ZHCAEV0 December 2024 ISO5451 , ISO5451-Q1 , ISO5452 , ISO5452-Q1 , ISO5851 , ISO5851-Q1 , ISO5852S , ISO5852S-EP , ISO5852S-Q1 , UCC21710 , UCC21710-Q1 , UCC21717-Q1 , UCC21732 , UCC21732-Q1 , UCC21736-Q1 , UCC21737-Q1 , UCC21738-Q1 , UCC21739-Q1 , UCC21750 , UCC21750-Q1 , UCC21755-Q1 , UCC21756-Q1 , UCC21759-Q1
4.2 基于短路電壓的保護(hù)實(shí)現(xiàn)方案
基于短路電壓的保護(hù)方案通常使用柵極驅(qū)動(dòng)器中的 DESAT 功能來實(shí)現(xiàn)。OC 檢測(cè)方法有時(shí)也用于基于電壓的保護(hù)方案。因此，有以下兩種選擇：
- 使用 DESAT 引腳檢測(cè) FET 上的 VSC 電壓
- 使用 OC 引腳檢測(cè) FET 上的 VSC 電壓
選項(xiàng) 1：使用 DESAT 引腳檢測(cè) FET 上的 VSC 電壓：
圖 4-4 用于 VSC 電壓檢測(cè)的 DESAT 電路實(shí)現(xiàn)電源模塊中的典型電壓檢測(cè)方法是使用 DESAT 節(jié)點(diǎn)，如圖 4-4 所示。高壓漏極節(jié)點(diǎn)通過 1 個(gè)或 2 個(gè)高壓二極管和一個(gè)限流電阻器 (RLIM) 連接到 DESAT 引腳。DESAT 引腳上還連接了一個(gè)消隱電容器 (CBLK)。DESAT 節(jié)點(diǎn)具有一個(gè)內(nèi)部電流源，該電流源在內(nèi)部連接到 VDD BIAS（次級(jí)隔離式偏置）。當(dāng) INP 為高電平時(shí)，內(nèi)部電流源將通過 DESAT 引腳提供 (ICHG) 電流。當(dāng) INP 為低電平時(shí)，電流源路徑處于不活動(dòng)狀態(tài)。
在正常運(yùn)行期間，電源模塊上的電壓較低，因此高壓二極管 (DHV 1, 2) 正向偏置，電流流過二極管和電源模塊。但是，在短路事件期間，電源模塊上的電壓較高，這會(huì)導(dǎo)致 DHV1, 2 反向偏置；因此，DESAT 電流路徑斷開。因此，ICHG 為 CBLK 電容器充電。當(dāng) DESAT 引腳上的電壓超過檢測(cè)閾值時(shí)，會(huì)觸發(fā) DESAT 故障并關(guān)閉柵極驅(qū)動(dòng)器輸出，以保護(hù)系統(tǒng)。關(guān)閉操作將在單獨(dú)一節(jié)中討論，因?yàn)?SC/OC 事件期間涉及高 di/dt，因此關(guān)閉操作需要特別考慮。
柵極驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)部電流源通常約為 500μA 至 2mA。為了實(shí)現(xiàn)更快的保護(hù)，可通過使用一個(gè)電阻器將 DESAT 節(jié)點(diǎn)連接到 VDD/OUTH 來規(guī)劃外部電流源路徑。這一概念也可用于 OC 引腳。
選項(xiàng) 2：使用 OC 引腳檢測(cè) FET 上的 VSC 電壓
圖 4-5 用于 VSC 電壓檢測(cè)的 OC 引腳電路實(shí)現(xiàn)OC 引腳通常用于檢測(cè)電流，如“基于電流的保護(hù)方法”部分所述。但是，OC 引腳也可通過從 VDD/OUT 提供電流源來實(shí)現(xiàn)基于 VSC 的電壓檢測(cè)，如圖 4-5 所示。與 DESAT 概念類似，在正常運(yùn)行期間，VDD/OUT 充電電流路徑通過電源模塊，而在 OC/SC 事件期間，電流路徑通過 CFLT 電容器并會(huì)觸發(fā) OC 事件。
這里使用 DESAT 或 OC 引腳說明了基于 VSC 和 ISC 的保護(hù)方法。基于 ISC 的保護(hù)方法更快，但如果使用 Rshunt，則會(huì)導(dǎo)致功率損耗增加，或者需要使用具有檢測(cè)引腳的電源模塊來實(shí)現(xiàn) Rsense 方法。由于這些原因，SiC 和 IGBT 模塊中都常常使用基于 DESAT 的方法。在本應(yīng)用手冊(cè)中，數(shù)據(jù)是基于 DESAT 和 OC 引腳的 VSC 方法收集的。