DIPIPM自举电路五-驱动条件对充电状态的影响

1.3.3 DIPIPM自举电路驱动条件对充电状态的影响
为了对比驱动条件对充电状态的影响，VDB在不同条件下的仿真结果列举如下。
[通用条件]
IPM:第5代超小型DIPIPM PS219C3(10A/600V), BSC=4.7μF, Io=5A(peak), fc=15kHz, fo=20Hz, P.F=0.8,调制率=0.7, VD=15V,旁路电阻50mΩ, 三相调制正弦波控制
[对比条件]
(1) 输出频率：fo=20Hz, 60Hz, 120Hz
(2) 载波频率：fc=15kHz, 5kHz
(3) 自举电容值：BSC=1μF, 4.7μF, 22μF
(4) 输出电流：Io=5A(峰值), 2A(峰值)(fo=60Hz, 20Hz)
 
(1) 不同输出频率对比：fo=20Hz, 60Hz, 120Hz
三种不同输出频率下仿真结果如图1-18~1-20所示。输出频率为20Hz时，一个周期的时间变长，此时充电不易进行，因此模式2持续时间也变长。VDB下降至推荐控制电压最小值13V以下。(这种情况下因VDB过度下降，模式2只能部分充电。如图1-19中A部分所示)。
当输出频率为120Hz，一周期的时间较短，VDB下降得比较少，同时模式1的充电时间也变短。这种情况下的最大充电电压低于输出频率为20Hz时的最大充电电压值，但电压脉动比fo=20Hz的情况要小。
如果您的系统会进行低频输出，而自举电容选择又不合适，将可能导致损耗增加或导致DIPIPM进入欠压保护状态(由VDB过度下降引起)而引起运行终止，因此在设计电路时应充分进行评估。  
(2) 不同载波频率对比：fc=15kHz, 5kHz
在两种不同载波频率下的仿真结果如图1-21和1-22所示。当载波频率增加时，栅极充电所需电荷(电路电流)会随之增加，自举电容上的电压降也随之变大。因此在高载波频率运行时，应加大自举电容值。 超小型第5代DIPIPM PS219C3(10A/600V)的典型电路消耗电流和载波频率关系如图1-23(仿真结果)所示。图中可以看出载波频率越高时，电路消耗电流也越大。
由于栅极充电电荷的增加导致电路消耗电流的增大，所以总的来说电流等级高(即栅极电容较大)的产品电路消耗电流也较大，因此必须要考虑自举电容的大小。
所有DIPIPM均提供电路消耗电流和载波频率的关系图，请参考各产品的应用手册。
条件：VD=VDB=15V, Tj=125℃, IGBT占空比=10, 30, 50, 70, 90%