Infineon Chip IR2085STRPBF Utilizzando driver di gate monolitici ad alta tensione
Introduzione
Questo documento evidenzia i soggetti più comuni che guidano uno stadio di potenza a semiponte nelle applicazioni di azionamento del motore (con driver di gate IC monolitico) e suggerisce soluzioni appropriate per risolvere i problemi.
Vengono discussi argomenti come il dimensionamento di alcuni componenti fondamentali, come il circuito bootstrap e le resistenze di gate on/off; e gli elementi parassiti del semiponte con i loro effetti.
Vengono proposte alcune possibili soluzioni e, infine, vengono presentati alcuni suggerimenti per il layout.
Tutte le situazioni e le soluzioni proposte sono, se non diversamente specificato, per un tipico driver di gate monolitico Infineon con alimentazione bootstrap flottante
Il circuito bootstrap
L'alimentazione bootstrap è formata da un diodo e un condensatore collegati come mostrato nella Figura 1.
Questo metodo ha il vantaggio di essere semplice ed economico, ma può imporre alcune limitazioni sul duty-cycle e sull'on-time poiché sono limitati dalla necessità di ricaricare il condensatore bootstrap.
La scelta di un condensatore appropriato può ridurre drasticamente queste limitazioni.
Dimensionamento del condensatore bootstrap
Per dimensionare il condensatore bootstrap, il primo passo è stabilire la caduta di tensione minima (ΔV
BS
) che è garantita
quando l'IGBT high-side è acceso. Se V
GEmin è la tensione gate-emettitore minima da mantenere, la caduta di tensione deve essere:sotto la condizione:Qui, VCC è l'alimentazione di tensione IC, V
F
è la tensione diretta del diodo bootstrap, VCEon è la tensione collettore-emettitore dell'IGBT low-side, e VBSUV- è la soglia negativa di sottotensione dell'alimentazione high-side.