驱动集成电路功率级中瞬态问题的处理

技术分类: EDA工具与服务  | 2007-07-15
来源:电子系统设计

p;    第一种情况:“理想的自举”电路中,VCC由一个零阻抗电源供电,并由一个理想的二极管给VB供电。如图2,负过冲将引起自举电容过充电。例如,如果VCC=15V,VS负过冲超过10V时,将使悬浮电源达到25V以上,可能会击穿二极管D1,并进一步引起锁定。

理想自举电路


       现在假设自举电源用一个理想的悬浮电源代替,如图3,VBS将在所有环境都是固定的。注意,只有使用低阻抗辅助电源代替才能实现这个目的。

理想悬浮电源


       这种情况下,如果VS负过冲超过VBS,即VB低于COM,可能会因为寄生二极管D2导通而出现锁定危险。

       实际电路可能会出现在这两种极端情况之间,而VBS有一些增加和有时VB降到VCC以下,如图4所示。

典型响应


       6.监测和证实

    

   下列信号可以在正常工作时,和高应力下(如短路或过流关断,di/dt最高)观察到。应该在IC管脚根部测量,如图5。这样驱动回路的寄生参数影响也被测量到。

测量点


       测量证实负过冲的严重性。

       (1) 高端相对于公共端的偏移;VS-COM;
       (2) 悬浮电源;VB-VS

        多数桥电路使用上百伏电压,就是说应选择Y轴较迟钝的示波器以防止输入放大器饱和,这将使相对较小的VS负过冲很难量化。为了得到最佳分辨率,请阅读示波器手册,选择最高的可利用的灵敏度。

        为了测量第二个信号,该信号始终附加在变化的桥电压上,因此要使用变     压器将示波器悬浮起来,但是不建议用这种方法。因为容性负载将影响电路性能,有时会掩盖问题根本原因而由于不注意而减小了dv/dt。 
        
        高带宽差分电压探头(或隔离的差分输入示波器)可以得到很好的结果,同时又允许观测其它地为参考点的信号。然而,当比较差分探头和常规探头相对时间时,应注意延迟时间的差异。 
       
       高端信号(Vb、HO)的共模噪声可以将探头正端和探头地端共同接到VS点测到。 
     
       不要认为低端没有共模噪音,同样可以将探头和地端一起接到COM点测到。

       7.一般建议

      
下列建议在使用驱动电路是很好的实践和证明,无论观察到的锁定安全区如何。

       最小化图1中的杂质参数:

       1a、使用宽线直接连接两个器件,不要有环路和远离;
       1b、避免互相连接,这会增加很大电感;
       1c、降低器件安装高度,以减小管脚电感影响;
       1d、两个功率器件并排放置,减小线长度。

       减小驱动IC杂数电感:

       2a、如图6所示连接VS和COM;
       2b、使用

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