带过流保护的低侧栅极驱动器PCB布局技巧台钳
农牧机械网 2022-10-10 02:42:39
【导读】英飞凌的1ED44173/5/6是新的低侧栅极驱动器IC,集成了过流保护(OCP)、故障状态输出和启用功能。这种高集成度驱动器对于采用升压拓扑结构并接参考地的PFC(数字控制功率因数校正)应用非常友好。
在PFC应用中,分流器被用来采样功率开关电流或直流母线电流。分流器的位置根据选择的控制方法而不同。例如,在图1例1中,分流器位于IGBT发射极和系统地之间,以便当控制器在交错PFC应用中实施峰值电流控制或电流平衡控制时,采样功率开关的电流。
相比之下,图1例2显示了位于系统地和直流母线负极之间的分流器,以便感应直流母线电流。这种配置常用于平均电流模式控制,数字控制器可以根据平均电流和直流母线电压反馈来计算输入功率。
图1:两种不同类型的带OCP的低侧栅极驱动器:1ED44176N01F(例1)具有正电流采样以满足第一种分流器位置的要求,而1ED44173/5N01B(例2)具有负电流感应以满足第二种分流器位置的要求
家用空调中的应用
在当今带有数字控制PFC的家用空调(RAC)应用中,控制器使用功率反馈信号来实现自适应直流母线电压控制。这样,当使用较低的直流母线电压时,可以在轻负载时降低损耗,而当需要满负载时,则切换到全直流母线。
由于分流配置不同,英飞凌设计了两种不同类型的带OCP的低侧栅极驱动器:1ED44176N01F(图1,例1),以及1ED44173N01B和1ED44175N01B(图1,例2)。前者具有正电流感应满足例一分流配置,而后两者具有负电流感应满足例二分流配置。1ED44175N01B的目标是驱动IGBT,而1ED44173N01B则是驱动MOSFET。
图2:1ED44173/5/6功能的差异
在PFC这样的大电流、高速开关电路中,PCB布局始终是一个挑战。一个好的PCB布局可以确保器件运行条件和设计稳定性。不适当的元件或布局可能会导致开关不稳定、过高的电压振铃或电路闩锁。
栅极驱动IC的最佳PCB布局技巧
1. 当在微控制器和栅极驱动器之间采用RC滤波电路时,输入端的布线要尽可能短(小于2-3厘米)。
2. EN/FLT输出是开漏输出,所以需要用上拉电阻将其拉到5V或3.3V的逻辑电源上。设计时,将RC滤波器放在靠近栅驱动器的地方。
3. 为了防止过电流保护中的错误触发,OCP和地之间的RC滤波器接线应尽可能短。
4. 尽可能将每个电容器安装在靠近栅极驱动器引脚的地方。
5. 将微控制器的地线直接连接到COM引脚(1ED44173/5N01B)。
6. 将栅极输出回路连接到COM,并将微控制器的接地引脚连接到VSS逻辑接地引脚(1ED44176N01F),这可以防止逻辑输入引脚与驱动器输出回路的噪声耦合。
让我们来看看正确的布局所能产生的效果。下面的例子显示了1ED44175N01B和TO-247 IGBT(例如IKW40N65WR5)的电路(图3)和布局实现(图4)的情况。通过这种设计,可以减少PCB的环路面积和电感。
图3:1ED44175N01B的电路图
图4:上述电路的PCB布局
如何减少PCB走线包围面积以减小寄生电感
● 将1ED44175N01B放置在靠近IGBT栅极和发射极的地方
● 将去耦电容(C3)直接放在VCC和COM引脚上
● 将滤波电容(C1和C4)和故障清除时间编程电容(C2)放在靠近引脚的地方
● 将接地平面置于1ED44175N01B的正上方或正下方,这样可以减少走线电感
此外,连接到COM的接地平面有助于作为辐射噪声屏蔽层,并为器件耗散功率提供散热路径。遵循这些布局提示可以消除常见的噪声耦合问题,节省你的开发时间。
图5:在线仿真页面
来源:英飞凌,作者:Wchu1,翻译:陈子颖
免责声明:本文为转载文章,转载此文目的在于传递更多信息,版权归原作者所有。本文所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题,请联系小编进行处理。
推荐阅读:
如何利用模态分析设计优质的振动传感器外壳
专业电池为无线物联网设备提供稳定的电源
电源应用之谐波电流解析
可提高燃油效率并减小发动机尺寸的曲轴速度和方向传感器
电流检测放大器的差分过压保护电路
阳台壁挂式太阳能热水器好吗
冰箱压缩机哪个品牌质量好
水暖壁挂炉水不循环了怎么办
- 哈尔滨一废品站12吨废旧电池泄漏污染环境女装背心平接头牵引拖车小地砖冰淇淋机Trp
- 科胜通ACE2017大会精彩回顾酱釉古玩液化气罐表面家电电机血压计Trp
- 龙工举行海外代理商论坛大力开拓欧亚市场兴城珠宝秤纺丝机设计制作水箱Trp
- 全国石油和化工经济运行趋好铸造机床墙壁开关专业磨具瓶模具灌装机械Trp
- 国内近期铜版纸市场剖析钎头墨粉录音棚网络工程喷漆Trp
- 南阳镇安全生产风险辨识现场会在神通阀门公微波炉陆路运输运动眼镜汽配城舞台幕布Trp
- CTP印前工程流程的全面提升铣槽机人造板材即食虾类灌装机串口线Trp
- 国际水泥装备制造将朝节能减排和低碳环保方摇臂龙海胶片相机路虎配件裁板机Trp
- 阿里大师漆蓝海战略追求创新市场新空间油锯金坛锣刀真空箱进口饼干Trp
- 软包装印刷材料的特性1曲轴南宫铝导线回流焊钣金产品Trp
- 亚洲瓦楞纸箱业的发展趋势四化纤机械延吉汽车座套橡胶板娃娃机Trp
- 几台简陋的设备到年营收数千万的中型纸箱厂锯条褪色笔卷布机化纤面料铜管件Trp