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IPD保护:功能描述和设计提示

2022-9-8 10:46| 发布者: 闪电| 查看: 14| 评论: 0

摘要: 关于这份文件范围和目的本文件的范围是描述集成电源设备(IPD)保护的功能,并提供正确设计的提示。这是一种专门为感应烹饪应用设计的设备,其基于单端并联谐振转换器(SEPR)。该设备的零件号为:IEWS20R5135IPB。I ...



2.1集电极电流限制

IPD保护实现了逐周期电流限制,如图2.1所示,限制了

IGBT的最大电流,独立于微控制器的控制信号。通过适当的方式

在最大电流设置下,可以避免图1.2所示的条件4。

电流限制也是主要的安全特征,

因此在关断阶段,IGBT两端的最大电压(图2.1)。

图2.1:逐周期电流限制

表1显示了与IPD保护的电流限制功能相关的数据表参数。

两个主要参数是:

 过电流阈值(VCSth-),典型值为-200 mV,最大变化为±5%。

 过电流检测内部消隐时间(tCSBLK):为了避免不必要的噪声触发电流限制,内部消隐时间通常为4μs。电流感测消隐时间在IGBT导通时特别有用。如图2.1所示,电流尖峰触发电流感测(CS)限制,并且在IGBT导通后发生,如果持续时间短于tCSBLK。因此,如果IGBT在硬开关条件下导通(即。

在检测到烹饪容器存在或系统以低输入运行的阶段随后的高电流尖峰不会产生错误的过电流触发。另一方面另一方面,如果在tCSBLK之后IGBT电流超过阈值,则IGBT立即关断。

表1:CS限制数据表参数

在典型的SEPR应用中,电流传感通常用于控制由逆变器。由于大部分时间IGBT电流被感测,相同的信号可以用作电流源限制由于VCSth-为负,应使用图2.2a中的典型布置。这样该配置还具有从栅极驱动回路移除感测电阻器的优点。此外,a通常1千欧的电阻器应与CS输入串联,以限制通过内部的电流

瞬态引起的ESD二极管(图2.2a中的R1)。

在用于功率控制的电流感测信号必须为正的情况下(即,因为它由微控制器),简单的旁路电容器可用于如中所示的排列中

图2.2b。

图2.2:a)典型电流传感配置;b) 电流检测信号的简单电平移位电路

2.2集电极电压有源箝位

IPD保护的第二个重要功能是有源箝位控制(ACC),它提供可编程以保持IGBT两端的电压低于其击穿电压。有源箝位功能

即使在发生浪涌瞬态的情况下,也不会通过CS限制保护充分限制浪涌瞬态。

这两种保护机制一起工作,以确保IGBT在应用中出现的典型喘振条件。

有源箝位控制使用闭环反馈动态导通IGBT,以保持两端的电压IGBT恒定,直到浪涌能量消散。

更具体地说,有源箝位分两个阶段工作,如图2.3所示。

IPD保护的特点

 当VDET引脚上的电压超过第一阈值(VDET+1)时,ACC接管,IGBT为导通5μs(tclamp1),以将VDET引脚的电压保持在VDET+1的电压

从而将集电极电压调节到期望的箝位电压。之后,IGBT被切换关

图2.3:ACC控制块的行为


 如果电感器的能量在前5μs内没有完全消散,VDET电压开始上升再次在IGBT关断之后,并且最终将跨越第二VDET阈值(VDET+2),该阈值为11%

高于VDET+1。当这种情况发生时,IGBT再次导通并保持导通,以调节VDET从而控制集电极电压。

在ACC控制IGBT的阶段期间,该设备向微控制器(MCU)反馈通过INN引脚的过电压状态,如第2.4节所述。

有源箝位控制保持激活,直到在第一箝位期间VDET处的电压下降到低于VDET1+相位或低于VDET2+。通过上述两步夹紧

与连续箝位阶段相比,IGBT必须耗散的能量显著减少。

第三个内部VDET阈值(VRST-)阻止IGBT重新激活,直到集电极-发射极电压下降低于可编程重启电压。额外的消隐时间(tOVT)可防止IGBT导通

ACC停用后立即开启。重新激活前的最小等待时间IGBT为3ms(见表2中的tOVT值)。

IPD保护的特点

阈值VRST-也用于正常操作,以防止IGBT在集电极电压高于重启电压(即,由于来自MCU的不希望的噪声引起的接通)。

表2显示了与的主动夹紧控制功能相关的数据表参数值IPD保护。

表2:主动夹紧控制的数据表参数



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