Le circuit pilote de semi-conducteur de puissance est une sous-catégorie importante de circuits intégrés, puissants, utilisés pour les circuits intégrés de commande IGBT en plus de fournir le niveau et le courant de commande, souvent avec des fonctions de protection du lecteur, y compris la protection contre les courts-circuits par désaturation, l'arrêt en cas de sous-tension, la pince Miller, l'arrêt en deux étapes. , arrêt progressif, SRC (contrôle du taux de montée), etc. Les produits ont également différents niveaux de performances d'isolation.Cependant, en tant que circuit intégré, son boîtier détermine la consommation d'énergie maximale, le courant de sortie du circuit intégré du pilote peut être supérieur à 10 A dans certains cas, mais ne peut toujours pas répondre aux besoins de pilotage des modules IGBT à courant élevé. Cet article discutera du pilotage de l'IGBT. expansion actuelle et actuelle.
Comment augmenter le courant du pilote
Lorsque le courant de commande doit être augmenté, ou lors de la commande d'IGBT avec un courant élevé et une grande capacité de grille, il est nécessaire d'augmenter le courant du circuit intégré de commande.
Utiliser des transistors bipolaires
La conception la plus typique du pilote de grille IGBT consiste à réaliser une expansion de courant en utilisant un émetteur suiveur complémentaire.Le courant de sortie du transistor émetteur-suiveur est déterminé par le gain CC du transistor hFE ou β et le courant de base IB, lorsque le courant nécessaire pour piloter l'IGBT est supérieur à IB*β, alors le transistor entrera dans la zone de travail linéaire et la sortie le courant d'entraînement est insuffisant, alors la vitesse de charge et de décharge du condensateur IGBT deviendra plus lente et les pertes IGBT augmenteront.
Utiliser des MOSFET
Les MOSFET peuvent également être utilisés pour l'expansion du courant du pilote, le circuit est généralement composé de PMOS + NMOS, mais le niveau logique de la structure du circuit est à l'opposé du push-pull du transistor.La conception de la source PMOS du tube supérieur est connectée à l'alimentation positive, la porte est inférieure à la source d'une tension PMOS donnée, et la sortie IC du pilote est généralement activée à haut niveau, donc l'utilisation de la structure PMOS + NMOS peut nécessiter un onduleur dans la conception.
Avec des transistors bipolaires ou des MOSFET ?
(1) Différences d'efficacité, généralement dans les applications à haute puissance, la fréquence de commutation n'est pas très élevée, donc la perte de conduction est la principale lorsque le transistor a l'avantage.De nombreuses conceptions actuelles à haute densité de puissance, telles que les entraînements de moteurs de véhicules électriques, où la dissipation thermique est difficile et les températures sont élevées dans le boîtier fermé, où l'efficacité est très importante et où des circuits à transistors peuvent être choisis.
(2) La sortie de la solution de transistor bipolaire présente une chute de tension provoquée par VCE(sat), la tension d'alimentation doit être augmentée pour compenser le tube de commande VCE(sat) afin d'atteindre une tension de commande de 15 V, tandis que la solution MOSFET peut presque atteindre un rendement rail-à-rail.
(3) Tension de tenue MOSFET, VGS seulement environ 20 V, ce qui peut être un problème qui nécessite une attention particulière lors de l'utilisation d'alimentations positives et négatives.
(4) Les MOSFET ont un coefficient de température négatif de Rds(on), tandis que les transistors bipolaires ont un coefficient de température positif et que les MOSFET ont un problème d'emballement thermique lorsqu'ils sont connectés en parallèle.
(5) Lors de la commande de MOSFET Si/SiC, la vitesse de commutation des transistors bipolaires est généralement plus lente que celle des MOSFET objets de commande, qui doivent être envisagés pour utiliser des MOSFET pour prolonger le courant.
(6) La robustesse de l'étage d'entrée face aux ESD et aux surtensions, la jonction PN du transistor bipolaire présente un avantage significatif par rapport à l'oxyde de grille MOS.
Les caractéristiques des transistors bipolaires et des MOSFET ne sont pas les mêmes. Que faut-il utiliser ou vous devez décider vous-même en fonction des exigences de conception du système.
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Heure de publication : 17 mai 2022