Elegir una fuente de alimentación adecuada para un chip controlador MOSFET

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Me gustaría usar el chip del controlador MOSFET TC4427 para cambiar la corriente a través del IGBT AUIRG4PH50S, que se colocará en serie con una carga resistiva. La fuente de alimentación que proporciona la corriente principal a través de la carga será de alrededor de 1 V y 100 A. Otro detalle es que me gustaría tener hasta x8 IGBT (cada uno con su propio TC4427), en paralelo, para manejar mayores corrientes totales a través de la carga principal. Todos los x8 de estos IGBT se cambiarán al mismo tiempo. La carga se conmutará solo una vez por segundo.

ElTC4427impulsarálacompuertadelIGBThasta+15Vcuandoesté"encendido", por lo que debo elegir una fuente de + 15V para alimentar el pin VDD del TC4427. Para aislar el suministro de otras partes del circuito, me gustaría que este suministro de + 15 V sea un convertidor DCDC de aislamiento (este suministro de energía del convertidor DCDC está separado del que proporciona la corriente principal a través de la carga, aunque comparten la misma conexión a tierra. )

Mi pregunta es ¿cómo elegir la capacidad de alimentación de este convertidor DCDC en vatios? La hoja de datos del TC4427 indica una corriente de salida máxima de 1.5A. ¿Esto significa que durante el proceso de conmutación el convertidor DCDC de + 15V deberá proporcionar P = (1.5A x 15V) = 22.5W para cada IGBT? ¿O tendría que calcular de alguna manera la salida de corriente real del controlador en función de la capacidad de la puerta de este modelo particular de IGBT?

Estoy viendo algo como el XP Power JSM1012S15 (salida de 10W, 670mA), pero no estoy seguro de si esto será suficiente o será completamente excesivo para esta aplicación. La hoja de datos está aquí: enlace

Cualquier orientación sobre cómo realizar el cálculo de estas cosas sería excelente.

editar: Más tarde, encontré una referencia útil para un desglose de los diversos consumos de energía de un controlador MOSFET: Evitar el exceso de presión del controlador MOSFET enlace

    
pregunta teeeeee

1 respuesta

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La conducción de FET o IGBT está cargando y descargando efectivamente un capacitor a cualquiera que sea su frecuencia de conmutación. Cuanto más rápido cargue y descargue la capacitancia de la compuerta, más eficiente será el interruptor ya que hay un período más corto de conductancia parcial.

Cualquier FET o IGBT tendrá una carga en los coulombs listados para la compuerta a diferentes voltajes de excitación. Típicamente hay una trama como la siguiente. Dada su conducción ~ 15V en la puerta de su AUIRG4PH50S IGBT, cada carga y descarga que necesita para mover esa cantidad de carga. $$ q = 130nC $$

Dadoqueelamplificadorsedefinedelasiguientemanera,lasmatemáticassonmuyfáciles. $$ 1 Amp = \ dfrac {1C} {1 Sec} $$

La corriente promedio que usará su conductor es su frecuencia de conmutación multiplicada por la cantidad de carga que se mueve en cada período. Para su aplicación con una frecuencia de conmutación de 1Hz, utilizará ~ 1 hz * 130nC = 130nA por IGBT. $$ I_ {avg} = f_ {sw} * q_g $$

El pico de corriente que usará su conductor es solo la ley de ohmios. Tiene resistencia en su unidad, así como una resistencia en serie con la compuerta, y cierta resistencia de compuerta dinámica en el IGBT que se da a menudo en la hoja de datos. Hay algunas complejidades de nivel superior que también dependen de los voltajes a través de la capacitancia del transistor y del molinero, etc. Para una buena aproximación de primer orden, puede usar cualquier resistencia de serie que tenga entre el conductor y la compuerta. En este momento no se ve nada, pero es posible que desee considerar agregar algunos para ayudar a proteger al conductor, reducir el timbre y permitir el control de velocidad de giro en el transistor (qué tan rápido se enciende y apaga para controlar el EMC, el timbre, etc.) $$ I_ {pk} \ approx v_ {driver} / r_g $$

Otras notas:

  1. Los IGBT tienen una caída de voltaje constante de ~ 1-2 voltios, por lo que para aplicaciones de bajo voltaje como esta no son buenas. Utilice un FET en su lugar.

  2. Si bien la corriente promedio de la unidad es muy baja, se necesita mucha capacidad en la placa del controlador para amortiguar el gran (10+ amperios) que suena como si estuvieras tirando de los pocos nanos o micro segundos que toma para cargar y descargar sus puertas durante el cambio.

respondido por el MadHatter

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