上和下管开关对称的系统方法

图1 传统的基于自举的电源和FET的驱动电压摘要:本文通过详细的电路和香料模拟设计,尤其是对于GAN和SIC晶体管来改善同步和可靠性转移的有效性,该设计需要相对较高的驱动电压范围。 1简介,一半桥功率的阶段通常受到高边缘和低边驱动器之间的对称开关的挑战。图1显示了驱动引导电路以通过二极管在低传导过程中为电容器(CB)充电的常规方式,从而为高驾驶员提供了动力。但是,CB需要充足的计费时间才能实现现场效应晶体管(FET)电压。该表显示了不同FET所需的驾驶电压。图1在图2中示出了驱动传统电源和FET的传统电源的电压。在将CB充电到正确的电压水平之前,高方面和低侧开关中存在不对称性。不对称转移到半色功率阶段将导致以下系统问题:●启动不稳定:由于难以转动高方向,因此引起了无限期的瞬态阶段。 ●占空比的限制:有必要避免过度释放自举电容器。 ●移动频率限制:引导程序电容器需要足够的计费时间。问题的示例包括D类功率放大器中的高直流偏置,使用直流/DC转换器的控制崩溃,甚至使用场定向控制(FOC)方法从三相电动机驱动器开始。本文介绍了一种创新的自动启用高方面驱动器的方法,独立于高端和低侧开关以及调整后的UVLO系统控制机制,以确保驾驶员在各种FET的正确电压水平上运行。图2启动过程中的高侧和低侧开关不对称性不对称2在图3中显示了创新方法所建议的创新技术,其中包括两个主要单元以实现同步高侧和低侧开关。图3对称性转移的创新对称方法●预电位单元以红线显示。当Q2升起时,电容器(CP)装有VDD并存储能量。随后,Q2关闭,Q1升起,CP泄漏并将存储的能量转移到CB。可以看到CP和CB的电压是数学方程。因此,CB中的电压继续增加预电位单元,并充当高方向驱动器的电源。同时,高和低驱动器驱动程序保持不活跃,直到启用逻辑信号单元为止。 ●逻辑控制单元本机可以被激活或禁用precharge单元或高/低驱动程序。当驱动程序的高/低部分开始运行时,禁用了预电路电路。控制机制可以监视高侧驱动器的电源电源,并且当电压达到阈值水平(例如,FET为10 V)时,比较输出的变化从低到高。Shifter级别将参考级别从浮动参考VS转换为系统参考点COM,逻辑电路以及系统COM,因为可以控制Sanggunian。该电路是常见的欠压锁定电路(UVLO)。在本文系统的设计中,锁定电路的欠压控制信号将同时控制驾驶员的高部分/低部位和预充电电路,以实现驱动程序的高部分/下部。驱动器的高部分/低部分的信号和预处理信号的信号被逆转,以防止在激活系统后仍在工作的预启动单元。此外,由于VCB的充电和释放之间存在涟漪,因此阈值水平应具有一系列滞后。磁滞涵盖逻辑控制单元的可靠控制。输入脉冲来自电源控制器或微控制器,通常是调制(PWM)的典型脉冲宽度,并具有某些拓扑结构y。可以使用与驱动器相同的脉冲预付费前电路,也可以使用独立的脉冲来充电,当驾驶员的PWM是高频且占空比不确定时,这些脉冲特别可灵活。 VDD是整个驱动程序的电源,请参阅com,高部分驱动器的驱动电压和低驾驶员的驱动程序取决于它。 VDD可以适应SI,SIC,GAN甚至IGBT晶体管。此外,高侧UVLO阈值水平可以调整为VDD,以确保驾驶员仅在固定在晶体管上的正确电压水平下工作。整个工作系统的系统如下:●根据开关管的属性提供适当的VDD。 ●将适当的UVLO阈值设置为高部分。 ●盐前单元起作用。 ●同时开关的上层和下型管。控制信号的移位器任务级别是转换参考级别与系统COM参考系统相比,浮点。由于VB与COM参考相关的电压相对较高,以减少晶体管的功率损失,因此设计的变速器水平使晶体管仅在控制信号的控制端上升或掉落时,并在其余时间保持关闭。因此,控制信号的上升和下降侧被转换为两个短脉冲,它们充当集合并重置信号以控制RS触发器,而触发器输出将重现原始控制信号的状态水平。 1。控制信号从低到高的变化。 2。T1转弯产生与COM相关的短脉冲。 3。ang T2转动产生稳定的电压水平(设置信号)。 4。设置信号触发了高触发输出水平。与上述过程类似,下面的晶体管电路处理一个状态信号,其中控制信号从高水平变为低水平。 ●仿真结果图4显示了模拟电路和详细的波。 VB用作高方向驱动器的电源,旨在驱动GAN晶体管,栅极电压为5 V. UVLO配置的Fire在4.5 V时,磁滞范围为0.5 V. GL和GH代表高且低三个推杆驱动器的输出,相应的驱动器电压电压相应地转换为驱动式晶体管的正确电压。 3在Lakas半度阶段的任何应用阶段的结论,驾驶员电压正确水平的开关的高侧和低侧对称性很重要。提出的系统方法与前纤维和UVLO控制机制相结合,已成功实现了这一目标。参考文献:[1] R. Erickson,“电力电子的基础”,第三名。 [2] Infineon,“ 600 V Gan Hemt驱动器设计指南”,AN-2021 [3] IEEE Trans。电力电子,第35卷,第3期,2020年(添加doi)
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