JAJA775 アプリケーション・ノート

JAJA775 October 2023 AMC23C11 , UCC23513

3.2.2 V_CE(DESAT) スレッショルドおよび DESAT バイアス電流の構成

抵抗 R9～R14 を使用して、V_CE(DESAT) スレッショルドと DESAT バイアス電流 i_BIAS(DESAT) を調整できます。以下の式は、さまざまな DESAT スレッショルドと DESAT バイアス電流の構成に対して、その値を素早く見積もるために簡略化したものです。

絶縁型コンパレータ AMC23C11 のリファレンス電圧 VREF は、内部の 100μA 電流源と外付け抵抗 R9 によって設定されます。R9 の値は、この設計では VREF を 1.5V に設定するために式 1 で計算されます。ここでは、AMC23C11 を高ヒステリシスモードで動作させるために 1.5V が選択されています ^[1]。

式 1.

R 9 = \frac{V R E F}{100 μ A} = 15 k Ω

R10 と R11 は DESAT バイアス電流を決定し、式 2 で計算されます。

式 2.

R 10 = R 11 = 2 \times \frac{V D D - V_{C E (D E S A T)} - V_{F W (D 1)} - R 12 \times i_{B I A S (D E S A T)}}{i_{B I A S (D E S A T)} + i_{R 13 R 14 (D E S A T)}}

ここでは、

VDD は UCC23513 の電源電圧で、この場合は IGBT 駆動用に 15V です。
V_CE(DESAT) は目的の DESAT スレッショルドで、この設計ではデフォルトで 8V です。
V_FW(D1) は高電圧ダイオード D1 の順方向電圧で、0.5V と想定されます。
R12 は一般的に 100Ω に設定されます ^[9]。
i_{R13R14(DESAT)} は R13 と R14 を流れる電流で、0.5mA に設定します。設定を低くすると、ノイズ耐性が低下する場合があります。
i_BIAS(DESAT) は IGBT の V_CE が V_CE(DESAT) に達したときの DESAT バイアス電流で、この設計では 5.5mA に設定します。

したがって、この設計では R10 と R11 は 2kΩ で計算できます。

R10 と R11 の電力定格は通常の IGBT 動作用に選択する必要があり、その場合、V_CE(DESAT) は著しく小さくなります。R12 << R10 と仮定すると、最大電力損失の概算は式 3 で求められます。

式 3.

P_{R 10, M A X} = P_{R 11, M A X} = \frac{{(V D D - V_{F W (D 1)} - R 12 \times i_{B I A S (D E S A T)} - V_{C E (S A T)})}^{2}}{R 10} \times {P W M}_{D U T Y, M A X}

表 3-1 のデフォルト設定と標準的な V_CE(SAT) が 1.5V 場合、最大電力損失 P_R10(MAX) と P_R11(MAX) は 1000% の PWM デューティサイクルでも約 69.8mW です。

R13 と R14 は、式 4 と式 5 で計算されます。

式 4.

R 13 = \frac{V R E F}{i_{R 13 R 14 (D E S A T)}}

式 5.

R 14 = \frac{V D D - (i_{B I A S (D E S A T)} + i_{R 13 R 14 (D E S A T)}) \times R 10 \div 2}{i_{R 13 R 14 (D E S A T)}} - R 13

パラメータの値を適用すると、R13 は 3kΩ、R14 は 15kΩ になります。

3.2.2 VCE(DESAT) スレッショルドおよび DESAT バイアス電流の構成

3.2.2 V_CE(DESAT) スレッショルドおよび DESAT バイアス電流の構成