使用智能门驱动耦合器,如TLP5214A/TLP5214/TLP5212/TLP5222等产品时,如何设计周边电路以有效利用VCE(sat)检测功能。VCE(sat)检测,也称为DESAT检测,是一种保护机制,用于在功率半导体开关设备(如IGBT、Si或SiC-MOSFET、GaN-FET)发生过电流时检测集电极或漏极电压的上升,并触发关闭信号以保护设备。
在设计过程中,可能会因为负载的电感、其他相位开关时产生的噪声、或电磁感应等原因,导致DESAT检测电路发生误检测。为了降低这种误检测的可能性,提供了一系列的设计提示。
在DESAT检测电路的设计中,当功率器件的集电极或漏极电压超过预设的VDESAT值时,SGD耦合器会停止驱动功率器件,并从FAULT_N终端输出故障信号。例如,在使用TLP5214A驱动IGBT时,如果IGBT导通(VOUT为高电平),DESAT终端会流出ICHG电流,CBLANK通过RDESAT和DDESAT充电,但由于IGBT饱和,CBLANK不会充电到DESAT阈值电压VDESAT。如果IGBT的VCE因过电流而上升,CBLANK开始充电,一旦DESAT终端超过VDESAT,SGD耦合器将检测到IGBT的DESAT状态,并输出FAULT_N信号。如图1.1所示
噪声侵入路径的问题,指出由于功率器件与SGD之间的距离,连接两者的线路可能会引入电磁干扰。在多相逆变器应用中,其他相的开关可能会通过寄生电容引入噪声,导致DESAT检测电路误检测。因此,建议在布线时避免DESAT检测线路与电流脉冲线路或大电位波动节点的线路相邻,并尽可能将RDESAT、DDESAT和CBLANK放置在SGD附近,以最大化低通滤波效果。
在确定DESAT检测电路的常数时,提供了关于CBLANK和RDESAT值的指导,以及如何选择DDESAT。如果设定的tBLANK时间为5微秒,而TLP5214A的标准ICHG值为240微安,则CBLANK应选择约200皮法。