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功率模块IGBT和MOSFET的驱动设计及模组测试(4)_暗记_电平

乖囧猫 2024-12-24 14:11:04 0

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我们常用的范例低边驱动IC,如 MICROCHIP(美国微芯)的TC4426、TC4427和TC4428,其分别是双反相、双同相以及一同一反,如下是示意图:

< TC442X 驱 动 IC 引脚排布 >

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如下框图是其内部事理图,可以看出,包括旗子暗记输入级、旗子暗记调理级、功率放大级以及放大后的输出,放大能量来自电源VDD,常日输入级会有预置的上拉或下拉来担保初始输出状态的确定性。

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(图片来自网络侵删)

< TC442X 驱 动 IC 内 部 原 理 >

低边驱动表示在实际运用中,也是最为常见的驱动形式,小到器件级,如三极管和MOSFET等可控性器件以及诸如某些逻辑门等逻辑器件组成的电路,它们的输出级事情在饱和或截止状态,开通后事情在饱和区,此时给后级电路供应功率或动力。

如下是单低边和双低边驱动的常见形式:

< 单 低 边 和 双 低 边 驱 动 IC >

下面是常用的低边驱动,德州仪器(TI)带有使能掌握的低边侧驱动,掌握端可以掌握输出旗子暗记的输出与否。

< 低 边 驱 动 IC原 理 符 号 >

其内部范例的功能构造框图,其构成紧张是原始旗子暗记调理单元(包括自带的弱上拉和弱下拉,图中下拉400k电阻和上拉200k电阻,其目的是使得输出初始状态为定态)、逻辑处理单元、保护单元、以及输出放大级,可以直接驱动共参考地的MOSFET等开关管或者其它器件,如驱动须要较大电流的光耦发光二极管等,由于MCU的I/O口是没有较大驱动能力的……

原文链接:https://www.dianyuan.com/eestar/article-6768.html

非隔离型电平移位型驱动

半桥驱动是范例的高压电路,而且上管是范例的浮管,高压浮管驱动须要低压掌握,则常日须要电平移位技能。

电平移位,即我们在驱动IC里常见的“Level Shift”,其目的是通过电平移位电路将低压掌握旗子暗记转换为高压掌握旗子暗记,实现低压逻辑对高压功率输出级的掌握,属于高压器件的掌握技能领域。
若以系统的参考地GND为0电平,常规的电平移位电路是将0~VDD(VDD为普通电平,也是低压供电电压)低电压掌握旗子暗记转换为0~VB(VB为高压电平,这个电平是VS+VDD,上管开通则VS=VBUS,VBUS是母线电压)的高电压掌握旗子暗记,用于驱动高压下事情的输出级PMOS管等。
在该情形下,输出级PMOS管的最大栅-源电压为VB,为担保可靠性,必须使晶体管能够承受VB的高电压,常日采取增加栅氧厚度等一些繁芜的工艺办理。

电平移位电路作为连接掌握电路和输出驱动级的关键电路,一方面哀求有很高的驱动能力,知足输出级的驱动哀求;另一方面电平移位电路也是高电压事情,哀求有比较低的静态电流,

从而降落功耗。

另一种传统的电平移位电路则更加大略单纯,电路上也随意马虎实现,在输出级PMOS上做了相应的保护方法,以防止栅-源间的栅氧化层击穿。
该电路的缺陷是,前级驱动PWM是一个持续的脉宽旗子暗记,当PWM为高电平时,LDMOS会持续通过电流,因此功耗较大,从图中可以看出,当上管开通时,VS=VBUS,则VB=VBUS+VDD。

为理解决功耗问题,采取边沿触发以减小导通韶光,边沿脉冲是取自PWM旗子暗记的上升沿和低落沿来驱动前级的LDMOS,这样就大大减小了LDMOS的导通韶光,极大地改进功耗问题,边沿脉冲旗子暗记通过RS触发器在后级还原为前级的PWM旗子暗记,目前的多数半桥驱动芯片均采取了这种技能。

特点:电平移位型驱动IC是非隔离型驱动IC,低压掌握旗子暗记和热地或高压地相连接,共同参考GND,但其传输延时小,须要加光耦等隔离器件才能实现安全电气隔离。

电平移位技能紧张是驱动半桥的浮动上管,这类电路以集成芯片IC存在,半桥驱动IC将低边和高边集成在一个IC中,高边驱动通过电平移位技能实现高压电平转换,从而驱动上管,栅极驱动器紧张用于高边驱动(High -side)或者高低边(High-side and Low-side)一体驱动,高边须要自举电路来给高边开关管供应驱动功率,自举电路包含了反向截止的高压二极管以及存储电荷的自举电容。

如下是一种高边和低边一体的驱动IC,组成最大略的驱动电路包括了自举电路,可以看出当下管开通时,VCC通过自举二极管给自举电容充电,以形成浮动上管的驱动电源,自举电路实在质是通过开关办法将电荷转移到其余一个电容里面,使得电容作为供电电源……

原文链接:https://www.dianyuan.com/eestar/article-6863.html

电气隔离和隔离器概述

电气隔离和隔离器概述

电气隔离在各种电子或电力系统中很常见,是进行高压防护或抵消不同接地电位差的一种手段。
光耦合器是传统中最为常用的一种隔离办法,但随着隔离器件器件的发展,采取电容式隔离和磁隔离的数字隔离器变得越来越广泛,因此也拓展了电气的隔离办法,在驱动器的大多数运用中,PWM旗子暗记是通过光学耦合或者电磁耦合或者是容性耦合做为电气隔离器件。

隔离器(Isolators),是使两个别系或电路之间的直流(DC)和不必要的瞬态电流或有害互换最小化的设备或器件,同时许可两者之间进行数据或功率传输。
在大多数运用中,除了许可系统正常运行之外,隔离器还可以充当高压隔离层,常用隔离器有光耦、光纤、变压器或专有的磁隔离器以及电容栅……

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