KOKA050 Application note

KOKA050 October 2023 AMC23C11 , UCC23513

3.2.2 V_CE(DESAT) 임계값과 DESAT 바이어스 전류 구성

저항 R9~R14는 V_CE(DESAT) 임계값 및 DESAT 바이어스 전류 i_BIAS(DESAT)를 조정하는 데 사용할 수 있습니다. 다음 방정식은 다양한 DESAT 임계값 및 DESAT 바이어스 전류 구성에 대한 값을 신속하게 예측하기 위해 간소화됩니다.

절연 비교기 AMC23C11에는 내부 100μA 전류 소스 및 외부 저항 R9로 설정된 레퍼런스 전압 VREF가 있습니다. 이 설계에서 R9의 값은 방정식 1에 따라 계산되어 VREF를 1.5V로 설정합니다. AMC23C11이 높은 이력 모드에서 작동하도록 1.5V가 선택되었습니다^[1].

방정식 1.

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

R10과 R11은 DESAT 바이어스 전류를 결정하고 방정식 2에 따라 계산됩니다.

방정식 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)}}

여기에서

VDD는 UCC23513의 공급 전압, IGBT 구동의 경우 15V
V_CE(DESAT)는 원하는 DESAT 임계값입니다. 이 설계에서는 기본적으로 8V입니다.
V_FW(D1)는 고전압 다이오드 D1의 순방향 전압입니다. 0.5V로 가정했습니다.
R12는 일반적인 관행으로 100Ω로 설정됩니다^[9].
I_{R13R14(DESAT)}는 R13과 R14를 통과하는 전류입니다. 0.5mA로 설정합니다. 낮게 설정하면 잡음 내성을 줄일 수 있습니다.
i_BIAS(DESAT)는 IGBT의 V_CE가 V_CE(DESAT)에 도달할 때의 DESAT 바이어스 전류입니다. 이 설계에서는 5.5mA로 설정되어 있습니다.

따라서 이 설계에서 R10과 R11은 2kΩ로 계산할 수 있습니다.

V_CE(DESAT)가 훨씬 작은 정상적인 IGBT 작동에서는 R10 및 R11의 전력 정격을 선택해야 합니다 R12 << R10이라고 가정했을 때 방정식 3에 따라 간소화된 최대 전력 손실은 다음과 같습니다.

방정식 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}

표 3-1의 기본 설정과 일반 V_CE(SAT) 1.5V의 경우 P_R10(MAX) 및 P_R11(MAX)의 최대 전력 손실은 1000% PWM 듀티 사이클에서도 약 69.8mW입니다.

R13 및 R14는 방정식 4 및 방정식 5에 따라 계산됩니다.

방정식 4.

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

방정식 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

매개 변수 값을 적용하면 R13은 3kΩ, R14는 15kΩ이 됩니다.

3.2.2 VCE(DESAT) 임계값과 DESAT 바이어스 전류 구성

3.2.2 V_CE(DESAT) 임계값과 DESAT 바이어스 전류 구성