u đi m ca gi i pháp sd ng modle công s t tích p
2.2.Tính ch nt boostrap ụ
IGBT là ph n t đi u khi n b ng đi n áp, gi ng nh MOSFET, nên yêu c uầ ử ề ể ằ ệ ố ư ầ đi n áp ph i có m t liên t c trên c c đi u khi n và emitter đ xác đ nh ch đệ ả ặ ụ ự ề ể ể ị ế ộ khóa, m . Đ i v i IGBT phía cao trong m t kênh c a b ngh ch l u, đi n áp t iở ố ớ ộ ủ ộ ị ư ệ ạ chân emitter luôn thay đ i thổ ường là gi a đ t và đi n áp dữ ấ ệ ương c a ngu n m tủ ồ ộ chi u. Do đó c n ph i t o ra m t ngu n đi n áp trôi cho m ch lái phía cao đề ầ ả ạ ộ ồ ệ ạ ể đi u khi n c c c a c a IGBT trong khi tín hi u đi u khi n t vi x lý ch cóề ể ự ử ủ ệ ề ể ừ ử ỉ m c đi n áp +5V so v i đ t. Có nhi u phứ ệ ớ ấ ề ương pháp đ th c hi n đi u này m tể ự ệ ề ộ trong nh ng cách đó la s d ng m ch boostrap. M ch boostrap bao g m m t đi nữ ử ụ ạ ạ ồ ộ ệ tr và m t t đi n đở ộ ụ ệ ược n i theo s đ nh hình (1-5). Phố ơ ồ ư ương pháp này có uư
đi m là giá thành th p và d th c hi n nh ng b h n ch b i yêu c u x đi nể ấ ễ ự ệ ư ị ạ ế ở ầ ả ệ tích trên t boostrap.ụ
Hình (1-5): S đ m ch boostrapơ ồ ạ
Đi n áp Vệ bs (đi n áp gi a chân Vệ ữ b và Vs c a IC) c p ngu n cho m ch kíchủ ấ ồ ạ phía cao c a IC. Đi n áp này đòi h i ph i đủ ệ ỏ ả ược gi trong kho ng t 10V đ nữ ở ả ừ ế 20V đ m hoàn toàn van công su t. M t s IC c a Interational Rectifier tích h pể ở ấ ộ ố ủ ợ c m ch dò đi n áp th p đ i v i Vả ạ ệ ấ ố ớ bs đ đ m b o r ng IC s không xu t tín hi uể ả ả ằ ẽ ấ ệ đi u khi n n u đi n áp Về ể ế ệ bs th p h n giá tr nào đó (đấ ơ ị ược quy đ nh trongị datasheet). Đi u này ngăn không cho van công su t ho t đ ng trong ch đ quáề ấ ạ ộ ế ộ t i.ả
Nguyên lý ho t đ ng nh sau: khi IGBT phía th p m , t Cạ ộ ư ấ ở ụ bs n p đi n quaạ ệ diode Dbs, đi n tr Rệ ở bs và van S2 t i g n giá tr 15V, vì đi n th chân Vớ ầ ị ệ ế s g n nhầ ư b ng 0. T Cằ ụ bs được ch n sao cho gi đọ ữ ược h u h t đi n tích khi IGBT phía th pầ ế ệ ấ khóa l i và Vạ s đ t đ n g n giá tr đi n áp dây. Sau đó, Vạ ế ầ ị ệ bs x p x 15V, m ch phíaấ ỉ ạ cao c a IC lái đủ ược phân c c b i t Cự ở ụ bs. Vi c l a ch n t , diode và đi n tr phệ ự ọ ụ ệ ở ụ thu c vào các y u t sau:ộ ế ố
- Đi n áp Vệ bs ph i đả ược duy trì giá tr l n h n đi n áp khóa (under-voltageở ị ớ ơ ệ lockout) c a IC đi u khi n.ủ ề ể
- Cbs không n p đ n chính xác 15V khi van phía dạ ế ưới m do đi n áp s t rênở ệ ụ diode Vbs (Vfbs) và đi n áp Vệ ceon c a Sủ 2.
+ Đi n tích Qệ g cho vi c m van phía trên.ệ ở
+ Dòng đi n tĩnh (quiscient current) Iệ qbs cho m ch phía trên c a IC.ạ ủ
+ Đi n tích d ch m c (level-shift) Qệ ị ứ LS yêu c u b i m ch d ch m c (level-ầ ở ạ ị ứ shifters) trong IC.
+ Dòng đi n rò (leakage current) Iệ dl trên diode boostrap Dbs. + Dòn đi n rò trên t Iệ ụ cbs (b qua n u dùng t nonelctrolytic)ỏ ế ụ + Đi n tích ph c h i đ o diode boostrap Qệ ụ ồ ả rrbs.
Giá tr t boostrap theo tài li u c a nhà s n xu t đị ụ ệ ủ ả ấ ược tính theo công th c sau:ứ
( ) QBS DL g RSBS LS sw sw FBS CEON(S cc 2) I I Q Q f f C 0,01 V Q V V + + + = − − + (1-7) Trong đó:
Qg - đi n tích c c c a cho viêc m IGBTệ ự ử ở QRRBS - đi n tích ph c h i đ o diode boostrapệ ụ ồ ả IQBS - dòng đi n tĩnh m ch lái phía cao c a ICệ ạ ủ QLS - đi n tích d ch m c b i b d ch m c trong ICệ ị ứ ở ộ ị ứ IDL - dòng đi n rò trên diodeệ
fsw - t n s băm xungầ ố
Vcc - đi n áp ngu n cho m ch kích phía caoệ ồ ạ VFBS - đi n áp r i trên diodeệ ơ
VCEON(S2) - đi n ráp gi a c c C và c c E khi IGBT phía th p d nệ ữ ự ự ấ ẫ
Các thông s trên có th tra trong datasheet c a nhà s n xu t. V i t n số ể ủ ả ấ ớ ầ ố băm xung fsw = 5,2kHZ, em ch n giá tr t boostrap Cọ ị ụ bs = 10μF.