带过流保护@@的低侧栅驱动器@@PCB布局@@技巧@@

作者@@:Wchu1,翻译@@:陈子颖@@,本文转载自@@: 英飞凌工业半导体微信公众号@@@@

英飞凌的@@1ED44173/5/6是新的低侧栅极驱动@@器@@@@@@IC,集成了过流保护@@@@(OCP)、故障状态输出和@@启用功能@@。这种高集成度驱动器对于采用升压拓扑结构并接参考地的@@PFC(数字控制功率因数校正@@)应用非常友好@@。

在@@PFC应用中@@@@,分流器被用来采样功率开关电流或@@直流母线电流@@。分流器的位置根据选择的控制方法而@@不同@@。例@@如@@,在@@图@@@@1例@@1中@@,分流器位于@@IGBT发射极和@@系统地之间@@,以便当控制器在@@交错@@PFC应用中@@@@实施峰值电流控制或@@电流平衡控制时@@,采样功率开关的电流@@。

相比之下@@,图@@1例@@2显示了位于系统地和@@直流母线负极之间的分流器@@,以便感应直流母线电流@@。这种配置常用于平均电流模式控制@@,数字控制器可以根据平均电流和@@直流母线电压反馈来计算输入功率@@。


图@@1:两种不同类型的带@@OCP的低侧栅极驱动@@器@@@@:1ED44176N01F(例@@1)具有正电流采样以满足第一种分流器位置的要求@@,而@@1ED44173/5N01B(例@@2)具有负电流感应以满足第二种分流器位置的要求@@

家用空调中@@的应用@@

在@@当今带有数字控制@@PFC的家用空调@@(RAC)应用中@@@@,控制器使用功率反馈信号来实现自适应直流母线电压控制@@。这样@@,当使用较低的直流母线电压时@@,可以在@@轻负载时降低损耗@@,而@@当需要满负载时@@,则切换到全直流母线@@。

由于分流配置不同@@,英飞凌设计了两种不同类型的带@@@@OCP的低侧栅极驱动@@器@@@@:1ED44176N01F(图@@1,例@@1),以及@@1ED44173N01B和@@1ED44175N01B(图@@1,例@@2)。前者具有正电流感应满足例@@一分流配置@@,而@@后两者具有负电流感应满足例@@二分流配置@@。1ED44175N01B的目标是驱动@@IGBT,而@@1ED44173N01B则是驱动@@MOSFET。

图@@2:1ED44173/5/6功能的差异@@

在@@PFC这样@@的大电流@@、高速开关电路中@@@@,PCB布局@@始终是一个挑战@@。一个好的@@PCB布局@@可以确保器件运行条件和@@设计稳定性@@。不适当的@@188足彩外围@@app 或@@布局@@可能会导致开关不稳定@@、过高的电压振铃或@@电路闩锁@@。

栅极驱动@@IC的最佳@@PCB布局@@技巧@@

1. 当在@@微控制器和@@栅极驱动@@器@@之间采用@@RC滤波电路时@@,输入端的布线要尽可能短@@(小于@@2-3厘米@@)。

2. EN/FLT输出是开漏输出@@,所以需要用上拉电阻将@@其拉到@@5V或@@3.3V的逻辑电源上@@。设计时@@,将@@RC滤波器放在@@靠近栅驱动器的地方@@。

3. 为了防止过电流保护中@@的错误触发@@,OCP和@@地之间的@@RC滤波器接线应尽可能短@@。

4. 尽可能将@@每个电容器安装在@@靠近栅极驱动@@器@@引脚@@的地方@@。

5. 将@@微控制器的地线直接连接到@@@@COM引脚@@(1ED44173/5N01B)。

6. 将@@栅极输出回路连接到@@@@COM,并将@@微控制器的接地引脚@@连接到@@@@VSS逻辑接地引脚@@@@(1ED44176N01F),这可以防止逻辑输入引脚@@与驱动器输出回路的噪声耦合@@。

让我们来看看正确的布局@@所能产生的效果@@。下面的例@@子显示了@@1ED44175N01B和@@TO-247 IGBT(例@@如@@IKW40N65WR5)的电路@@(图@@3)和@@布局@@实现@@(图@@4)的情况@@。通过这种设计@@,可以减少@@PCB的环路面积和@@电感@@。

图@@3:1ED44175N01B的电路@@图@@@@

图@@4:上述电路的@@PCB布局@@

如何减少@@PCB走线包围面积以减小寄生电感@@

  • 将@@1ED44175N01B放置在@@靠近@@IGBT栅极和@@发射极的地方@@
  • 将@@去耦电容@@(C3)直接放在@@@@VCC和@@COM引脚@@上@@
  • 将@@滤波电容@@(C1和@@C4)和@@故障清除时间编程电容@@(C2)放在@@靠近引脚@@的地方@@
  • 将@@接地平面置于@@1ED44175N01B的正上方或@@正下方@@,这样@@可以减少@@走线电感@@
  • 此外@@,连接到@@COM的接地平面有助于作为辐射噪声屏蔽层@@,并为器件耗散功率提供散热路径@@。遵循这些布局@@提示可以消除常见的噪声耦合问题@@,节省你的开发时间@@。