工程師推薦:詳解各種IGBT驅動電路和保護方法
(2) 如果采用雙電源驅動技術,輸出負柵壓比較高,電源電壓的極限值為+18V/-15V,一般取+15V/-10V。
(3) 信號傳輸延遲時間短,低電平-高電平的傳輸延時以及高電平-低電平的傳輸延時時間都在1.5μs以下。
(4) 具有過流保護功能。M57962L通過檢測IGBT的飽和壓降來判斷IGBT是否過流,一旦過流,M57962L就會將對IGBT實施軟關斷,并輸出過 流故障信號。
(5) M57959的內部結構如圖所示,這一電路的驅動部分與EXB系列相仿,但是過流保護方面有所不同。過流檢測仍采用電壓采樣,電路特 點是采用柵壓緩降,實現(xiàn)IGBT軟關斷,
避免了關斷中過電壓和大電流沖擊,另外,在關斷過程中,輸入控制信號的狀態(tài)失去作用,既保護關斷是在封閉狀態(tài)中完成的。當保護開始時,立即送出故障信號,目的是切斷控制信號,包括電路中其它有源器件。
2SD315A集成驅動模塊
集成驅動模塊采用+15V單電源供電,內部集成有過流保護電路,其最大的特點是具有安全性、智能性與易用性。2SD315A能輸出很大的峰 值電流(最大瞬時輸出電流可達±15A),具有很強的驅動能力和很高的隔離電壓能力(4000V)。2SD315A具有兩個驅動輸出通道,適合于驅 動等級為1200V/1700V極其以上的兩個單管或一個半橋式的雙單元大功率IGBT模塊。其中在作為半橋驅動器使用的時候,可以很方便地 設置死區(qū)時間。
2SD315A內部主要有三大功能模塊構成,分別是LDI(Logic To Driver Interface,邏輯驅動轉換接口)、IGD(Intelligent Gate Driver,智能門極驅動)和輸入與輸出相互絕緣的DC/DC轉換器。當外部輸入PWM信號后,由LDI進行編碼處理,為保證信號不受外界條件的 干擾,處理過的信號在進入IGD前需用高頻隔離變壓器進行電氣隔離。從隔離變壓器另一側接收到的信號首先在IGD單元進行解碼,并把解碼后的PWM信號進行放大(±15V/±15A)以驅動外接大功率IGBT。當智能門極驅動單元IGD內的過流和短路保護電路檢測到IGBT發(fā)生過流和短路故障時,由封鎖時間邏輯電路和狀態(tài)確認電路產(chǎn)生相應的響應時間和封鎖時間,并把此時的狀態(tài)信號進行編碼送到邏輯控制單元LDI。LDI單元對傳送來的IGBT工作狀態(tài)信號進行解碼處理,使之在控制回路中得以處理。為防止2SD315A的兩路輸出驅動信號相互干擾,由DC/DC轉換器提供彼此隔離的電源供電。
2SD315使用時注意事項:
a、工作模式
驅動模塊的模式選擇端MOD外接+15V電源,輸入引腳RC1和RC2接地,為直接工作模式。邏輯控制電平采用+15V,信號輸入管腳InA、 InB連 接在一起接收來自單片機的脈沖信號。2SD315A的SO1和SO2兩只管腳輸出通道的工作狀態(tài)。當MOD接地時,MOD接地。通常半橋模式都是驅動一個直流母線上的一個橋臂,為避免上下橋臂直通必須設置死區(qū)時間,在死區(qū)時間里兩個 管子同時關斷。因此,RC 1、RC2端子必須根據(jù)要求外接RC網(wǎng)絡來產(chǎn)生死區(qū)時間,死區(qū)時間一般可以從100n,到幾個ms。圖中所示的RC 1、 RC2分別連接lOk.的電阻和100pF的電容,這樣產(chǎn)生的死區(qū)時間大約是500ns.
b、端口VL/Reset
這個端子是用來定義具有施密特性質的輸入InA和InB的,使得輸入在2/3VL時開通,在I/3 VL時作為關斷信號。當PWM信號是TTL電平時, 該端子連接如圖3-5所示,當輸入InA和InB信號為15V的時候,該端子應該通過一個大約1K左右的電阻連接到++15V電源上,這樣開啟和關斷電壓分別應該是lov和5V。另外,輸入UL/Reset端還有另外的功能:如果其接地,則邏輯驅動接口單元l.DI001內的錯誤信息被清除。
c、門極輸出端
門極輸出Gx端子接電力半導體的門極,當SCALE驅動器用15V供電的時候,門極輸出土15V.負的門極電壓由驅動器內部產(chǎn)生。使用如圖3-6 結構的電路可以實現(xiàn)開通和關斷的速度的不一樣,增加了用戶使用的靈活性。
d、布局和布線
驅動器應該盡可能近的和功率半導體放在一起,這樣從驅動器到電力晶體管的引線就會盡可能的短,一般來說驅動器的連線盡量不要長 過10厘米。同時一般要求到集電極和發(fā)射極的引線采用絞合線,還有可以在IGBT的門極和發(fā)射極之間連接一對齊納穩(wěn)壓二極管(15~18V) 來保護IGBT不會被擊穿。
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