世纪电源网社区logo
社区
Datasheet
标题
返回顶部
讨论

大功率变换拓扑中开关管驱动和布局应该怎么设计最合理???

[复制链接]
查看: 1972 |回复: 33
1
小刀十六式
  • 积分:4312
  • |
  • 主题:5
  • |
  • 帖子:46
积分:4312
LV8
副总工程师
  • 2020-12-9 11:21:18
提问:
1)大功率变化拓扑中如果分不同材质的开关管,比如Sic、IGBT、FETMOS、GaN他们的驱动不同~
但是布局布线思路是不是有所差别还是都是都是一致的呢?

2)比如大功率变换输出的是三相电~是不是每一相的布局布线模块都要一样?不一样会不会导致均流问题!从而炸机?

各位大神!最好分享写图片详细说明下!如果考虑到保密问题!可以画画或者截取一部分!
谢谢!
st.you
  • 积分:16671
  • |
  • 主题:10
  • |
  • 帖子:3788
积分:16671
LV10
总工程师
  • 2020-12-9 18:53:59
 
要求那么多,还免费给你,凭什么啊 112330zif4fp5tut7gz7g3.gif
小刀十六式
  • 积分:4312
  • |
  • 主题:5
  • |
  • 帖子:46
积分:4312
LV8
副总工程师
  • 2020-12-10 08:26:55
 
就凭你长的比我帅~比我有钱!比我知识渊博!这还不够吗???
st.you
  • 积分:16671
  • |
  • 主题:10
  • |
  • 帖子:3788
积分:16671
LV10
总工程师
  • 2020-12-10 11:23:39
 
当然不够了,因为我比你丑,比你穷,比你更无知 112330zif4fp5tut7gz7g3.gif
小刀十六式
  • 积分:4312
  • |
  • 主题:5
  • |
  • 帖子:46
积分:4312
LV8
副总工程师
  • 2020-12-10 13:08:12
 
既然你都这样说了~那我就不客气的承认了~
nc965
  • 积分:92936
  • |
  • 主题:115
  • |
  • 帖子:27159
积分:92936
版主
  • 2020-12-9 20:44:44
 
小刀十六式
  • 积分:4312
  • |
  • 主题:5
  • |
  • 帖子:46
积分:4312
LV8
副总工程师
  • 2020-12-10 08:33:25
 
李工!我问的是像SiC、GaN或者IGBT之类的驱动布局布线注意点噢~
像H4、H5、H6拓扑中的开关管驱动布局。NPC和ANPC这类的开关管驱动布局的注意事项呢???
nc965
  • 积分:92936
  • |
  • 主题:115
  • |
  • 帖子:27159
积分:92936
版主
  • 2020-12-10 15:44:38
 
都是一个原理
小刀十六式
  • 积分:4312
  • |
  • 主题:5
  • |
  • 帖子:46
积分:4312
LV8
副总工程师
  • 2020-12-10 17:33:53
 
就都是脉冲电流最小化呗?为了防止噪声?
有没有具体的案列呢?比如IGBT模块应该如何从驱动电源到驱动电路考虑呢?
nc965
  • 积分:92936
  • |
  • 主题:115
  • |
  • 帖子:27159
积分:92936
版主
  • 2020-12-10 18:32:17
 
IGBT模块本身就是最好的案例


小刀十六式
  • 积分:4312
  • |
  • 主题:5
  • |
  • 帖子:46
积分:4312
LV8
副总工程师
  • 2020-12-10 18:43:15
 
那种多个引脚的呢?像安森美和英飞凌的IGBT模块都是用在ANPC或者NPC上的!
nc965
  • 积分:92936
  • |
  • 主题:115
  • |
  • 帖子:27159
积分:92936
版主
  • 2020-12-10 19:39:19
 
多个引脚更是如此,控制地、驱动地和拓扑地分得很清
小刀十六式
  • 积分:4312
  • |
  • 主题:5
  • |
  • 帖子:46
积分:4312
LV8
副总工程师
  • 2020-12-11 09:58:03
 

QQ图片20201211095032.png
像这种的应该如何布局布线他的驱动电路呢?
这种驱动电路的回路应该怎么布置呢?请问有没有实例???
nc965
  • 积分:92936
  • |
  • 主题:115
  • |
  • 帖子:27159
积分:92936
版主
  • 2020-12-11 11:57:11
 
怎么布局它都已经给你全部画出来了,四路驱动平行线(即最小环路包围面积)布局
小刀十六式
  • 积分:4312
  • |
  • 主题:5
  • |
  • 帖子:46
积分:4312
LV8
副总工程师
  • 2020-12-11 14:31:28
 
这种驱动电路Ig有没有特别的讲究呢?还有比如这个NPC模块有三个这种输出UVW相
需不需要每项画的一模一样呢???


nc965
  • 积分:92936
  • |
  • 主题:115
  • |
  • 帖子:27159
积分:92936
版主
  • 2020-12-11 15:30:12
 
只需要最满足小环路包围面积这一个要求(长距离驱动平行线、双绞线或者同轴线面积最小)对每一路都是这个要求,不需要一模一样,更不需要为了等长故意延长较短的连线。但需要总体最短,并由此优先(唯一)决定控制芯片的驱动口、驱动芯片、驱动变压器、驱动电路的朝向和位置,仅工频、低频驱动可以例外(绕一点无所谓)。
另外一个重要的布局原则是热点分布范围(不是包围面积)最小化。如果拓扑中有浮驱(比如全桥的上管驱动),则浮驱(包括其驱动地)就是热点的一部分,这要最优先实施最小化(最近、最短),哪怕是这导致其他驱动电路绕得远一点也在所不惜。
小刀十六式
  • 积分:4312
  • |
  • 主题:5
  • |
  • 帖子:46
积分:4312
LV8
副总工程师
  • 2020-12-14 21:38:29
 
QQ图片20201214213641.png
像这种驱动开关管子的驱动电路,布局的时候是优先考虑+15V驱动信号和-2.5V驱动信号呢?
还是优先布局R1-Q1/Q2-R3 R4-到开关管这条回路呢?
这里说的优先考虑就是使回路面积最小化的意思!

nc965
  • 积分:92936
  • |
  • 主题:115
  • |
  • 帖子:27159
积分:92936
版主
  • 2020-12-14 21:52:28
 
优先考虑C1\C2\C3,是它们在驱动
小刀十六式
  • 积分:4312
  • |
  • 主题:5
  • |
  • 帖子:46
积分:4312
LV8
副总工程师
  • 2020-12-14 21:57:18
 
C3是接在+15V驱动信号和-2.5V驱动信号的!
但是驱动电流不走C3吧?


nc965
  • 积分:92936
  • |
  • 主题:115
  • |
  • 帖子:27159
积分:92936
版主
  • 2020-12-14 22:09:03
 
驱动是回路,如果有C3图腾柱就走C3,否则走C1C2串联,意思是走C3最短
小刀十六式
  • 积分:4312
  • |
  • 主题:5
  • |
  • 帖子:46
积分:4312
LV8
副总工程师
  • 2020-12-15 10:05:28
 
QQ图片20201215093347.png
这是Cree的参考文件里说一段关于驱动的话,
这段话我理解的意思是当两个开关管并联同时工作时,
重要的是开关管的栅极驱动迹线和开关管源极返回迹线,
并且返回迹线要给栅极驱动迹线做个参考!根据这段话
其实我觉得单管串联工作时思路应该也一样!如果给重要的回路排序,应该优先考虑哪个回路呢?
1)如李工所述C3-Q1-Q2-C3 脉冲回路
2)C1-R2-Q1-R3-开关管-C1(这是驱动开关管导通回路)。
3)C2-Q2-R3-开关管-C2(这是驱动开关管快速关闭回路)
4)R1-Q1/Q2-R3-开关管(这是驱动图腾柱开和关的回路)
提问:
a)这四个回路分优先级布局的话,应该怎么排序???
b)图腾柱的管子没有体二极管。C3-Q1-Q2的这个回路能通吗???
c)个人觉得最很重要的应该是2和3这个驱动开关导通和关闭的回路,
不知道对否???
因为这是驱动开关管栅极的信号!

nc965
  • 积分:92936
  • |
  • 主题:115
  • |
  • 帖子:27159
积分:92936
版主
  • 2020-12-15 15:16:08
 
多管并联真正重要的是拓扑层面(要分开)而不是驱动
这是我在一个教材里的案例:
12.png

13.png

11.png
小刀十六式
  • 积分:4312
  • |
  • 主题:5
  • |
  • 帖子:46
积分:4312
LV8
副总工程师
  • 2020-12-15 10:47:25
 
附上Cree参考文件包
CRD-60DD12N_reference_designs.part1.rar (5 MB, 下载次数: 3)
nc965
  • 积分:92936
  • |
  • 主题:115
  • |
  • 帖子:27159
积分:92936
版主
  • 2020-12-15 16:36:58
 
可能版本不对,文件打不开
1、你这个电路有点奇怪,输入没有地,这是大忌
2、三圈两地远没有满足,很难有好效果
3、双管并联也要尽量分开,像23楼那样
4、功率到这个份上最好用模块
小刀十六式
  • 积分:4312
  • |
  • 主题:5
  • |
  • 帖子:46
积分:4312
LV8
副总工程师
  • 2020-12-16 19:42:31
  • 倒数10
 
CRD60DD12N_60KW.rar (757.12 KB, 下载次数: 8)
小刀十六式
  • 积分:4312
  • |
  • 主题:5
  • |
  • 帖子:46
积分:4312
LV8
副总工程师
  • 2020-12-16 19:54:04
  • 倒数9
 
其实我问的应该是三圈两地中的Ig这个圈在这种图腾柱或者类似
的电路中哪样是使寄生电感最小化的呢?
是我上面罗列的2.3条还是第4条???
我看了光耦的Layout好像都说应该使其驱动栅极管和源极返回回路要最小化!!!
所以我理解的Ig回路最小化应该是第2条和第3条回路优先考虑???不知道
对否???
信号隔离器件及模块-隔离式栅极驱动器-Si8261BCD-C-IS-SILICON LABS-SOP-19 .pdf.pdf (1.62 MB, 下载次数: 13)
nc965
  • 积分:92936
  • |
  • 主题:115
  • |
  • 帖子:27159
积分:92936
版主
  • 2020-12-16 22:20:32
  • 倒数8
 
如23、24楼所言,你这个是拓扑层面的布局有问题(跑不起来),这时来谈驱动布局没有意义。

双管并联大致要这样才行:

11.png
小刀十六式
  • 积分:4312
  • |
  • 主题:5
  • |
  • 帖子:46
积分:4312
LV8
副总工程师
  • 2020-12-20 22:50:36
  • 倒数7
 
QQ图片20201220224730.png
QQ图片20201220224934.png

李工!大功率变换拓扑 (DC-AC逆变) 如上图所示的这种T型拓扑。应该怎么布局呢?
假如还是用TO-247的单管???


nc965
  • 积分:92936
  • |
  • 主题:115
  • |
  • 帖子:27159
积分:92936
版主
  • 2020-12-21 09:27:26
  • 倒数6
 
拓扑不成立,负半周短路了
小刀十六式
  • 积分:4312
  • |
  • 主题:5
  • |
  • 帖子:46
积分:4312
LV8
副总工程师
  • 2020-12-21 22:07:09
  • 倒数5
 
QQ图片20201221220958.png
这是比较全的!应该没画错吧???
Q1 Q3和Q2 Q4互补。
不知道负半周怎么短路呢???



nc965
  • 积分:92936
  • |
  • 主题:115
  • |
  • 帖子:27159
积分:92936
版主
  • 2020-12-21 22:48:29
  • 倒数4
 
如果 L、N 是单相交流电的话,其负半周通过Q4、Q1的体二极管就短路了,与怎么驱动没有关系,上电就炸机。

11.png
小刀十六式
  • 积分:4312
  • |
  • 主题:5
  • |
  • 帖子:46
积分:4312
LV8
副总工程师
  • 2020-12-22 08:21:51
  • 倒数3
 
是我写错了。L N 表示DC的正负而不是交流!这是DC-AC的拓扑!现在这种三相T型的某一相应该怎么布这个局呢???
nc965
  • 积分:92936
  • |
  • 主题:115
  • |
  • 帖子:27159
积分:92936
版主
  • 2020-12-22 15:46:17
  • 倒数2
 
你这个应该是正负直流母线输入,三相逆变拓扑:

13.png
其中,系统接地在电解中心,还包括输出的三个X电容的接地
布局上,这种拓扑每相的四个开关器件和两只电解是相互钳制的换能关系,对称且不宜再行分割,都需要最小化连接。虽然电感对连线长度(分布电感)不敏感,但输出(X电容)地仍然需要回笼(到电解中心)。
一种方案:
11.png

12.png
nc965
  • 积分:92936
  • |
  • 主题:115
  • |
  • 帖子:27159
积分:92936
版主
最新回复
  • 2020-12-22 23:05:19
  • 倒数1
 
功率较大时,2只电解电容需要用吸收电容接力,可采用以下布局:
11.png


热门技术、经典电源设计资源推荐

世纪电源网总部

地 址:天津市南开区黄河道大通大厦8层

电 话:400-022-5587

传 真:(022)27690960

邮 编:300110

E-mail:21dy#21dianyuan.com(#换成@)

世纪电源网分部

广 东:(0755)82437996 /(138 2356 2357)

北 京:(010)69525295 /(15901552591)

上 海:(021)24200688 /(13585599008)

香 港:HK(852)92121212

China(86)15220029145

网站简介 | 网站帮助 | 意见反馈 | 联系我们 | 广告服务 | 法律声明 | 友情链接 | 清除Cookie | 小黑屋 | 不良信息举报 | 网站举报

Copyright 2008-2024 21dianyuan.com All Rights Reserved    备案许可证号为:津ICP备10002348号-2   津公网安备 12010402000296号