir koruma mekanizmasıdır.

Tasarım sürecinde yük endüktansı, diğer fazlardaki anahtarlamadan kaynaklanan gürültü veya elektromanyetik indüksiyon gibi faktörler DESAT algılama devresinde hatalı algılamaya neden olabilir. Bu tür yanlış tespit olasılığını azaltmak için bir dizi tasarım önerisi sağlanmıştır.

DESAT algılama devresinin tasarımında, güç cihazının toplayıcı veya drenaj voltajı önceden ayarlanmış VDESAT değerini aştığında, SGD bağlaştırıcısı güç cihazını sürmeyi durdurur ve FAULT_N terminalinden bir arıza sinyali çıkarır. Örneğin, bir IGBT'yi sürmek için TLP5214A kullanıldığında, IGBT açıksa (VOUT yüksekse), DESAT terminali bir ICHG akımı sağlar. CBLANK, RDESAT ve DDESAT aracılığıyla şarj olur, ancak IGBT doygunluğu nedeniyle CBLANK, DESAT eşik voltajı VDESAT'a kadar şarj olmaz. Aşırı akım nedeniyle IGBT'nin VCE'si yükselirse CBLANK şarj olmaya başlar. DESAT terminal voltajı VDESAT'ı aştığında, SGD bağlaştırıcısı IGBT'nin DESAT durumunu algılar ve bir FAULT_N sinyali verir. Bu, Şekil 1.1'de gösterilmektedir.

Gürültü Sızma Yolu Sorunları

Güç cihazı ile SGD bağlayıcı arasındaki mesafe nedeniyle bağlantı izleri elektromanyetik girişime (EMI) neden olabilir. Çok-fazlı invertör uygulamalarında, diğer fazlardan geçiş yapmak parazitik kapasitans yoluyla gürültüye neden olabilir ve bu da potansiyel olarak yanlış DESAT algılamasına yol açabilir. Bu nedenle, DESAT algılama izlerinin yüksek-akım darbeleri taşıyan izlere veya PCB düzeni sırasında büyük potansiyel dalgalanmalara sahip düğümlere bağlı izlere bitişik olarak yönlendirilmesinden kaçınılması önerilir. Ayrıca, RDESAT, DDESAT ve CBLANK'in SGD bağlayıcıya mümkün olduğu kadar yakın yerleştirilmesi, alçak-geçişli filtreleme etkisini en üst düzeye çıkarır.

DESAT Algılama Devresi Sabitlerini Belirleme
CBLANK ve RDESAT değerlerinin yanı sıra DDESAT'ın nasıl seçileceğine ilişkin rehberlik sağlanmaktadır. İstenilen körleme süresi (tBLANK) 5 mikrosaniyeye ayarlanmışsa ve TLP5214A için standart ICHG değeri 240 mikroamper ise CBLANK yaklaşık 200 pikofarad olacak şekilde seçilmelidir.