מצמד הנהג Toshiba Smart Gate מדריך עיצוב מעגלים לזיהוי DESAT

בעת השימושמחברי Smart Gate Driver (SGD).כגון TLP5214A, TLP5214, TLP5212 ו-TLP5222, תכנון המעגל ההיקפי ביעילות הוא חיוני לשימוש בפונקציית זיהוי VCE(sat). זיהוי VCE(sat), הידוע גם בשם זיהוי DESAT, הוא מנגנון הגנה שנועד לזהות עלייה במתח הקולט או הניקוז כאשר מתרחש זרם יתר בהתקני מיתוג מוליכים למחצה (כגון IGBTs, Si- או SiC-MOSFETs, GaN--FETs כדי להגן על ההתקן), וכיבוי.

במהלך תהליך התכנון, גורמים כגון השראות עומס, רעש הנוצר ממיתוג בשלבים אחרים או אינדוקציה אלקטרומגנטית עלולים לגרום לזיהוי שווא במעגל זיהוי ה-DESAT. כדי להפחית את הסבירות לזיהוי שווא כזה, מסופקות שורה של המלצות עיצוב.

בתכנון של מעגל זיהוי DESAT, כאשר מתח הקולט או הניקוז של התקן המתח עולה על ערך ה-VDESAT שנקבע מראש, מצמד ה-SGD מפסיק להניע את התקן החשמל ומוציא אות תקלה ממסוף FAULT_N. לדוגמה, כאשר משתמשים ב-TLP5214A להנעת IGBT, אם ה-IGBT מופעל (VOUT גבוה), מסוף DESAT מפיק זרם ICHG. CBLANK נטען דרך RDESAT ו-DDESAT, אך עקב רוויה IGBT, CBLANK אינו נטען עד למתח הסף של DESAT VDESAT. אם ה-VCE של ה-IGBT עולה עקב זרם יתר, CBLANK מתחיל להיטען. ברגע שמתח מסוף ה-DESAT חורג מ-VDESAT, מצמד ה-SGD מזהה את מצב ה-DESAT של ה-IGBT ומוציא אות FAULT_N. זה מודגם באיור 1.1.

בעיות נתיב חדירת רעש

בשל המרחק בין התקן החשמל למצמד ה-SGD, עקבות החיבור עלולות להכניס הפרעות אלקטרומגנטיות (EMI). ביישומי מהפך מרובה-פאזיים, מעבר משלבים אחרים עלול להכניס רעש באמצעות קיבול טפילי, שעלול להוביל לזיהוי DESAT שקרי. לכן, מומלץ להימנע מניתוב עקבות זיהוי DESAT בצמוד לעקבות הנושאות פולסי זרם- גבוהים או עקבות המחוברים לצמתים עם תנודות פוטנציאליות גדולות במהלך פריסת PCB. יתר על כן, הצבת RDESAT, DDESAT ו-CBLANK קרוב ככל האפשר למצמד ה-SGD ממקסם את אפקט סינון-המעבר הנמוך.

קביעת קבועי מעגל זיהוי DESAT
ניתנת הנחיות לגבי הערכים עבור CBLANK ו-RDESAT, כמו גם כיצד לבחור DDESAT. אם זמן ההרחקה הרצוי (tBLANK) מוגדר ל-5 מיקרו-שניות, וערך ה-ICHG הסטנדרטי עבור TLP5214A הוא 240 מיקרואמפר, אז יש לבחור ב-CBLANK להיות כ-200 פיקופראד.