【经验】屹晶微电子推出的逆变器EG8010死区时间的选择经验

时间： 2022-11-09 来源：世强

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屹晶微电子推出的EG8010是一款数字化的、功能完善的、自带死区时间控制的纯正弦波逆变器芯片，可以采用DC-DC-AC两级功率变换架构或DC-AC单级工频变压器升压变换架构。通过外接的12MHz晶体振荡器，能实现高精度、低失真和低谐波参量的50Hz或60Hz纯正弦波逆变。该芯片采用先进的CMOS工艺，内部集成SPWM正弦发生器、死区时间控制电路、幅度因子乘法器、软启动电路、保护电路、RS232串行通讯接口和128×32串行液晶驱动模块等功能。

逆变电路采用全桥拓扑，参考电路如图一所示。

图一：DC-AC变换架构参考电路

客户在300W车载逆变器项目中，采用EG8010逆变器搭配EG2113D栅极驱动的方案，基于DC-AC单级工频变压器升压变换架构，想实现12V直流输入，220V 50Hz交流输出，为车载后装电器供电。在芯片评估过程中，客户发现该芯片共有四种死区时间，分别是：300ns、500ns、1μs和1.5μs，可以通过DT1和DT0引脚进行配置，客户想选择合适的死区时间，进行测试。

图二：死区时间的配置

由于MOSFET和IGBT等功率管结电容的存在，它们的开通与关断都存在延迟，为了避免上下管同时导通造成短路，需要给驱动信号增加死区时间，保证一个管完全关断后，另一个管开通，从而保障电路安全平稳运行。但是，如果设置的死区时间过短，也会造成上下管同时导通，而死区时间过长，又会造成输出波形失真，损耗增大，因此，选择一个合适的死区时间就尤为重要。

死区时间的选择与MOSFET和IGBT等功率管的开通、关断延迟时间有关。以图一中所采用的NMOS——IRF3205为例，它的开关时间参数如下：

图三：IR3205开关时间

结合MOS的开关时间参数，根据公式，可以计算出合适的死区时间，相关公式如下：

Td=[Td_mos(on)-Td_mos(off)]×1.2

通过上式，可以知道，决定死区时间选择的主要因素来自于开关管，通常高压MOS的开关延迟时间长于低压MOS，而MOS的反应速度也要快于IGBT。此外，还有考虑上升和下降时间，驱动芯片的最大和最小传输延迟时间也会对死区时间造成影响，一般来说，光耦驱动的传输延迟时间较大。

因此，如果客户采用DC-AC单级工频变压器升压变换架构，并采用低压、大电流的MOS，则死区时间可以选择较小的值；如果采用DC-DC-AC两级功率变换架构，并采用高压的MOS，则死区时间应该适当延长。

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