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去饱和检测电路
接线图
2024年02月20日 21:12 79
admin
什么是去饱和检测电路？
去饱和故障检测电路为功率半导体开关（IGBT 或 MOSFET）提供保护，防止发生可能导致这些功率开关损坏的短路电流事件。逆变器的这种去饱和也可能是由于逆变器栅极驱动器性能不佳或驱动器电源电压问题导致栅极驱动信号不足而发生的。其他可能导致逆变器中电流过大和功耗过大的故障模式可能是由于不正确的用户连接或接线不良导致的相和/或轨电源短路、噪声或计算错误导致的控制信号故障、过载条件造成的由负载引起的以及栅极驱动电路中的组件故障。功耗的急剧增加很快就会使功率逆变器过热并损坏。为了防止对驱动器造成灾难性损坏，必须实施去饱和故障检测和保护，以减少或关闭故障条件下的过电流。本应用笔记介绍了 Avago 智能栅极驱动器中去饱和故障检测功能的设计。
Avago 驱动程序中的去饱和故障检测功能如何工作？
去饱和检测电路如何工作？
IGBT 集电极-发射极电压 VCESAT 由栅极驱动光耦合器的 DESAT 引脚（图 1a 和 1b 中的引脚 14）进行监控。当应用中出现短路并且有非常大的电流流过IGBT时，它将进入去饱和模式；因此其VCESAT电压将会上升。一旦 VCESAT 电压高于内部去饱和故障检测阈值电压（通常为 7.0 V），光耦合器栅极驱动器（当 IGBT 开启时）就会检测到故障。此故障检测会触发两个事件：
光耦合器栅极驱动器的 Vout 缓慢降低，以“软”关断 IGBT 并防止大的 di/dt 感应电压尖峰。
内部反馈通道被激活，使故障输出变低，以通知微控制器故障情况。此时，微控制器必须采取适当的措施来关闭或重置电机驱动器。
软关断
Avago 栅极光电耦合器（例如 ACPL-333J、ACPL-330J、ACPL-332J、ACPL-331J 和 HCPL-316J）中存在此功能。当 DESAT 功能检测到故障时，输出驱动级中的弱下拉器件将开启以“软”关断 IGBT，并防止出现较大的 di/dt 感应电压。该器件对 IGBT 栅极缓慢放电，以防止集电极电流快速变化，这种变化可能会因杂散电感而导致破坏性电压尖峰。在缓慢关断期间，大输出下拉器件保持关闭状态，直到输出电压降至 VEE + 2V 以下，此时大下拉器件将 IGBT 栅极钳位至 VEE。
去饱和故障检测电路为功率半导体开关（IGBT 或 MOSFET）提供保护，防止发生可能导致这些功率开关损坏的短路电流事件。逆变器的这种去饱和也可能是由于逆变器栅极驱动器性能不佳或驱动器电源电压问题导致栅极驱动信号不足而发生的。其他可能导致逆变器中电流过大和功耗过大的故障模式可能是由于不正确的用户连接或接线不良导致的相和/或轨电源短路、噪声或计算错误导致的控制信号故障、过载条件造成的由负载引起的以及栅极驱动电路中的组件故障。功耗的急剧增加很快就会使功率逆变器过热并损坏。为了防止对驱动器造成灾难性损坏，必须实施去饱和故障检测和保护，以减少或关闭故障条件下的过电流。本应用笔记介绍了 Avago 智能栅极驱动器中去饱和故障检测功能的设计。
Avago 驱动程序中的去饱和故障检测功能如何工作？
去饱和检测电路如何工作？
IGBT 集电极-发射极电压 VCESAT 由栅极驱动光耦合器的 DESAT 引脚（图 1a 和 1b 中的引脚 14）进行监控。当应用中出现短路并且有非常大的电流流过IGBT时，它将进入去饱和模式；因此其VCESAT电压将会上升。一旦 VCESAT 电压高于内部去饱和故障检测阈值电压（通常为 7.0 V），光耦合器栅极驱动器（当 IGBT 开启时）就会检测到故障。此故障检测会触发两个事件：
光耦合器栅极驱动器的 Vout 缓慢降低，以“软”关断 IGBT 并防止大的 di/dt 感应电压尖峰。
内部反馈通道被激活，使故障输出变低，以通知微控制器故障情况。此时，微控制器必须采取适当的措施来关闭或重置电机驱动器。
软关断Avago 栅极光电耦合器（例如 ACPL-333J、ACPL-330J、ACPL-332J、ACPL-331J 和 HCPL-316J）中存在此功能。当 DESAT 功能检测到故障时，输出驱动级中的弱下拉器件将开启以“软”关断 IGBT，并防止出现较大的 di/dt 感应电压。该器件对 IGBT 栅极缓慢放电，以防止集电极电流快速变化，这种变化可能会因杂散电感而导致破坏性电压尖峰。在缓慢关断期间，大输出下拉器件保持关闭状态，直到输出电压降至 VEE + 2V 以下，此时大下拉器件将 IGBT 栅极钳位至 VEE。
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