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[参考译文] UCC21750-Q1:外部软关断电容器计算

Guru**** 2578945 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC21750

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1573738/ucc21750-q1-external-soft-turn-off-capacitor-calculation

器件型号:UCC21750-Q1
主题中讨论的其他器件:UCC21750

工具/软件:

您好、

我想使用 UCC21750 与外部图腾柱缓冲器来以 25kHz 的频率驱动 SiC 电源模块 (CAB6R0A23GM4T)。 在栅极驱动器 IC 的第 9.2.2.8 节中、展示了以下输出缓冲器和外部 STO 电路:

由 CSTO 和 Rsto 组成的 RC 电路用于实现软关断。 数据表中相当清楚地显示了 Rsto 的计算、但我需要帮助来计算 CSTO。

要计算 CSTO、必须知道软关断时间 Tsto。 如何为我的应用确定或计算该值? (注意:VDD = 15V、Vee =–4V)

此外、我想了解 OUTH 和 OUTL 栅极驱动器引脚为什么连接在一起? 通过不将它们连接在一起、可以消除 Rsto 电阻器。 我不知道我是否错过了一些东西,但我不能真正想到为什么绑定这两个将是有益的原因。

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好 Prathik、

    感谢您的联系。

    tSTO 是 SiC MOSFET 软关断所需的时间。  要计算 CSTO、您可以使用 UCC21750 产品页面上的“设计和开发“部分中的 UCC217xx 计算器工具。 我在下面附上了链接。

    UCC21750 数据表、产品信息和支持|德州仪器 TI.com

    OUTH 是连接到 VDD 的栅极“上拉“、OUTL 是连接到 VEE 的栅极下拉。 当 PWM 输入为高电平时、内部 FET 会导通以将 IGBT/FET 栅极充电至 VDD。 当 PWM 变为低电平时、OUTH 变为高阻态  、OUTL FET 导通、将栅极下拉至 VEE。  通过将两个引脚连接在一起、可以像单个低阻抗输出节点一样运行。 如果 OUTH 和 OUTL 未连接在一起、电路将具有非对称的驱动路径、这可能会导致不均匀的开关行为和更长的传播延迟。 将它们分开也不会消除对 Rsto 的需求、因为您需要 将浪涌电流限制在内部 FET 的电流额定值以下。

    希望这对您有所帮助。

    此致、

    Muiz.

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    尊敬的 Muiz:

    我认为你对我的第二个问题的答复是明确的。  

    我的第一个问题实际上是关于 tSTO 的值是如何确定的。 您请我参考的 Excel 工具可帮助我计算 tSTO 的已知值的 CSTO、但我的问题是如何确定哪个 tSTO 值适合我的电源模块? 您是否有一些指导原则来确定 tSTO 的值应该是多少?

    除此之外、我没有在 Excel 工具中看到一个选项卡来计算与图腾柱 BJT 基极串联的电阻。 您是否有任何计算公式?

    此致、

    Prathik

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    尊敬的 Prathik:

    求出 tSTO 值并不像将数字插入公式一样简单、因为它取决于应用。 其思路是选择一个足够长的软关断时间来限制短路事件期间的 di/dt(这可以控制 VDS 过冲)、但仍然足够短、以确保器件保持在其短路耐受时间内。

    关于串联的电阻、 RG_Int 是 SiC MOSFET 或 IGBT 模块的内部电阻、而 RG_1 是栅极电阻。  RG_Int 的电阻值取决于 SiC MOSFET 或 IGBT、而 RG_1 电阻器值取决于所需的栅极驱动电流。

    此致、

    Muiz

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    尊敬的 Muiz:

    因此、如果我理解正确、您的意思是我不需要与 BJT 基极串联的电阻、因为驱动器的内部电阻足以将 BJT 的基极电流限制在合适的值。

    Prathik

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    尊敬的 Prathik:  

    不、完全不是。 RG_Int 是  CAB6R0A23GM4T SiC 模块的 内部栅极电阻。  数据表显示、 该值为 1.3 欧姆。

    RG_1 是 SiC 模块的栅极电阻。 RG_1 栅极电阻器会限制栅极充电电流并间接控制 IGBT 集电极电压的上升和下降时间。

    还需要将 RG_1 连接到 SiC 模块。

    此致、

    Muiz.

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    尊敬的 Muiz:

    我认为这里有一些混淆。 我不想问 RG_1(与被驱动的功率 MOSFET 的栅极串联的电阻器)或 RG_int(所驱动的功率 MOSFET 的内部栅极电阻)。

    我的问题是与 BJT 缓冲器的基极串联的电阻、该电阻通常用于限制流入 BJT 基极的电流。 由于 BJT 放大电流、因此通常不需要将 BJT 的基极直接连接到 OUTH 和 OUTL 引脚。 我想问、TI 是否建议将 OUTH 和 OUTL 引脚直接连接到 BJT 的基极、或者使用限流电阻器?

    除此之外、电容器 CSTO 和电阻器 Rsto 会导致正常运行期间的功耗增加。 由于 Rsto 非常小、驱动器 IC 会向 CSTO 提供大量电流、就好像它正在驱动另一个 MOSFET 的栅极一样。 这会显著增加从电源消耗的功率、尤其是因为 CSTO 的电容为 10nF 至 20nF、具体取决于时序。 这是否是通过外部缓冲器启用 STO 的最佳方法?

    此致、

    Prathik

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    您好 Prathik、

    为混乱而道歉。 TI 建议使用限流电阻器将 OUTH 和 OUTL 引脚连接到 BJT 的基极。 关于使用外部缓冲器启用 STO、在使用外部缓冲器时必须添加外部元件以实施 STO、而不是正常关断速度。

    此致、

    Muiz.