設計高壓側柵極驅動電路與損耗

Mini-SPM系列產品,為低功率 (100W ~ 2.2kW) 電機驅動電路提供高效率、高可靠性和設計簡便的方案。Mini-SPM采用內置高壓驅動IC (HVIC) 作為柵極驅動電路，使設計更簡單緊湊，從而大幅降低整個系統(tǒng)的成本并提高可靠性，并且更為系統(tǒng)設計人員帶來極佳的高壓側柵極電路設計靈活性。本文著重討論Mini-SPM采用的高壓側柵極驅動電路的特點和優(yōu)點。設計中采用外接柵極電阻優(yōu)化開關損耗和開關噪聲之間的權衡，降低可能引起HVIC誤操作的電壓應力。本文中的討論在通常情況下適用于所有IGBT驅動IC種類。
?
　　飛兆半導體已開發(fā)出Mini-SPM的最新版本，其額定功率為600V×(3~30)A。圖1和圖2所示分別為此種Mini-SPM的外觀和內部功能塊圖。由于Mini-SPM具有低成本、高效率、高可靠性和設計簡單的優(yōu)點，因此廣泛應用于空調、洗衣機、冰箱和其它工業(yè)應用中。
?
　　Mini-SPM最突出的特點之一是給予最終用戶很大的設計靈活性，能夠大幅提高系統(tǒng)的整體性能。Mini-SPM采用3個獨立N極接線端子結構，有助用戶方便、高效地檢測各相的負載電
流，從而實現(xiàn)高效率、低成本電機驅動算法。高壓側外接柵極電阻能讓設計人員調節(jié)Mini-SPM的開關速度，此舉有助于優(yōu)化開關損耗和開關噪聲，并且降低電壓應力(可能在極端條件下引起HVIC閉鎖)。
　　本文著重介紹終端用戶可以通過這類產品具備的一些優(yōu)點，以及在設計高壓側柵極電阻時應考慮的問題。當然，除Mini-SPM外，這些討論也適用于一般的逆變器應用。
　　采用HVIC柵極驅動電路的阻抗元件
　　圖3所示為采用HVIC的柵極驅動電路及其外圍電路。這包括了一個外部電路，用來給Mini-SPM的內置HVIC提供自舉電壓。Mini-SPM具有內置柵極電阻 (RG)，并可在高壓側柵極驅動電路添加額外的阻抗。在HVIC和高壓側IGBT發(fā)射極之間外接阻抗元件，設計人員可以調節(jié)高壓側的開關耗損和開關噪聲。