DIPIPM自举电路七-自举电路设计注意事项

1.3.6 DIPIPM自举电路设计注意事项
当自举电路每个器件计算设计完成，选型时需要进一步考虑器件的温度特性、寿命及特性变化等相关因素。各器件设计时注意事项如下：
1) 自举电容
 
自举电容主要采用电解电容器。近年来，大容量的陶瓷电容器也开始被采用。但应用于直流电压时，电解电容器的直流偏压特性与陶瓷电容器大不相同(特别是大容值产品)。在应用于直流15V电压时，有些陶瓷电容器的容量会在额定值的基础上下降30％。
电解电容器和陶瓷电容器的比较如表1-2所示。
表1-2 电解电容器和陶瓷电容器的区别 电解电容器的直流偏压特性对电容量的影响不大，但应注意由于重复充放电引起的纹波电流和外界温度对电容寿命的影响。以上数据均来自网页，要了解更详细的数据信息请垂询电容器制造商。
2) 自举二极管
 
建议自举二极管的阻断电压值不小于DIPIPM内IGBT的集电极-发射极之间电压值(VCES)(即600V的DIPIPM需要二极管阻断电压在600V或以上)。其反向恢复时间trr应该小于100ns(快恢复型)。
自举二极管应选择阻断电压变化小的高品质产品。自举二极管承受过大电压时会发生短路，使直流母线电压直接加在低压的控制IC上，导致控制IC过压损坏。DIPIPM会丧失保护、栅极驱动等功能并可能导致各种各样的系统损坏。
3) 限流电阻
 
选择限流电阻时要注意电阻的额定功率和对浪涌电流(开关动作时可能有浪涌电流施加在电阻上)的耐受力等。
当用到小型贴片电阻，也建议选择防浪涌的电阻。详细信息请向电阻制造商垂询。
1.4 不同控制方式下的电路电流
P侧驱动电路消耗的电流因控制方案的不同而有所变化。图1-23是三相调制正弦波控制方式下的电路消耗电流曲线图(开关状态下)。本小节将对两相调制正弦波控制和120度控制下电路消耗电流的近似计算方法作详细阐述。
PS219C3的电路电流IDB和载波频率特性的关系图如图1-35所示。(条件：占空比50％，频率范围为1kHz到0Hz) 每个频率下电路消耗电流由稳定电流和栅极充电电流组成。0Hz下的电路消耗电流都为稳定消耗电流，都由控制IC消耗，和开关动作无关。当电流为0Hz以上，总电流由0Hz的稳定消耗电流和开关动作时的栅极充电消耗电流组成。为了估算两相调制正弦波控制(导通、关断状态均持续60度)和120度控制(P侧斩波)的电路消耗电流，图1-36显示了三种调制方法的开关状态区别。 数据表明，这三种调制方法的电路消耗电流的差异等效于开关时间的差异。两相调制的开关时间是三相调制开关时间的2/3，而120度控制的开关时间是三相调制开关时间的1/3。因此两相调制及120度控制的电路电流分别是稳定消耗电流加上图1-35中开关电流的2/3和稳定消耗电流加上图1-35中开关电流的1/3。三种调制方法下电路消耗电流的计算结果如图1-37所示。 三相调制和两相调制充电状态仿真结果如图1-38~1-41所示。
条件：第5代超小型DIPIPM PS219C3，BSC=4.7μF,Io=5A(峰值),fc=15kHz和5kHz, fo=60Hz,P.F=0.8,调制率=0.7,VD=15V,旁路电阻50mΩ,三相或两相调制正弦波控制 在两相调制控制的持续关断时期，由于栅极不需要充放电，自举电容电压下降仅与稳定消耗电流有关系，所以电压下降速率变低。另一方面，原本应该快速充电的正电流区中，由于持续开通时期的存在，充电不会进行(充电效率会降低)。但从整个结果上来说，由于两相调制控制下的总电路电流比三相调制控制下的低，因此绝对电压和脉动电压的状况均较好。