Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD (대한전자공학회논문지SD)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

A Design of Gate Drive and Protection IC for Insulated Gate Power Devices

고전력 절연 게이트 소자의 구동 및 보호용 파워 IC의 설계

  • Ko, Min-Joung (Department of Electronic and Computer Engineering, Dankook University) ;
  • Park, Shi-Hong (Department of Electronic and Computer Engineering, Dankook University)
  • 고민정 (단국대학교 전자컴퓨터공학과) ;
  • 박시홍 (단국대학교 전자컴퓨터공학과)
  • Published : 2009.03.25
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Abstract

This paper deals with gate drive and power IC for high power devices(600V/200A and 1200V/150A). The proposed gate driver provides high gate driving capability (4 A source, 8 A sink), and over-current protected by means of power transistor desaturation detection. In addition, soft-shutdown function is added to reduce voltage overshoots due to parasitic inductance. This gate drive If is designed, fabricated, and tested using the Dongbu hitek 0.35um BCDMOS process.

본 논문에서는 600V/200A 또는 1200V/150A와 같은 고전력 절연 게이트 소자를 구동 및 보호하기 위한 파워 IC에 대한 연구에 대해서 살펴보았다. 고전력 소자의 구동을 위해서 최대 Sourcing 전류 4A, 최대 Sinking 전류 8A로 설계하였으며, 과전류 보호회로로는 전력소자의 드레인(콜렉터) 전압을 측정하여, Desaturation을 검출하는 방식을 사용하였다. 또한 과전류 보호시 기생 인덕턴스에 의해 발생할 수 있는 과전압을 억제하기 위해서 soft-shutdown 기능을 추가하였다. 제안된 게이트 구동 IC는 동부하이텍의 고전압 BCDMOS 공정인 0.35um BDA350 공정과 PDK를 사용하여 설계 및 제작하여 검증하였다.

Keywords

References

  1. A. D. Pathak, "MOSFET/IGBT drives theory and applications," IXYS Corporation, pp. 1, Santa Clara, CA 2001
  2. V. K. Khanna, "The Insulated Gate Bipolar Transistor IGBT Theory and Design," Wiley-Interscience, pp. 5-11, 2003
  3. 김상철, 김은동, "전력반도체 기술 및 시장동향," 전기전자재료, pp. 15-24, 2002
  4. Toshio Takahashi, "IGBT Protection in AC or BLDC Motor Drives," International Redifer Techniml Paper, 2000
  5. E. R. Motto, "Hybrid Circuits Simplify IGBT Module Gate Drive," Powerex Inc., 1999
  6. G. Majumdar et. al. "Novel Intelligent Power Modules for Low-Power Inverters" 1998 IEEE PESC Proceedings https://doi.org/10.1109/PESC.1998.703153
  7. Sasagawa, K., Miki, H., "A new driving and protective circuit of IGBT for motor drive application", in Proc. of 1993 IEEE Appl. Power Elec. Conf. (APEC) , pp. 402-407, 1993 https://doi.org/10.1109/APEC.1993.290691
  8. S. Musumeci, R. Pagano, A. Raciti, G. Belverde, M. Melito, "A new gate circuit performing fault protections of IGBTs during short circuit transients", in Rec. of the 2002 IEEE Ind. Appl. Society Ann. Meeting, vol. 4, pp. 2614 .2621, Oct. 2002 https://doi.org/10.1109/IAS.2002.1042816