整个驱动电路分为三个部分。
一个是光耦隔离电路,负责把功率侧和逻辑侧隔离开来,防止强电侧电路干扰弱点侧电路。与传统的隔离措施相比,光耦隔离具有体积小、成本低、电磁兼容强的特点。这里选择的光耦隔离芯片是ACPL-4800,隔离电压高达3.75kVRMS。
一个是功率放大电路,负责给SIC开关管的开通与关断提供驱动电流。这里选择的芯片是IXDN-609,输出峰值电流为9A。
最后一个是隔离电源,负责给光耦隔离电路和功率放大电路提供驱动电压,也负责提供SIC的开通关断电压的参考值。这里采用的隔离电源芯片是QA01C,输入为+15V,输出为+20V,0V,-4V
光耦隔离电路和功率放大电路原理图一个是光耦隔离电路,负责把功率侧和逻辑侧隔离开来,防止强电侧电路干扰弱点侧电路。与传统的隔离措施相比,光耦隔离具有体积小、成本低、电磁兼容强的特点。这里选择的光耦隔离芯片是ACPL-4800,隔离电压高达3.75kVRMS。
一个是功率放大电路,负责给SIC开关管的开通与关断提供驱动电流。这里选择的芯片是IXDN-609,输出峰值电流为9A。
最后一个是隔离电源,负责给光耦隔离电路和功率放大电路提供驱动电压,也负责提供SIC的开通关断电压的参考值。这里采用的隔离电源芯片是QA01C,输入为+15V,输出为+20V,0V,-4V
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电路的优点:
1、用二级管将栅极开通关断电阻分开,能够通过实验分别调整开通关断电阻的阻值,获得更好的开通关断波形。
2、R12可以在开关管关断后给栅源电容放电,防止管子击穿。
隔离电源电路原理图1、用二级管将栅极开通关断电阻分开,能够通过实验分别调整开通关断电阻的阻值,获得更好的开通关断波形。
2、R12可以在开关管关断后给栅源电容放电,防止管子击穿。
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电路的优点:
1、设计QA01C输入滤波电路,增加抗EMI干扰的能力。
2、由于ACPL-4800的供电电压幅值为4.5V-20V,所以需要使用三极管和18V稳压管提供一个17.3V的稳压电源给光耦隔离芯片供电。
3、设计使用4.1V和24V的稳压二极管对输出电压进行钳位,防止开关管在开通关断时产生过大的电压过充。
layout设计的优点:
1、在功率侧和逻辑侧之间开一个狭槽,提升爬电距离,进一步提升隔离性能。
2、为了最小化栅极和源极之间的杂散电感,减少由Ldi/dt引起的振铃,采用四层板设计,将所有的输出元件放在顶层(与开关管栅极相连接),第二层设计为S平面(与开关管源级相连接)。由于S平面和顶层平面的电流方向相反,这样可以使两个平面的回路电感最小化。
3、过孔和层与铺铜的连接方式采用直接连接方式,元器件与层和铺铜难过的连接方式采用花型的连接方式,方便焊接(若直接连接,由于大块铜皮散热太快,容易虚焊)。
第一层layout1、在功率侧和逻辑侧之间开一个狭槽,提升爬电距离,进一步提升隔离性能。
2、为了最小化栅极和源极之间的杂散电感,减少由Ldi/dt引起的振铃,采用四层板设计,将所有的输出元件放在顶层(与开关管栅极相连接),第二层设计为S平面(与开关管源级相连接)。由于S平面和顶层平面的电流方向相反,这样可以使两个平面的回路电感最小化。
3、过孔和层与铺铜的连接方式采用直接连接方式,元器件与层和铺铜难过的连接方式采用花型的连接方式,方便焊接(若直接连接,由于大块铜皮散热太快,容易虚焊)。
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第一层无铺铜,只放元器件。
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第二层左边为隔离电源输入电压平面,右边为源级(S)平面。
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第三层左边为隔离电源返回电压平面,右边为-4V电压平面。
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第四层左边为隔离电源返回电压平面,右边为+20V平面。
因为过孔与每一层的连接方式与器件与每一层的连接方式不同,需要新建一条规则,并且把它的优先级设置为最高。具体如下:
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新建一个规则,且规则的优先级设为最高
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设置所有过孔的连接方式为直接连接。