4 자동 PWM 기반 커패시터 충전

그림 5에서 보듯이, PCB의 고압측 드라이버 출력은 1m에서 몇 미터까지 다양한 긴 케이블을 통해 원격 ECU에 연결됩니다. 예를 들어, 50A 와이어(8AWG) 하니스는 미터당 2mΩ 및 미터당 1.5µH 의 특성을 가지고 있습니다. D1 다이오드는 케이블 하네스 유도 전류의 프리휠 경로를 허용하는 시스템 설계의 일부입니다. 고압측 드라이버는 단락(<1µs)의 턴오프 시간과 병렬로 FET를 구동할 수 있는 강력한 게이트 드라이브 출력을 갖추고 있어 과전류 및 단락 보호 기능을 제공합니다. 케이블 기생, D1 다이오드 및 고압측 MOSFET은 일반적인 벅 레귤레이터 구성을 형성합니다.

시작 시 비충전 출력 커패시터는 돌입 전류를 끌어와 돌입 전류가 단락 보호 임계값(I_SCP)에 도달하면 단락 이벤트를 트리거합니다. 고압측 드라이버는 전원 경로를 끄고 재시도 기간(T_AUTO-RETRY) 후 다시 시작합니다. 이 프로세스는 그림 6에 나와 있는 것처럼 출력 커패시턴스가 완전히 충전될 때까지 계속되며, 그 후에는 고압측 드라이버가 정상 작동으로 전환되어 부하를 구동합니다.

그림 7에서는 제어 작동을 보여 줍니다. 보시다시피 이 접근 방식에는 입력 전압(V_IN), 부하 커패시턴스 및 필요한 충전 시간을 기반으로 고압측 드라이버에 대해 설정해야 하는 I_SCP 및 T_AUTO-RETRY라는 두 가지 변수가 있습니다. I_SCP 임계값 또는 더 짧은 T _AUTO-RETRY 지연을 사용하면 출력 충전이 빨라지므로 이 솔루션은 모든 부하 커패시턴스 값에 사용할 수 있습니다.

이 솔루션은 일반적인 고압측 드라이버 시스템(케이블 하니스 인덕턴스 및 D1 다이오드)에서 사용 가능한 기존의 물리적 공간을 활용하여 스위칭 모드에서 고압측 MOSFET을 작동함으로써 효율적인 충전 방법을 생성합니다. 기존의 접근 방식과 달리, 제안된 솔루션은 더 이상 FET SOA에 의존하지 않으며 부피가 큰 사전 충전 레지스터나 사전 충전 FET 및 드라이버를 필요로 하지 않습니다. 이 솔루션은 고압측 드라이버의 고유한 단락 보호 기능을 사용하고 외부 제어 신호 또는 복잡한 알고리즘 없이 자율적으로 실행됩니다.