工程師推薦：詳解各種IGBT驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)方法

(2) 如果采用雙電源驅(qū)動(dòng)技術(shù)，輸出負(fù)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(shí)間短，低電平-高電平的傳輸延時(shí)以及高電平-低電平的傳輸延時(shí)時(shí)間都在1.5μs以下。

(4) 具有過流保護(hù)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(huì)將對IGBT實(shí)施軟關(guān)斷，并輸出過 流故障信號。

(5) M57959的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，這一電路的驅(qū)動(dòng)部分與EXB系列相仿，但是過流保護(hù)方面有所不同。過流檢測仍采用電壓采樣，電路特 點(diǎn)是采用柵壓緩降，實(shí)現(xiàn)IGBT軟關(guān)斷，

避免了關(guān)斷中過電壓和大電流沖擊，另外，在關(guān)斷過程中，輸入控制信號的狀態(tài)失去作用，既保護(hù)關(guān)斷是在封閉狀態(tài)中完成的。當(dāng)保護(hù)開始時(shí)，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(qū)動(dòng)模塊

集成驅(qū)動(dòng)模塊采用+15V單電源供電，內(nèi)部集成有過流保護(hù)電路，其最大的特點(diǎn)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(shí)輸出電流可達(dá)±15A)，具有很強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力和很高的隔離電壓能力(4000V)。2SD315A具有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輸出通道，適合于驅(qū) 動(dòng)等級為1200V/1700V極其以上的兩個(gè)單管或一個(gè)半橋式的雙單元大功率IGBT模塊。其中在作為半橋驅(qū)動(dòng)器使用的時(shí)候，可以很方便地 設(shè)置死區(qū)時(shí)間。

2SD315A內(nèi)部主要有三大功能模塊構(gòu)成，分別是LDI(Logic To Driver Interface,邏輯驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換接口)、IGD(Intelligent Gate Driver,智能門極驅(qū)動(dòng))和輸入與輸出相互絕緣的DC/DC轉(zhuǎn)換器。當(dāng)外部輸入PWM信號后，由LDI進(jìn)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(jìn)入IGD前需用高頻隔離變壓器進(jìn)行電氣隔離。從隔離變壓器另一側(cè)接收到的信號首先在IGD單元進(jìn)行解碼，并把解碼后的PWM信號進(jìn)行放大(±15V/±15A)以驅(qū)動(dòng)外接大功率IGBT。當(dāng)智能門極驅(qū)動(dòng)單元IGD內(nèi)的過流和短路保護(hù)電路檢測到IGBT發(fā)生過流和短路故障時(shí)，由封鎖時(shí)間邏輯電路和狀態(tài)確認(rèn)電路產(chǎn)生相應(yīng)的響應(yīng)時(shí)間和封鎖時(shí)間，并把此時(shí)的狀態(tài)信號進(jìn)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(jìn)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(qū)動(dòng)信號相互干擾，由DC/DC轉(zhuǎn)換器提供彼此隔離的電源供電。

2SD315使用時(shí)注意事項(xiàng)：

a、工作模式

驅(qū)動(dòng)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(jī)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(dāng)MOD接地時(shí)，MOD接地。通常半橋模式都是驅(qū)動(dòng)一個(gè)直流母線上的一個(gè)橋臂，為避免上下橋臂直通必須設(shè)置死區(qū)時(shí)間，在死區(qū)時(shí)間里兩個(gè) 管子同時(shí)關(guān)斷。因此，RC 1、RC2端子必須根據(jù)要求外接RC網(wǎng)絡(luò)來產(chǎn)生死區(qū)時(shí)間，死區(qū)時(shí)間一般可以從100n，到幾個(gè)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(shí)間大約是500ns.

b、端口VL/Reset

這個(gè)端子是用來定義具有施密特性質(zhì)的輸入InA和InB的，使得輸入在2/3VL時(shí)開通，在I/3 VL時(shí)作為關(guān)斷信號。當(dāng)PWM信號是TTL電平時(shí)， 該端子連接如圖3-5所示，當(dāng)輸入InA和InB信號為15V的時(shí)候，該端子應(yīng)該通過一個(gè)大約1K左右的電阻連接到++15V電源上，這樣開啟和關(guān)斷電壓分別應(yīng)該是lov和5V。另外，輸入U(xiǎn)L/Reset端還有另外的功能：如果其接地，則邏輯驅(qū)動(dòng)接口單元l.DI001內(nèi)的錯(cuò)誤信息被清除。

c、門極輸出端

門極輸出Gx端子接電力半導(dǎo)體的門極，當(dāng)SCALE驅(qū)動(dòng)器用15V供電的時(shí)候，門極輸出土15V.負(fù)的門極電壓由驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部產(chǎn)生。使用如圖3-6 結(jié)構(gòu)的電路可以實(shí)現(xiàn)開通和關(guān)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(qū)動(dòng)器應(yīng)該盡可能近的和功率半導(dǎo)體放在一起，這樣從驅(qū)動(dòng)器到電力晶體管的引線就會(huì)盡可能的短，一般來說驅(qū)動(dòng)器的連線盡量不要長 過10厘米。同時(shí)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(hù)IGBT不會(huì)被擊穿。