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(多图) 性能优良的混合双路驱动器集成电路

21ic 顺德恒太机电安装有限公司 李志刚?? 2011年04月28日 ?? 收藏0

  整个驱动器采用了模块封装形式,可以同时驱动两路信号。只用一路时,如使用输出1,将输出2的VCE2(S1)端和E2(S9)端短接。

  2)内锁电路??? 内部具有双IGBT互锁电路,以防止两路信号同时为开态,1路IGBT的关信号与另1路IGBT的开信号互锁的典型时间tTD=2.7μs,可避免IGBT半桥直通,如图3所示。

脉冲传输特性

图3 脉冲传输特性

  3)窄脉冲抑制??? 如果开关脉冲过窄,脉冲变压器不能被充分励磁,且其输出端的耦合电容也不能被充分充电,这样,驱动器输出端触发器将保持原状态。窄脉冲抑制功能可以确保仅传送有效触发脉冲。

  4)错误监控与存储???? SKHI21/SKHI22的电路监控器主要有VS监控和VCE监控。当VS低于某一门限值或VCE高于某一门限值时,则SKHI21/SKHI22封锁输出驱动脉冲,防止被驱动功率开关器件损坏。

  (1)电源监控??? 驱动器电源电压VS最小值为13V,如果低于该值,即产生错误信号,从而封锁驱动脉冲,电源达到其正常值(15V)且延时4μs以后,才允许输出脉冲。

  (2)VCE监控??? VCE监控主要用于监视IGBT开态时集电极和发射极间的电压VCE,VCE的门限为10V。如果IGBT的C、E间电压超出参考电压VCEREF,输出信号会立即为零,VCEREF是可变的。IGBT开启的瞬间高电压是允许的。VCEREF则用外接电阻RCE(连接在引脚CCE和E之间)设置,但不能超过10V。并联在RCE两端的电容CCE可用来增加VCEREF的延迟时间常数,此时间即为控制IGBT开通到VCE监控激活的最小时间。当IGBT的C、E间电压超过VCEREF的tmin时间后,VCE监控才起作用。

  (3)Error存储错误存储单元可对错误监控电路提供的信号进行存储,一旦有“错误存储”将同时阻止对两个IGBT的开脉冲,当错误监控电路无脉冲输出且双路输出均为零时,错误存储才能被清除。错误存储信号送至“ERROR”端子,并可连接至控制电路。

  4 典型应用

  SKHI21/SKHI22的上述优良性能和特点,决定了它的单块可以用于单相半桥IGBT或MOSFET逆变器中,多块可用于单相全桥或三相全桥逆变器中。

  SKHI21/SKHI22用于单相半桥逆变器中,典型应用电路如图4所示。信号经过驱动模块功率放大后,分别送到2个IGBT的C、E端。

典型应用电路图

图4 典型应用电路图

  主要参数选择如下。

  1)RTD的选择??? 在一些特定电路中,需要更长的内部互锁时间,可通过在脚RTD外接电阻来实现。由两个外接电阻RTD设置信号延迟时间,电阻接在引脚RTD和VS之间,其典型时间tTD=2.7+0.13RTD,RTD<100kΩ。式中,RTD单位为kΩ。

  2)RCE、CCE的选择

  VCEstat的选择如图5所示。

VCEstat与RCE的关系曲线

图5 VCEstat与RCE的关系曲线

  计算RCE(RCE>10kΩ)的公式为

VCEstat=[9RCE(kΩ)-25]/[10+RCE(kΩ)]

  式中:VCEstat的单位为V。

  tmin(tmin<10μs)的选择

  根据公式计算CCE(CCEmax=2.7nF)

tmin=CCE(nF)[10RCE(kΩ)/(10+RCE)]×ln[(15-VCEstat(V))/(10-VCEstat)]

  典型参数:RTD=0,RCE=24kΩ,CCE=330pF,VCEstat=5.6V,tmin=1.75μs。

  3)RON、ROFF的选择??? 外接电阻RON用于设置IGBT开启速度,RON越大,开启速度越低,且续流二极管反向恢复峰值电流减小;外接电阻ROFF用于设置IGBT关断速度,ROFF越大,关断越慢,且寄生电感两端电压也下降。典型值:RONmin=3.3Ω,ROFFmin=3.3Ω。

  4)IGBT模块过温保护电路的连接模块温度监控可由ERROR端与GND端连接双金属热保护器来实现。超过标定温度时,保护器触点打开,使ERROR端有错误信号输出。

  5 结语

  实践证明,SKHI21/SKHI22确实是一款性能优良的混合双路IGBT或MOSFET驱动器集成电路。


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驱动器? SKHI21? RTD? 逆变器?

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