7 故障处理的调整

　　可在不同的点检测出功率晶体管故障,并且对故障所作的反应可以有所不同。在许多应用中,当在已切换的装置本身或驱动器电路中检测到发生了故障,所有功率晶体管都由栅极驱动器电路直接关断。故障信号传送给栅极驱动器电路的中央故障处理单元以及所连接的微控制器或DSP。为防止短路过程中发生导通,随后的导通信号路径仍然被封锁,直到由复位脉冲进行复位。

　　相比之下,在多电平逆变器的应用中,在发生故障时并不是所有功率晶体管全部被立即关断。相反,每个功率器件都在监控单元的控制下按顺序关断;为了保护电路中的所有功率晶体管,这样做是必要的。然而,有了数字驱动器芯,驱动器电路的特性即发生故障时电力电子系统的行为,可由用户单独定义。

　　8 大电流驱动器输出级

　　驱动器的输出级被设计成由两个MOSFET构成推挽结构,具有50A的峰值驱动电流。两个MOSFET的栅极由内部数字逻辑所产生的两个单独信号驱动。当其中的一个信号为高电平时,N沟道MOSFET导通;当信号为低电平时,P沟道MOSFET导通。这样做的一个好处是输出级两个晶体管之间的互锁或重叠可以被精确地调整。这样一来,驱动器MOSFET开或关时所产生的从UG+到UG-的交叉电流就能避免了,结果带来的是两个晶体管形成推挽输出配置。

　　此输出级有两个输出,便于不对称栅极控制。这使得栅极电阻被分成两个电阻RG(on)和RG(off),分别对应导通和关断。然而,主要优点在于该解决方案可对有关导通过电流、关断过电压尖峰和短路特征进行单独的导通和关断优化。由于栅极电阻不是用来限制推挽输出配置中的交叉电流,如果基于切换的原因认为有必要的话,可以用数字的方法彻底去除其中的一个栅极电阻。

　　此外,数字逻辑芯可以用来驱动和控制带平行栅极电阻的两个输出级。这样做考虑到要确定的时间依赖性,可用于确定开关IGBT的有效栅极电阻值,从而确定要调制的IGBT开关时间序列。这反过来又意味着开关损耗的减少,并且仍然顾及将被限制的过电压峰值。

　　9 结束语

　　为了实现更稳健和精确的信号传输,已开发出可以传输隔离传感器信号和状态信号的数字信号传输技术。从眼图中可以看出,所传输的数字信号完整性非常优良。

　　数字驱动器核心SKYPER®52使用基于数字的信号传输,这对任何IGBT功率器件和需要大驱动功率及高压隔离的应用来说非常合适。使用数字信号处理可以对驱动器电路的性能进行单独的配置,并通过差分接口与微控制器或DSP直接相连,获得很强的噪音抑制能力。

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