O circuito de driver de semicondutor de potência é uma subcategoria importante de circuitos integrados, poderoso, usado para ICs de driver IGBT, além de fornecer nível e corrente de drive, muitas vezes com funções de proteção de drive, incluindo proteção contra curto-circuito de dessaturação, desligamento por subtensão, braçadeira Miller, desligamento em dois estágios , desligamento suave, SRC (controle de taxa de variação), etc. Os produtos também possuem diferentes níveis de desempenho de isolamento.No entanto, como um circuito integrado, seu pacote determina o consumo máximo de energia, a corrente de saída do IC do driver pode ser superior a 10A em alguns casos, mas ainda não pode atender às necessidades de acionamento de módulos IGBT de alta corrente, este artigo discutirá o acionamento IGBT expansão atual e atual.
Como expandir a corrente do driver
Quando a corrente do inversor precisa ser aumentada, ou ao acionar IGBTs com alta corrente e grande capacitância de porta, é necessário expandir a corrente para o CI do driver.
Usando transistores bipolares
O projeto mais típico do gate driver IGBT é realizar a expansão da corrente usando um seguidor de emissor complementar.A corrente de saída do transistor seguidor de emissor é determinada pelo ganho DC do transistor hFE ou β e pela corrente de base IB, quando a corrente necessária para acionar o IGBT for maior que IB*β, então o transistor entrará na área de trabalho linear e na saída a corrente do inversor for insuficiente, então a velocidade de carga e descarga do capacitor IGBT se tornará mais lenta e as perdas IGBT aumentarão.
Usando MOSFETs
Os MOSFETs também podem ser usados para expansão de corrente do driver, o circuito geralmente é composto por PMOS + NMOS, mas o nível lógico da estrutura do circuito é o oposto do transistor push-pull.O design da fonte PMOS do tubo superior é conectado à fonte de alimentação positiva, o portão é inferior à fonte de uma determinada tensão PMOS ligada e a saída IC do driver é geralmente ligada de alto nível, portanto, o uso da estrutura PMOS + NMOS pode exigir um inversor no projeto.
Com transistores bipolares ou MOSFETs?
(1) Diferenças de eficiência, geralmente em aplicações de alta potência, a frequência de chaveamento não é muito alta, então a perda de condução é a principal, quando o transistor tem vantagem.Muitos projetos atuais de alta densidade de potência, como acionamentos de motores de veículos elétricos, onde a dissipação de calor é difícil e as temperaturas são altas dentro do invólucro fechado, quando a eficiência é muito importante e os circuitos de transistor podem ser escolhidos.
(2) A saída da solução de transistor bipolar tem uma queda de tensão causada por VCE (sat), a tensão de alimentação precisa ser aumentada para compensar o tubo de acionamento VCE (sat) para atingir uma tensão de acionamento de 15 V, enquanto a solução MOSFET quase pode alcançar uma produção ferroviário-a-ferroviário.
(3) Tensão suportável do MOSFET, VGS apenas cerca de 20V, o que pode ser um problema que precisa de atenção ao usar fontes de alimentação positivas e negativas.
(4) Os MOSFETs têm um coeficiente de temperatura negativo de Rds(on), enquanto os transistores bipolares têm um coeficiente de temperatura positivo e os MOSFETs têm um problema de fuga térmica quando conectados em paralelo.
(5) Ao acionar MOSFETs Si/SiC, a velocidade de comutação dos transistores bipolares é geralmente mais lenta do que a dos MOSFETs de objeto acionador, que deve ser considerado o uso de MOSFETs para estender a corrente.
(6) A robustez do estágio de entrada para ESD e tensão de surto, a junção PN do transistor bipolar tem uma vantagem significativa em comparação com o óxido de porta MOS.
As características dos transistores bipolares e do MOSFET não são iguais, o que usar ou você precisa decidir por si mesmo de acordo com os requisitos de projeto do sistema.
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Horário da postagem: 17 de maio de 2022