Il circuito driver a semiconduttore di potenza è un'importante sottocategoria di circuiti integrati, potente, utilizzato per i circuiti integrati driver IGBT oltre a fornire livello e corrente di azionamento, spesso con funzioni di protezione dell'azionamento, tra cui protezione da cortocircuito da desaturazione, spegnimento per sottotensione, morsetto Miller, spegnimento a due stadi , spegnimento graduale, SRC (controllo della velocità di risposta), ecc. I prodotti hanno anche diversi livelli di prestazioni di isolamento.Tuttavia, essendo un circuito integrato, il suo pacchetto determina il consumo energetico massimo, la corrente di uscita dell'IC del driver può essere superiore a 10 A in alcuni casi, ma non è ancora in grado di soddisfare le esigenze di guida dei moduli IGBT ad alta corrente, questo articolo discuterà la guida degli IGBT espansione attuale e attuale.
Come espandere la corrente del driver
Quando è necessario aumentare la corrente di pilotaggio o quando si pilotano IGBT con corrente elevata e grande capacità di gate, è necessario espandere la corrente per il circuito integrato del driver.
Utilizzo di transistor bipolari
La progettazione più tipica del gate driver IGBT consiste nel realizzare l'espansione di corrente utilizzando un inseguitore di emettitore complementare.La corrente di uscita del transistor inseguitore di emettitore è determinata dal guadagno CC del transistor hFE o β e dalla corrente di base IB, quando la corrente necessaria per pilotare l'IGBT è maggiore di IB*β, il transistor entrerà nell'area di lavoro lineare e l'uscita la corrente di pilotaggio è insufficiente, la velocità di carica e scarica del condensatore IGBT diventerà più lenta e le perdite IGBT aumenteranno.
Utilizzo dei MOSFET
I MOSFET possono essere utilizzati anche per l'espansione di corrente del driver, il circuito è generalmente composto da PMOS + NMOS, ma il livello logico della struttura circuitale è l'opposto del transistor push-pull.Il design della sorgente PMOS del tubo superiore è collegato all'alimentazione positiva, il gate è inferiore alla sorgente di una determinata tensione PMOS attiva e l'uscita del driver IC è generalmente di alto livello, quindi l'uso della struttura PMOS + NMOS potrebbe richiedere un inverter nella progettazione.
Con transistor bipolari o MOSFET?
(1) Differenze di efficienza, solitamente nelle applicazioni ad alta potenza, la frequenza di commutazione non è molto elevata, quindi la perdita di conduzione è la principale, quando il transistor è in vantaggio.Molti attuali progetti ad alta densità di potenza, come i motori dei veicoli elettrici, dove la dissipazione del calore è difficile e le temperature sono elevate all'interno dell'involucro chiuso, quando l'efficienza è molto importante ed è possibile scegliere circuiti a transistor.
(2) L'uscita della soluzione con transistor bipolare presenta una caduta di tensione causata da VCE(sat), la tensione di alimentazione deve essere aumentata per compensare il tubo di pilotaggio VCE(sat) per ottenere una tensione di pilotaggio di 15 V, mentre la soluzione MOSFET può quasi raggiungere un output rail-to-rail.
(3) Il MOSFET resiste alla tensione, VGS solo circa 20 V, il che potrebbe rappresentare un problema che richiede attenzione quando si utilizzano alimentatori positivi e negativi.
(4) I MOSFET hanno un coefficiente di temperatura negativo di Rds(on), mentre i transistor bipolari hanno un coefficiente di temperatura positivo e i MOSFET hanno un problema di instabilità termica quando collegati in parallelo.
(5) Se si pilotano MOSFET Si/SiC, la velocità di commutazione dei transistor bipolari è solitamente più lenta rispetto ai MOSFET degli oggetti di pilotaggio, che dovrebbero essere considerati utilizzanti MOSFET per estendere la corrente.
(6) La robustezza dello stadio di ingresso all'ESD e alla sovratensione, la giunzione PN del transistor bipolare presenta un vantaggio significativo rispetto all'ossido di gate MOS.
Transistor bipolari e caratteristiche MOSFET non sono le stesse, cosa usare o devi decidere tu stesso in base ai requisiti di progettazione del sistema.
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Orario di pubblicazione: 17 maggio 2022