Infineon Chip IR2085STRPBF Gebruikmakend van monolithische hoogspanningsgate-drivers
Introductie
Dit document belicht de meest voorkomende onderwerpen die een half-brug power stage aansturen in motorsturing
toepassingen (met monolithische IC gate driver) en om geschikte oplossingen voor te stellen om de problemen op te lossen.
Onderwerpen zoals de dimensionering van enkele fundamentele componenten, zoals bootstrap-circuit en aan/uit gate-weerstanden; en
half-brug parasitaire elementen met hun effecten worden besproken. Enkele mogelijke oplossingen worden voorgesteld en
ten slotte worden enkele lay-out tips gepresenteerd.
Alle situaties en de voorgestelde oplossingen zijn, tenzij anders gespecificeerd, voor een typische Infineon monolithische
gate driver met zwevende bootstrap-voeding
Het bootstrap-circuit
De bootstrap-voeding wordt gevormd door een diode en een condensator die zijn aangesloten zoals weergegeven in Figuur 1.
Deze methode heeft het voordeel dat het eenvoudig en goedkoop is, maar kan enkele beperkingen opleggen aan de duty-cycle en
de aan-tijd, aangezien deze worden beperkt door de noodzaak om de lading in de bootstrap-condensator te verversen.
Het kiezen van een geschikte condensator kan deze beperkingen drastisch verminderen.
Bootstrap-condensator dimensionering
Om de bootstrap-condensator te dimensioneren, is de eerste stap het vaststellen van de minimale spanningsval (ΔVBS) die gegarandeerd is wanneer de high-side IGBT is ingeschakeld. Als VGEmin de minimale gate-emitterspanning is die moet worden gehandhaafd, moet de spanningsval zijn:
onder de voorwaarde:
Hier is VCC de IC-voedingsspanning, VF de voorwaartse spanning van de bootstrap-diode, VCEon de emitter-collector spanning van de low-side IGBT, en VBSUV-
de negatieve drempelwaarde voor onderspanning van de high-side voeding.