고신뢰성 모터 드라이브를 위한 새로운 그리드 드라이브 시리즈 KP8530X.

최신 전력 전자 애플리케이션은 전력 장치의 변환 기술을 기반으로 하며 모든 전력 장치에는 적합한 게이트 드라이브 솔루션이 필요합니다. 게이트 드라이버는 전력 장치와 마이크로 컨트롤러 사이의 브리지 역할을 하며 마이크로 컨트롤러(MCU/DSP)로부터 제어 신호를 수신하여 전력 장치의 게이트 커패시터를 구동하는 데 필요한 전류를 제공함으로써 다양한 전력 전자 애플리케이션을 구현합니다.

고전력 모터 및 전력 애플리케이션에 초점을 맞춘 BYI Micro는 새로운 그리드 드라이버 KP8530X 시리즈를 출시했습니다. 이 시리즈에는 총 3개 모델이 있으며 스위칭 노드 전압은 650V, 출력 피크 풀 전류 및 전류 충전 용량은 300mA 및 600mA입니다. , 이 세 가지 모델에는 부트 다이오드가 통합되어 있지만 주변 시스템은 더욱 간소화되었습니다.

가전제품 조합

표 1: KP8530X 제어 논리

그림 1: KP85302 일반적인 애플리케이션 회로

고전력 애플리케이션의 경우 고객 장치 선택 시 신뢰성이 주요 고려 사항입니다. 게이트 드라이버의 경우 신뢰성은 스위칭 노드의 부압 용량과 스위칭 노드의 과도 전압 변화율 수준이라는 두 가지 측면에서 측정됩니다.

하이라이트 1: 스위치 노드 부압 기능

하프 브리지 토폴로지 적용에서는 일반적으로 유도성 부하가 사용되며, 전력 장치 자체의 기생 인덕턴스와 전력 루프의 기생 인덕턴스로 인해 하이 측 전력 튜브가 꺼지면 연속 전류 루프가 발생합니다. 스위칭 노드에서 음압이 생성됩니다. 음압은 그림 2와 같이 큰 동적 피크 음압과 낮은 정적 음압으로 구성됩니다.

그림 2: 스위칭 전류 경로 및 VS 전압

스위치 노드의 부압이 클수록 게이트 드라이버 칩 내부 장치의 압력이 높아지고 고장이 발생하기 쉽습니다. 동시에, 스위치 노드의 부압이 더 커져 게이트 드라이버 칩의 하이사이드 전원 공급 장치 노드의 HB가 발생합니다. 과도 전압이 낮을수록 입력 및 출력의 더 안정적인 제어가 영향을 받습니다. 따라서 스위칭 노드의 부압 지지 용량이 높을수록 전력 시스템 작동의 신뢰성이 높아질 수 있습니다.

KP8530X 시리즈의 스위치 노드 부압 기능 테스트 파형은 다음과 같습니다.

그림 3: KP8530X 스위치 노드 부압 테스트 파형

VDD 공급 전압이 15V이고 입력 HIN 제어 신호가 20K 스위칭 주파수인 경우 스위치 노드의 부압이 -13.9V로 당겨지면 입력 신호 HIN은 출력 신호 HO를 안정적으로 제어할 수 있습니다. 동일한 테스트 조건에서 시중에 나와 있는 여러 유사한 제품인 BYI Micro KP8530X 시리즈에 대한 종합적인 비교 테스트를 통해 음압 지지력이 국제 브랜드와 동일하며 확실한 장점이 있습니다.

하이라이트 2: 스위칭 노드의 높은 dv/dt 잡음 억제 기능

고전압 게이트 드라이버의 하이사이드 구동 회로는 대부분 부트스트랩 회로 구조를 채택하고 있으며, 게이트 드라이버 내부의 레벨 시프트 회로에 의해 저전압 로직 제어 신호를 하이사이드로 전달할 수 있다. 하이 측 제어 드라이버 회로는 스위치 노드를 참조하므로 고속 스위칭 상태에서 칩 내부의 기생 전류는 결합 경로를 통해 저전압 측으로 전달되고, 내부에 불일치가 있는 경우 칩, 차동 모드 간섭 신호가 생성되어 올바른 입력 및 출력 논리에 영향을 미칩니다.

KP8530X 시리즈는 고유한 레벨 시프트 및 공통 모드 잡음 억제 기술을 채택하여 스위치 노드의 고속 스위칭 프로세스 중에 제품의 공통 모드 잡음 간섭을 효과적으로 억제하고 잘못된 트리거링을 방지하여 정상적이고 안정적인 신호를 보장합니다. 시스템 작동.

측정된 데이터에 따르면 KP8530X 게이트 드라이버의 dV/dt 기능은 최대 50V/nS의 기능을 보장할 수 있으며 신뢰성 마진이 큽니다.

그림 4: 출력 스위치 노드 dV/dt 변경(66V/nS)

또한 KP8530X 게이트 드라이버 제품군은 고전압 부트스트랩 다이오드, 초고속 복구 특성을 갖춘 부트스트랩 다이오드를 통합하여 하이사이드 부트스트랩 커패시터 충전 경로를 제공하고 통합 저항기를 통합하여 부트스트랩 커패시터의 서지 전류를 제한합니다. 충전하는 순간.

그림 5: 통합 부트스트랩 다이오드

그림 6에 표시된 것처럼 하프 브리지 애플리케이션 토폴로지에서는 드라이버 입력 신호 피크 전압과 전원 접지 발진 전류로 인한 링잉이 일반적인 문제입니다. 링잉이 너무 크면 입력 제어 신호의 논리적 식별이 잘못됩니다. 이 문제를 해결하기 위해 KP8530X 시리즈에는 슈미트 필터 회로가 내장되어 있습니다. 입력 핀의 간섭 방지 기능을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다. 동시에 로직 제어에서 입력 부동 또는 입력 펄스 폭이 충분하지 않은 경우 출력을 낮게 유지하여 HO 및 LO를 방지할 수 있습니다.

출력은 좁은 펄스 폭이나 링잉에 반응하여 전원 장치가 예기치 않게 켜지거나 꺼지게 됩니다.

그림 6: 입력 신호 피킹 및 링잉

그림 7: 입력 신호 부압 허용 오차 테스트(-5V)

동시에 KP8530X 시리즈는 하프 브리지 게이트 드라이버로 구동되는 주변 전원 장치가 전원 장치를 완전히 켜는 데 충분한 게이트 전압을 갖도록 하는 UVLO(상향 저전압 잠금) 기능을 갖추고 있습니다. KP8530X

이 시리즈는 출력 상태가 변경될 때 자동으로 데드존을 삽입하는 내부 연동 및 데드존 보호 기능을 통합하여 게이트 드라이버의 다른 쪽이 하이사이드와 로우사이드가 열리기 전에 완전히 꺼지도록 보장하여 하이사이드와 로우사이드의 발생을 방지합니다. 일반적인 상황의 낮은 측면.

요약하면

새로운 KP8530X 시리즈는 대부분의 소비자 가전, 가전제품 및 산업용 애플리케이션의 신뢰성 요구 사항을 충족하는 신뢰성이 높고 고도로 통합된 게이트 드라이브 세트입니다.