www.久久久久|狼友网站av天堂|精品国产无码a片|一级av色欲av|91在线播放视频|亚洲无码主播在线|国产精品草久在线|明星AV网站在线|污污内射久久一区|婷婷综合视频网站

當(dāng)前位置:首頁(yè) > 廠商動(dòng)態(tài) > 英飛凌
[導(dǎo)讀]摘要:半橋功率級(jí)是電力電子系統(tǒng)中的基本開(kāi)關(guān)單元,應(yīng)用于電源轉(zhuǎn)換器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和D類功率放大器等電路設(shè)計(jì)中。本文介紹了一種系統(tǒng)方法,該方法利用預(yù)充電驅(qū)動(dòng)電源方案和欠壓鎖定(UVLO)機(jī)制的控制策略,確保半橋電路中高邊和低邊開(kāi)關(guān)的同步性。傳統(tǒng)的基于自舉電源的半橋驅(qū)動(dòng)存在固有局限性,包括高邊和低邊驅(qū)動(dòng)器之間電源的不對(duì)稱性,這會(huì)破壞開(kāi)關(guān)的同步性和開(kāi)關(guān)管的工作特性。本文通過(guò)詳細(xì)的電路設(shè)計(jì)和SPICE仿真驗(yàn)證了該方法在改善開(kāi)關(guān)同步性和可靠性方面的有效性,特別是對(duì)于GaN和SiC晶體管這種對(duì)驅(qū)動(dòng)電壓范圍要求比較高的驅(qū)動(dòng)更有應(yīng)用意義。

摘要:半橋功率級(jí)是電力電子系統(tǒng)中的基本開(kāi)關(guān)單元,應(yīng)用于電源轉(zhuǎn)換器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和D類功率放大器等電路設(shè)計(jì)中。本文介紹了一種系統(tǒng)方法,該方法利用預(yù)充電驅(qū)動(dòng)電源方案和欠壓鎖定(UVLO)機(jī)制的控制策略,確保半橋電路中高邊和低邊開(kāi)關(guān)的同步性。傳統(tǒng)的基于自舉電源的半橋驅(qū)動(dòng)存在固有局限性,包括高邊和低邊驅(qū)動(dòng)器之間電源的不對(duì)稱性,這會(huì)破壞開(kāi)關(guān)的同步性和開(kāi)關(guān)管的工作特性。本文通過(guò)詳細(xì)的電路設(shè)計(jì)和SPICE仿真驗(yàn)證了該方法在改善開(kāi)關(guān)同步性和可靠性方面的有效性,特別是對(duì)于GaN和SiC晶體管這種對(duì)驅(qū)動(dòng)電壓范圍要求比較高的驅(qū)動(dòng)更有應(yīng)用意義。

1 引言

半橋功率級(jí)常因高邊和低邊驅(qū)動(dòng)器之間的非對(duì)稱開(kāi)關(guān)而面臨挑戰(zhàn)。圖1展示了傳統(tǒng)的自舉電路驅(qū)動(dòng)方式,該電路在低邊導(dǎo)通期間通過(guò)一個(gè)二極管給電容器(Cb)充電,從而為高邊驅(qū)動(dòng)器提供電源。然而,Cb需要足夠的充電時(shí)間才能達(dá)到場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)的驅(qū)動(dòng)電壓。表格顯示了不同F(xiàn)ET所需的驅(qū)動(dòng)電壓。

圖1:傳統(tǒng)的基于自舉的電源和FET的驅(qū)動(dòng)電壓

如圖2所示,在Cb充電至正確電壓水平之前,高邊和低邊開(kāi)關(guān)存在非對(duì)稱性,半橋功率級(jí)上的這種開(kāi)關(guān)非對(duì)稱性會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)以下問(wèn)題:

?啟動(dòng)不穩(wěn)定性:由于高邊難以開(kāi)啟,導(dǎo)致不確定的瞬態(tài)階段。

?占空比限制:需要避免自舉電容過(guò)度放電。

?開(kāi)關(guān)頻率限制:自舉電容需要足夠的充電時(shí)間。

問(wèn)題示例包括D類功率放大器上的高直流偏置、DC/DC轉(zhuǎn)換器上的控制崩潰、甚至采用磁場(chǎng)定向控制(FOC)方法的三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)器上的不穩(wěn)定啟動(dòng)。本文介紹了一種用于高邊驅(qū)動(dòng)器的創(chuàng)新自供電方法,該方法獨(dú)立于高邊和低邊開(kāi)關(guān),以及一個(gè)可調(diào)的UVLO系統(tǒng)控制機(jī)制,以確保驅(qū)動(dòng)器在不同的FET上以正確的電壓水平工作。

圖2:?jiǎn)?dòng)期間的高邊和低邊開(kāi)關(guān)非對(duì)稱性

2 創(chuàng)新方法

所提出的創(chuàng)新方法如圖3所示,包括兩個(gè)主要單元以實(shí)現(xiàn)高邊和低邊的同步開(kāi)關(guān)。

預(yù)充電單元

如紅線所示,當(dāng)Q2導(dǎo)通時(shí),電容器(CP)由VDD充電并儲(chǔ)存能量。隨后,Q2關(guān)閉,Q1導(dǎo)通,CP放電并將其儲(chǔ)存的能量轉(zhuǎn)移到CB。CP和CB上的電壓可以通過(guò)方程進(jìn)行檢測(cè)。

因此,CB上的電壓通過(guò)預(yù)充電單元持續(xù)上升,用作高邊驅(qū)動(dòng)器的電源。同時(shí),高邊和低邊驅(qū)動(dòng)器在邏輯信號(hào)單元啟用之前保持非激活狀態(tài)。

邏輯控制單元

該單元可以激活或禁用預(yù)充電單元或者高邊/低邊驅(qū)動(dòng)器。一旦高邊/低邊驅(qū)動(dòng)器開(kāi)始工作,預(yù)充電電路就會(huì)被禁用??刂茩C(jī)制通過(guò)監(jiān)測(cè)高邊驅(qū)動(dòng)器的電源,當(dāng)電壓達(dá)到閾值水平(例如,對(duì)于Si FET為10 V)時(shí),比較器的輸出從低電平變?yōu)楦唠娖?。電平移位器將電平參考點(diǎn)從浮動(dòng)參考點(diǎn)VS變換為系統(tǒng)參考點(diǎn)COM,從而可以去控制以系統(tǒng)COM為參考點(diǎn)的邏輯電路。這個(gè)電路就是典型的欠壓鎖定電路(UVLO),在本文系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,該欠壓鎖定電路的控制信號(hào)會(huì)同時(shí)去控制高邊/低邊驅(qū)動(dòng)器和預(yù)充電電路的使能,控制高邊/低邊驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)和控制預(yù)充電電路的信號(hào)是反相的,避免系統(tǒng)上電啟動(dòng)以后預(yù)充電單元還在工作。此外,閾值水平應(yīng)具有滯后范圍,因?yàn)閂CB在充電和放電之間存在紋波。滯后范圍確保邏輯控制單元進(jìn)行可靠控制。輸入脈沖來(lái)自功率控制器或微控制器,通常是具有某種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的典型脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)。預(yù)充電電路可以使用與驅(qū)動(dòng)器相同的脈沖進(jìn)行預(yù)充電工作,也可以使用獨(dú)立的脈沖進(jìn)行充電,這在驅(qū)動(dòng)器的PWM為高頻率且占空比不確定時(shí),對(duì)充電尤為靈活。

圖3:開(kāi)關(guān)對(duì)稱性的創(chuàng)新方法

VDD是整個(gè)驅(qū)動(dòng)器的電源,參考COM,高邊和低邊驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電壓取決于它??梢哉{(diào)整VDD以適應(yīng)Si、SiC、GaN甚至IGBT晶體管。此外,高邊UVLO閾值水平可以根據(jù)VDD靈活調(diào)整,以確保驅(qū)動(dòng)器僅在固定于晶體管的正確電壓水平下工作。整個(gè)系統(tǒng)工作過(guò)程如下:

?根據(jù)開(kāi)關(guān)管特性提供合適的VDD。

?設(shè)定合適的高邊側(cè)供電的UVLO閾值。

?預(yù)充電單元工作。

?上下管同步開(kāi)關(guān)動(dòng)作。

控制信號(hào)的電平移位器任務(wù)是將電平參考點(diǎn)從浮動(dòng)點(diǎn)VS轉(zhuǎn)換到系統(tǒng)參考點(diǎn)COM。由于VB相對(duì)于COM參考點(diǎn)是比較高的電壓,為了減少晶體管的功率損耗,設(shè)計(jì)的電平移位器讓晶體管僅在控制信號(hào)的上升沿或下降沿期間導(dǎo)通,其余時(shí)間保持關(guān)閉。因此,控制信號(hào)的上升沿和下降沿轉(zhuǎn)換為兩個(gè)短脈沖,這兩個(gè)短脈沖作為置位和復(fù)位信號(hào)去控制RS觸發(fā)器,觸發(fā)器輸出再現(xiàn)原始控制信號(hào)的電平狀態(tài)。

控制信號(hào)從低電平變?yōu)楦唠娖健?

T1導(dǎo)通產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)于COM的短脈沖。

T2導(dǎo)通產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的電壓水平脈沖(置位信號(hào))。

置位信號(hào)觸發(fā)置位輸出高電平。

與上述過(guò)程相同,下方的晶體管電路處理控制信號(hào) 從高電平變?yōu)榈碗娖降臓顟B(tài)信號(hào)。

仿真結(jié)果

圖4顯示了仿真電路和詳細(xì)波形。VB用作高邊驅(qū)動(dòng)器的電源,設(shè)計(jì)用于驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O電壓為5 V的GaN晶體管。UVLO配置為在4.5 V時(shí)觸發(fā),具有0.5 V的滯后范圍。GL和GH分別代表高邊和低邊推挽驅(qū)動(dòng)器的輸出,在驅(qū)動(dòng)晶體管的正確電壓水平下實(shí)現(xiàn)對(duì)稱開(kāi)關(guān)。

圖4:仿真與順序波形

3 結(jié)論

在任何半橋功率級(jí)應(yīng)用中,具有正確驅(qū)動(dòng)器電壓水平的高邊和低邊同步開(kāi)關(guān)對(duì)稱性至關(guān)重要。所提出的系統(tǒng)方法,結(jié)合了預(yù)充電和UVLO控制機(jī)制,成功地實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。

參考文獻(xiàn):

[1] R.Erickson,“FundamentalsofPowerElectronics”,3rded.

[2] Infineon,“600VGaNHEMTDriverDesignGuide”,AN2021

[3] IEEETrans.PowerElectron.,vol.35,no.3,2020

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點(diǎn),本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實(shí)性等。需要轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫?dú)角獸公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國(guó)汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開(kāi)發(fā)耗時(shí)1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動(dòng) BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來(lái)越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運(yùn)行,同時(shí)企業(yè)卻面臨越來(lái)越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn),如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報(bào)道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對(duì)日本游戲市場(chǎng)的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)開(kāi)幕式在貴陽(yáng)舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語(yǔ)權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機(jī) 衛(wèi)星通信

要點(diǎn): 有效應(yīng)對(duì)環(huán)境變化,經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)穩(wěn)中有升 落實(shí)提質(zhì)增效舉措,毛利潤(rùn)率延續(xù)升勢(shì) 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長(zhǎng) 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力 堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運(yùn)營(yíng)商 數(shù)字經(jīng)濟(jì)

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺(tái)與中國(guó)電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會(huì)上宣布正式成立。 活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng) NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長(zhǎng)三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會(huì)上,軟通動(dòng)力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱"軟通動(dòng)力")與長(zhǎng)三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉