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带OCP的低侧门驱动器的PCB布局提示

避免大电流、快速开关电路布局中常见的噪声耦合问题。

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我们的1 ed44173/5/6是新的低侧门驱动ic集成过流保护(OCP), FAULT状态输出和使能功能。这种高集成度非常适合具有升压拓扑和接地参考开关的数字控制功率因数校正(PFC)应用。

在PFC应用中,分流器用于检测电源开关电流或直流母线电流。分流器的位置取决于所选择的控制方法。在图1例1中,例如,当控制器在交错PFC应用中实现峰值电流控制或电流平衡控制时,分流器位于IGBT发射极和系统地之间,以检测功率开关的电流。

相比之下,图1例2显示了位于系统地和负直流母线负轨之间的分流器,以便检测直流母线电流。这种配置常用在平均电流模式控制中,数字控制器可以根据平均电流和直流母线反馈计算输入功率。

图1:两种不同类型的具有OCP的低侧门驱动器:1ED44176N01F(例1)具有正电流感以满足第一个分流配置,而1ED44173/5N01B(例2)具有负电流感以满足第二个分流配置。

住宅空调的应用

在如今的住宅空调(RAC)应用中,采用了数字控制的PFC,控制器利用功率反馈信号实现自适应直流母线电压控制。当使用较低的直流母线时,这可以降低轻负载下的损耗,当需要全负载时切换到全直流母线。

由于分流配置的不同,英飞凌设计了两种不同类型的带OCP的低侧门驱动器:1ED44176N01F(图1,例1),以及1ED44173N01B和1ED44175N01B(图1,例2)。前者具有正电流感满足第一个分流配置,而后两者具有负电流感满足第二个分流配置。1ED44175N01B的目标是用于igbt,而1ED44173N01B的目标是用于mosfet。

图2:表格显示了1ED44173/5/6之间的差异。

在像pfc这样的大电流、快速开关电路中,PCB布局始终是一个挑战。良好的PCB布局可提供适当的器件操作和设计鲁棒性。不当的元件或放置可能导致开关不稳定、电压振铃过大或电路闭锁。

栅极驱动器ic的最佳PCB布局技巧:

  1. 当在微控制器和门驱动器之间使用RC滤波电路时,保持输入的连接尽可能短(小于2-3厘米)。
  2. EN/ FLT输出是开漏输出,因此需要用上拉电阻拉到5v或3.3 V逻辑电源。当定位,将RC滤波器放置在栅极驱动器附近。
  3. 为防止过电流保护误触发,OCP与地之间的RC滤波器布线应尽量短
  4. 安装每个电容器尽可能靠近栅极驱动器的引脚
  5. 将微控制器的接地引脚直接连接到COM引脚(1 ed44173/5n01b)。
  6. 将栅极输出回接到COM,并将微控制器的接地引脚连接到VSS逻辑接地引脚这可以防止来自驱动器输出环路的逻辑输入引脚的噪声耦合。

让我们看看正确的布局所能产生的效果。下面的示例显示了1ED44175N01B和TO-247 IGBT(例如,IGBT)的电路(图3)和布局实现(图4)的情况。IKW40N65WR5).通过这种设计,可以减小PCB走线环面积和电感。

图3:1ED44175N01B电路图。

图4:上述电路布置图。

导致PCB走线环面积和电感减小的因素:

  • 将1ED44175N01B放置在IGBT栅极和发射极附近。
  • 将解耦电容(C3)直接放置在VCC和COM引脚上。
  • 将滤波电容(C1和C4)和故障清除时间编程电容(C2)靠近引脚。
  • 将地平面直接放置在1ED44175N01B的正上方或正下方,这样可以减小迹电感。

此外,连接到COM的接地面有助于作为辐射噪声屏蔽,并为设备内部的功耗提供一些散热。

遵循这些布局技巧可以消除常见的噪声耦合问题,这些问题可能导致错误操作并减少初始设计时间。



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