در بخش ۱ ویژگی های اصلی گیت درایو HCPL-316J بیان گردید. در این بخش به توضیحات بیشتر این محصول می‌پردازیم.
توصیف عملکرد در حین شرایط خطا
۱- ترمینال های DESAT مقدار Vce IGBT را از طریق دیود DDESAT مانیتور می کنند.
۲- وقتی که ولتاژ روی ترمینال DESAT از ۷ ولت فراتر رود، ولتاژ گیت IGBT (ولتاژ خروجی Vout) به آرامی کاهش پیدا می کند.
۳- خروجی FAULT برای اعلام شرایط خطا به میکرو کنترلر، به صورت low می شود.
۴- میکرو کنترلر واکنش مناسب را انجام می دهد.
کنترل خروجی
خروجی ها یعنی Vout و FAULT به وسیله ترکیب Vin و UVLO و شرایط Desat تشخیص داده شده کنترل می شوند. همان طور که در جدول زیر نشان داده شده است، این آیسی می تواند به صورت inverting یا non inverting با استفاده از Vin+ و Vin- پیکره بندی شود. وقتی یک پیکره بندی inverting مطلوب است که Vin+ به صورت high و Vin- بایستی toggle (یعنی این پایه ۰ و ۱ شود و فرمان کلید را صادر کند) شود. همچنین وقتی یک پیکره بندی non inverting مطلوب است که Vin- بایستی به صورت low نگه داشته شود و Vin+، toggle (یعنی این پایه ۰ و ۱ شود و فرمان کلید را صادر کند) شود. وقتی که UVLO فعال نشده است (یعنی وقتی VCC2-VE>VUVLO است)، به ولتاژ خروجی اجازه داده می شود که high شود و پایه ۱۴ یا همان پایه تشخیص DESAT، ویژگی ای از این آیسی است که نخستین منبع برای تشخیص خطای IGBT خواهد بود. UVLO به منظور اطمینان حاصل کردن از عملکرد DESAT لازم است. وقتی که V_UVL+ >11.6 (v)، تا زمانی که V_UVLO- <12.4 (v) بخش عملیاتی DESAT فعال خواهد شد. بنابراین ویژگی تشخیص DESAT و UVLO در ارتباط با هم کار می کنند تا حفاظت پایدار IGBT فراهم شود.
توضیحات محصول
این IC یک دستگاه کنترل توان کاملا یکپارچه است که شامل تمام اجزای ضروری برای یک درایو گیت ایزوله و کامل IGBT با حفاظت در برابر خطا و فیدبک، داخل یک پکیج SO-16 می باشد. سطوح منطقی ورودی TTL امکان ارتباط مستقیم با یک میکروکنترلر را فراهم می کند و یک طبقه توان خروجی ایزوله شده اپتیکی، IGBT ها را تا ۱۵۰ A و ۱۲۰۰ V درایو می کنند. یک لینک اپتیکی داخلی و سرعت بالا تاخیرهای انتشار بین میکروکنترلر و IGBT را حداقل می کند، در حالی که به دو سیستم اجازه می دهد که در یک ولتاژ common mode بسیار بزرگ کار کنند و این مسئله، یک مسئله بسیار رایج در درایو موتور های صنعتی و دیگر کاربرهای سوئچینگ توان می باشد. یک آیسی خروجی حفاظت محلی را برای IGBT به منظور جلوگیری از خسارت در حین اضافه جریان فراهم می کند. همچنین یک لینک نوری ثانویه یک سیگنال فیدبک حالت خطا را برای میکروکنترلر فراهم می کند. یک مدار watchdog ساخته شده نیز سطح توان ولتاژ تغذیه شده را مانیتور می کند تا از ولتاژ ناکافی برای گیت درایو جلوگیری کند. این گیت درایو یکپارچه IGBT، برای افزایش عملکرد و قابلیت اطمینان یک درایور موتور و بدون هزینه، اندازه و پیچیدگی طراحی جداگانه طراحی شده است.
دو دیود نوری و دو مدار مجتمع که در همان بسته SO-16 قرار دارند، مدار کنترل ورودی، طبقه خروجی توان و دو کانال نوری را ارائه می دهند.
آیسی Input Buffer بر اساس فرآیند bipolar طراحی شده است، در حالی که آیسی Detector خروجی بر اساس فرایند BiCMOS / Power DMOS با ولتاژ بالا طراحی شده است. مسیر سیگنال نوری مستقیم، همانطور که توسط LED1 نشان داده شده، سیگنال کنترل گیت را منتقل می کند. مسیر سیگنال نوری برگشتی، همانطور که توسط LED2 نشان داده شده، سیگنال فیدبک وضعیت خطا را ارسال می کند. هر دو کانال نوری توسط IC های ورودی و خروجی به طور کامل کنترل می شوند و internal isolation boundary transparent را برای میکروکنترلر فراهم می کند.
در حالت عادی، سیگنال کنترلی گیت ورودی به طور مستقیم گیت IGBT را از طریق آیسی detector ایزوله شده خروجی کنترل می کند. LED2 خاموش می ماند و یک latch خطا در بافر ورودی IC غیرفعال می شود. هنگامی که یک خطای IGBT شناسایی می شود، detector خروجی IC بلافاصله یک sequence خاموش شدن «soft» را آغاز می کند، جریان IGBT را به صفر در یک روند کنترل شده کاهش می دهد تا از آسیب رسیدن به IGBT ناشی از اضافه ولتاژ القایی جلوگیری شود.
به صورت همزمان، این وضعیت خطا به IC Buffer ورودی از طریق LED2 منتقل می شود، جایی که latch خطا، ورودی گیت کنترل ورودی را غیرفعال می کند و خروجی active low، به میکروکنترلر هشدار می دهد.
در هنگام power-up شدن، ویژگی lock out پایین بودن ولتاژ (UVLO)، به وسیله مجبور کردن خروجی آیسی به low شدن، از اعمال ولتاژ گیت نامناسب به IGBT جلوگیری می کند. هنگامی که خروجی مقدار بالایی داشته باشد، ویژگی تشخیص DESAT (VCE) حفاظت IGBT را فراهم می کند. بنابراین، UVLO و DESAT در همکاری برای یکدیگر برای ارائه حفاظت از IGBT هستند.
ادامه دارد…
