Bootstrap-Kondensatorauswahl mit IR2110/3

Ich werde zwei IR2113-ICs verwenden, um jede Seite einer H-Brücke zu steuern (für eine Wechselrichteranwendung vorgesehen). Aus dem Anwendungshinweis geht hervor, dass der Ausdruck zum Auffinden des Bootstrap-Kondensators wie folgt lautet

C > 2 [ 2 Q G + ICH Q B S ( M A X ) F + Q l S + ICH C B S ( l e A k ) F ] v C C − v F − v L S − v M ich N

Im Folgenden sind die Werte der Parameter aufgeführt, die ich finden konnte:

  • Qg, Gate-Ladung des High-Side-FET = 63 nC.
  • I(qbs), Ruhestrom für High-Side-Treiberschaltung = 230 uA.
  • Q(ls), pro Zyklus erforderliche Pegelverschiebungsladung = 5 nC
  • Betriebsfrequenz = 50 Hz für eine Seite, 20 kHz für die andere
  • Vcc, Versorgungsspannung, 12 V
  • Vorwärtsspannungsabfall über der Bootstrap-Diode = 1,3 V
  • Spannungsabfall über Low-Side-FET, 1,5 V

Folgende Werte konnte ich nicht finden:

  • I(cbs - Leck), Bootstrap-Kappe. Leckstrom. Habe ich Recht, dass dieser Wert bei Verwendung eines Keramikkondensators ein Wert wäre und daher im obigen Ausdruck ignoriert werden kann?

  • V(Min), der Anwendungshinweis gibt an, dass dies die Mindestspannung zwischen Vb und Vs ist. Leider kann ich beim Betrachten des vorgeschlagenen Schemas (siehe unten) nicht verstehen, welchen Wert ich dafür verwenden soll.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Unter der Annahme, dass ich den Kondensatorleckstrom und Vmin ignorieren kann, habe ich den obigen Ausdruck und die Werte verwendet, die ich für eine Frequenz von 50 Hz gefunden habe. Die Kondensatorgröße betrug ungefähr 1uF. Muss der Kondensator in der Praxis größer sein? Wenn ja, gibt es eine Faustregel, wie groß? Hat ein großer Bootstrap-Kondensator einen Nachteil?

Ich denke , Vmin ist die minimale Ansteuerspannung des unteren Gates zwischen LO und Pin 2 in Abb. 2. (Oder vielleicht Vs und HO - was d = gleich sein sollte. Dies sollte im Datenblatt stehen, aber ich würde es nicht erwarten > 1 V und vielleicht viel weniger.Zu hoch und einige FETs beginnen sich einzuschalten (nur solche mit sehr niedrigem Vth). // Auf den ersten Blick klingt 1 uF sehr hoch, aber Sie könnten Recht haben.Das ist vermutlich für die 20-kHz-Seite. Die 50-Hz-Seite wird meiner Meinung nach viel kleiner sein. // Wie sie anmerken, müssen Sie sich nur mit Al-Kappen keine Gedanken über Leckagen machen.
1uF war für 50Hz. Ich habe gerade meine Berechnung wiederholt und die Antwort stellt sich als die gleiche heraus. 20 kHz sollten meiner Meinung nach kleiner sein, da die Frequenz den Rest der Begriffe teilt. Der Wert für 20 kHz beträgt 0,03 uF.
Zusätzliche Anwendungshinweise: Fairchild Fairchild AN-6076 , Bootstrap Circuit Design Manual . [Nur Referenzen anhäufen.]

Antworten (1)

Der Anwendungshinweis ist eindeutig zu Keramik- vs. Elektrolytkondensatoren:

"Faktor 5" (Leckstrom des Bootstrap-Kondensators) "... ist nur relevant, wenn der Bootstrap-Kondensator ein Elko ist, und kann bei Verwendung anderer Kondensatortypen vernachlässigt werden."

Der Anwendungshinweis bezieht sich auch auf DT98-2a (das sich selbst auf DT04-04 bezieht), das trotz der Konzentration auf IGBTs Folgendes zu sagen hat:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

"Um den Bootstrap-Kondensator zu dimensionieren, besteht der erste Schritt darin, den minimalen Spannungsabfall festzulegen ( Δ v B S ), die wir garantieren müssen, wenn der High-Side-IGBT eingeschaltet ist.

Wenn v G E ( M ich N ) die minimale Gate-Emitter-Spannung ist, die aufrechterhalten werden muss, muss der Spannungsabfall sein:

Δ v B S ≤ v C C − v F − v G E ( M ich N ) − v C E ( Ö N )

unter der Bedingung:

v G E ( M ich N ) > ( v B S ( U v ) − )

Wo v C C ist die IC-Spannungsversorgung, v F ist die Durchlassspannung der Bootstrap-Diode, v C E ( Ö N ) ist die Emitter-Kollektor-Spannung des Low-Side-IGBT und ( v B S ( U v ) − ) ist die Unterspannungsschwelle der High-Side-Versorgung."

Mit etwas Interpretation können wir das sehen v G E ( M ich N ) => v G S ( M ich N ) Und v C E ( M ich N ) => v D S ( M ich N ) .

Vielen Dank. Eine Frage jedoch - angenommen, ich benötige einen Kondensator von 1 uF. Soll ich eine 1uF-Kappe verwenden? oder um 5uF? Hat die Verwendung einer größeren Kappe einen Nachteil?
@saad Nicht das fällt mir sofort ein, außer der Tatsache, dass die 5 μ F Kappe wird größer sein.
Bootstrap-Kondensatorauswahl mit IR2110/3
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