在高压预驱的使用中,一般会在DESAT检测电路的外部消隐电容上并联一个二极管,下面对该二极管的作用做一个说明。
增加该二极管是为了钳位DESAT引脚的负压。
如下图,当IGBT关断的时候,此时驱动芯片内部的放电开关(DESAT Discharge Switch)闭合,将内部电流源旁路,DESAT二极管的结电容承受母线电压(Vcj(0)=VBUS)。
当IGBT开通时,IGBT CE电压下降,DESAT二极管结电容开始放电,能量开始转移到消隐电容上,电流如下图红色路径,造成消隐电容上产生负压。然后内部开关断开,电流源开始给外部消隐电容Cb充电,负压得以恢复。结电容越大,储存的能量越大,造成的负压越大。负压可能会造成DESAT引脚损坏,增加额外的消隐时间,以至于在IGBT发生短路时不能立即保护。
因 此 选 用 D E S A T 二 极 管 时 , 一 定 要 注 意 选 取 结 电 容 小 、 反 向 恢 复 时 间 短 的 二 极 管 。 \color{red}{因此选用DESAT二极管时,一定要注意选取结电容小、反向恢复时间短的二极管。} 因此选用DESAT二极管时,一定要注意选取结电容小、反向恢复时间短的二极管。
增加钳位二极管可使该负压钳位在很小的值(视二极管参数决定)。
如下仿真,验证负压的影响因素:
①二极管结电容为29pF左右,DESAT负压为-27V左右;
②二极管结电容为2.9pF左右,DESAT负压为-3.3V左右;
③结电容不变(2.9pF),修改驱动电阻为16Ω、47Ω、100Ω,即调整dv/dt速度:
④固定dv/dt不变,调整Udc为400V、500V、600V:
综上,结电容越大,或者Udc越高,即结电容储存的能量越多,IGBT开通时在DESAT引脚上产生的负压越大。