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寬禁帶器件技術日益成熟,以SiC為代表的的器件,已在高壓平臺廣泛應用。目前許多廠商也開發出了密勒鉗位驅動器,以抑制半橋電路工作過程中的橋臂串擾,提高器件高頻工作的可靠性。同時,也有許多學者在研究寬禁帶器件的高頻驅動電路。
近期在設計半橋驅動電路時,對國產器件廠商也有了更多的了解,在查閱TI Demo時,發現所用的隔離型驅動器是新開發出的產品,驅動器沒有處于缺貨狀態,這里就不得不開啟國產器件代替之路。經過查閱找到了一款國產的隔離型驅動器,從datasheet來看可以代替參考設計中的型號。在偶然間,找到了這家器件的代理,于是就試著申請了幾顆樣片來使用。
之前在設計功率器件驅動電路時,只管如何來驅動,在保護方面考慮的很少。在參考設計中看到在SiC器件的設計中考慮到了短路保護,這樣可以保證系統安全性。監測電路如圖1所示。
圖1 SiC器件短路檢測電路
圖1中短路監測電路屬于常用類型。
圖中1中D11是雪崩二極管,陰極接在SiC器件漏極。(1)R44、U13、R48和R50構成參考點位產生電路,為比較器U12提供一個參考電壓,該參考電壓分別接到比較器的反向輸入端(參考電壓的值通過R48和R50來調節,詳細資料可以參考TL431 datasheet),根據圖中參數計算U12A反向輸入端電壓約為3V。(2)D14為5.1V穩壓管,作用是起保護作用,在特殊情況下避免U12A的3腳電壓超過5V,損壞器件。(3)U12A、D12、R41和R45構成滯回比較器。(4)C41、R36和Q7組成RC吸收電路。
SiC器件正常工作時,U12A的3腳電位低于2腳電位,比較器輸出低電平,二極管D12截止。U12A的3腳電位高于2腳電位,比較器輸出高電平,二極管D12導通(滯回比較器)。
當U12A同相輸入端電壓大于反相輸入端參考電壓,輸出U12A輸出為高電平(接近5V),三極管Q9導通,Q7門極電壓為5V,Q7開通。R46和C46構成低通濾波器,U12B同相輸入端電壓為高電平,大于反相端輸入電壓,U12B輸出端輸出高電平,由數字隔離器將產生的故障信號送入控制器。
RST為復位信號,OUTB輸出高電平時,Q10導通,U12A同相端被拉低,輸出低電平,Q7和Q9關斷,故障復位。
這里特別感謝創作者“Westbrook”(張工),在和張工的討論過程中學習到了很多。
作者介紹
碩士在讀(電力電子與電力傳動),主要從事高頻DC-DC變換器設計與開發(LLC諧振變換器、DAB變換器),熟悉PSIM、Maple、MathCAD。
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