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換流器實現

在文檔中 中 華 大 學 (頁 54-57)

第 4 章 電子安定器之實現

4.3 換流器實現

腳或SGND 腳。

電源電壓開始逐漸上升時,此時 UBA2030T 進入了一個啟動的暫 態,高端的MOSFET 還是關閉,低端 MOSFET 的打開。在啟動狀態下,

電容充電(C30),全橋輸出電流是零。在這裡所謂的啟動狀態的定義是 在VDD 腳=13.5V 電壓值之前。在啟動狀態時,SD(pin21)功能無效。

4.3.2 振盪器

在 VDD 腳或 HV 腳上的供電電壓高到可釋放驅動功率的時候,橋 的輸出電壓倚賴於EXO 腳(pin 20)的控制信號。如 SD 腳(<4.5V)

為低電位,除法器開始動作,全橋將開始工作,GLR 腳(pin1)和 GHL

(pin11)為高電位,GLL(pin3)和 GHR(pin14)為低電位。如果 SD 腳(>4.5V)為高電位,除法器無效,全橋的位置將倚賴於 EXO 腳(pin 20)的狀態。如果 VDD 腳和 HV 腳上的電源電壓下降到 13.5V 電壓值 以下時,IC 將又進入啟動狀態。

只要振盪在 HV 腳上的電源電壓經過釋放功率驅動點時,橋在兩個 定義的狀態之間互換。

a.左上和右下 MOSFET 開;右上和左下 MOSFET 關 b.左上和右下 MOSFET 關;右上和左下 MOSFET 開 振盪方式由三個不同的模式下產生

a.內部振盪模式

在這種模式下,全橋頻率由外部電阻R35(Rosc)和電容C31(Cosc) 的數值決定,這時EXO腳必須連到BE腳(pin7),為了實現精確的

(pin 21)到SGND腳來實現。由於除法器的存在,全橋的操作頻率 是振盪頻率的一半,全橋的轉換在RC信號的下降時發生。為使電流 的損耗最小,BE腳、BER腳(pin8)和EXO腳一起連到SGND腳(pin 2)或VDD腳(pin23)。

b.內部除法器停止的外部振盪器模式

在外部振盪器的模式下,外部控制器連到 EXO 腳,RC 腳對 SGND 短路,讓內部振盪器停止工作。如果內部除法器停止(SD 腳連到 VDD 腳),全橋輸出信號的占空比由外部振盪器信號決定,全橋頻 率等於外部振盪器的頻率。

c.帶內部除法器的外部振盪器模式

外部振盪器的模式也適用於使用內部除法器,(RC 腳和 SD 腳連到 SGND 腳)。由於存在除法器,全橋頻率是外部振盪頻率的一半,

橋的轉換由EXO 腳對 BE 腳信號的下降緣來觸發。

全橋振盪頻率的設計方程是

osc osc bridge

C f R

×

= × 8 . 2

1 (4.20)

為了避開音頻共振的問題,需要取100Hz~400Hz的低頻範圍,所以本 實驗設定Rosc=270 KΩ;Cosc=10 ns,可以產生大約 133Hz的開關頻率。

4.3.3 Dead Time

Dead time是截止一對功率MOSFET和打開下一對功率MOSFET之 間的時間。Dead time由合適的電阻RDT=470KΩ連接到DTC腳(pin 22)

來實現。

(4.21)

us t

t t R

dead

dead dead DT

2

70 270

470

70 270

=

×

=

×

=

RDT單位為KΩ;tdead單位為µs

在實際電路中一定要使用dead time,可以防止 MOSFET 發生短路的現 象。Dead time 是由一組半橋電壓的下降緣的延緩時間來決定的,由內 部電路將會檢測到斜線的存在,IC 有最小的 dead time(1µs)已在內部 固定了。

4.3.4 保護功能

如果 SD 腳連到了 SGND 腳,那麼就存在有除法器的功能。如果除 法器的功能存在,那麼在橋輸出狀態和EXO 腳之間就沒有直接的關聯。

只要 SD 腳上的電壓升到 4.5V,Shunt down 功能用於關閉所有的 MOSFET,shunt down 功能在其他狀態下無效。

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