Układ scalony Infineon IR2085STRPBF wykorzystujący monolityczne sterowniki bramek wysokiego napięcia
Wprowadzenie
Niniejszy dokument podkreśla najczęstsze zagadnienia sterujące stopniem mocy półmostka w napędach silników
zastosowaniach (z monolitycznym sterownikiem bramek IC) i sugeruje odpowiednie rozwiązania problemów.
Omówiono takie zagadnienia, jak dobór rozmiarów niektórych podstawowych elementów, takich jak obwód bootstrap i rezystory bramki włączania/wyłączania; oraz
elementy pasożytnicze półmostka wraz z ich efektami. Zaproponowano kilka możliwych rozwiązań i
na koniec przedstawiono wskazówki dotyczące układu.
Wszystkie sytuacje i proponowane rozwiązania są, o ile nie określono inaczej, dla typowego monolitycznego Infineon
sterownika bramek z pływającym zasilaniem bootstrap
Obwód bootstrap
Zasilanie bootstrap składa się z diody i kondensatora połączonych w sposób pokazany na Rysunku 1.
Metoda ta ma zaletę prostoty i niskiego kosztu, ale może narzucać pewne ograniczenia na cykl pracy i
czas włączenia, ponieważ są one ograniczone wymogiem odświeżenia ładunku w kondensatorze bootstrap.
Wybór odpowiedniego kondensatora może drastycznie zmniejszyć te ograniczenia.
Dobór rozmiaru kondensatora bootstrap
Aby dobrać rozmiar kondensatora bootstrap, pierwszym krokiem jest ustalenie minimalnego spadku napięcia (ΔVBS) który jest gwarantowany gdy tranzystor IGBT wysokiej strony jest włączony. Jeśli VGEmin jest minimalnym napięciem bramka-emiter, które należy utrzymać, spadek napięcia musi wynosić:
przy założeniu:
Tutaj VCC jest napięciem zasilania IC, VF jest napięciem przewodzenia diody bootstrap, VCEon jest napięciem kolektor-emiter tranzystora IGBT niskiej strony, a VBSUV-jest progiem podnapięciowym zasilania wysokiej strony idącym w kierunku ujemnym.