ZHCAEV0 December 2024 ISO5451 , ISO5451-Q1 , ISO5452 , ISO5452-Q1 , ISO5851 , ISO5851-Q1 , ISO5852S , ISO5852S-EP , ISO5852S-Q1 , UCC21710 , UCC21710-Q1 , UCC21717-Q1 , UCC21732 , UCC21732-Q1 , UCC21736-Q1 , UCC21737-Q1 , UCC21738-Q1 , UCC21739-Q1 , UCC21750 , UCC21750-Q1 , UCC21755-Q1 , UCC21756-Q1 , UCC21759-Q1
基于短路電壓的保護方案通常使用柵極驅動器中的 DESAT 功能來實現。OC 檢測方法有時也用于基于電壓的保護方案。因此,有以下兩種選擇:
選項 1:使用 DESAT 引腳檢測 FET 上的 VSC 電壓:
圖 4-4 用于 VSC 電壓檢測的 DESAT 電路實現電源模塊中的典型電壓檢測方法是使用 DESAT 節點,如圖 4-4 所示。高壓漏極節點通過 1 個或 2 個高壓二極管和一個限流電阻器 (RLIM) 連接到 DESAT 引腳。DESAT 引腳上還連接了一個消隱電容器 (CBLK)。DESAT 節點具有一個內部電流源,該電流源在內部連接到 VDD BIAS(次級隔離式偏置)。當 INP 為高電平時,內部電流源將通過 DESAT 引腳提供 (ICHG) 電流。當 INP 為低電平時,電流源路徑處于不活動狀態。
在正常運行期間,電源模塊上的電壓較低,因此高壓二極管 (DHV 1, 2) 正向偏置,電流流過二極管和電源模塊。但是,在短路事件期間,電源模塊上的電壓較高,這會導致 DHV1, 2 反向偏置;因此,DESAT 電流路徑斷開。因此,ICHG 為 CBLK 電容器充電。當 DESAT 引腳上的電壓超過檢測閾值時,會觸發 DESAT 故障并關閉柵極驅動器輸出,以保護系統。關閉操作將在單獨一節中討論,因為 SC/OC 事件期間涉及高 di/dt,因此關閉操作需要特別考慮。
柵極驅動器的內部電流源通常約為 500μA 至 2mA。為了實現更快的保護,可通過使用一個電阻器將 DESAT 節點連接到 VDD/OUTH 來規劃外部電流源路徑。這一概念也可用于 OC 引腳。
選項 2:使用 OC 引腳檢測 FET 上的 VSC 電壓
圖 4-5 用于 VSC 電壓檢測的 OC 引腳電路實現OC 引腳通常用于檢測電流,如“基于電流的保護方法”部分所述。但是,OC 引腳也可通過從 VDD/OUT 提供電流源來實現基于 VSC 的電壓檢測,如圖 4-5 所示。與 DESAT 概念類似,在正常運行期間,VDD/OUT 充電電流路徑通過電源模塊,而在 OC/SC 事件期間,電流路徑通過 CFLT 電容器并會觸發 OC 事件。
這里使用 DESAT 或 OC 引腳說明了基于 VSC 和 ISC 的保護方法。基于 ISC 的保護方法更快,但如果使用 Rshunt,則會導致功率損耗增加,或者需要使用具有檢測引腳的電源模塊來實現 Rsense 方法。由于這些原因,SiC 和 IGBT 模塊中都常常使用基于 DESAT 的方法。在本應用手冊中,數據是基于 DESAT 和 OC 引腳的 VSC 方法收集的。