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A-08-8 一,极限参数(Ta=25℃) 二,电气参数(Ta=25℃) Dual ACEE IGBT Driver PSHI

332 双路智能中功率 IGBT 驱动器 特点 可以驱动全系列1700V以下IGBT 工作模式可选择半桥模式或两个单路模式 输入可兼容CMOS/TTL(HCMOS)电平 通过检测VCE 提供短路保护 发生短路时,具有软关断功能 通过变压器(而非光耦)进行电气隔离 电源欠压保护(电源电压Vc/6mA +5…+24V ERROR 选择 Vs +15V 上管死区时间设置 下管死区时间设置 故障复位模式 互锁/独立模式 上管信号输入 下管信号输入 故障输出高电平有效 故障输出低电平有效 J1;

K1 独立工作模式 互锁模式(半桥模式) J2;

K2 1秒自动复位 输入同时置低>

5?s复位 J3;

K3 +5V电平(TTL-HCMOS) +15V电平(CMOS) J4;

K4 PSHI 332系统构成图 +15V VC VS 图2, PSHI 332驱动器系统构成图 X3.

8 X3.

6 X3.

4 X3.

3 RGoff-SC X3.

7 BY203-20 RGON RCE CCE DHV VCEstat Setup Tdead Setup RGOFF 双绞线 X3.

2 X3.

1 X3.

5 6

5 8

9 (过流保护) 软关断 +15V 0V -8V 功率输出 缓冲器 DC DC VCE 监测

7 PDI

02 X2.

8 X2.

6 X2.

4 X2.

3 RGoff-SC X2.

7 BY203-20 RGON RCE CCE DHV VCEstat Setup Tdead Setup RGOFF 双绞线 X2.

2 X2.

1 X2.

5 X1.

12 X1.

7 X1.

8 X1. 15,16,17 X1. 14,18,19 X1.

6 X1.

9 X1.

10 X1.

13 X1.

11 X1.

5 X1. 1,2,3,4 空脚 PSHI

332 100 kHz

80 60

40 20

0 fmax

0 1

2 3

4 QG μC Not allowed area 6.3μC

6 5 图1,最大开关频率与充电电荷之间的关系 北京普实鸿飞科技发展有限公司 010-62567686 www.pshfi.com A-08-10 系统的构成与性能特点: 输入电平选择 电路可以选择输入信号为 5V(TTL,HCMOS)或15V(CMOS)信号,并且通过将输 入信号与一个电平进行比较可以对输入信号进行整形,提高了驱动电路的抗干扰能力.出厂默认(X1.6 悬空) 为CMOS(15V) ,但是可以由用户短接 J4,K4(即X1.6 接+ 15V 电源)来改变到 HCMOS(5V) .针 对干扰环境设定的标准电平是 15V(出厂设定) ,或者当外部控制电路和 PSHI332 之间(需要考虑抗干扰能 力)的连接使用较长连接线路(L>

50cm)时也必须使用 +15V 电平.要使用低电平且控制板和驱动器之间为 短连接线路时,TTL-HCMOS 电平(5V)可以通过短接 J4,K4(即X1.6 接+ 15V 电源)来选择,这对来 自于μ P 控制器的信号特别有用. 因为线路可能存在干扰,对于长的输入线路,我们不推荐使用 5V 电平. 如果连接 PSHI332 和控制板之间用的是短连接线路,那么就没有什么需要特别注意的.但是,当连接线路的 长度是 50cm 或者更长(我们建议限制电缆线路的长度小于

1 米)的时候,就要注意避免使用 TTL(5V)电平,必须要用 CMOS(15V)电平;

同时要使用双绞线形式的扁平电缆或屏蔽电缆,可以通过电容、电阻来 连接,管脚 X1.15,16,17 接外壳地. 驱动器的信号输入端内置下拉电阻,可保证输入端断开或悬空时 IGBT 处于关断状态. 输入电平的阈值如下: 互锁 电路用于防止在半桥模式下 IGBT 上下两管同时导通,上管和 下管之间要有一定的死区时间,默认的死区时间为

10 μ s,通过调节连 接到 X1.11脚上的RTD1 以及连接到X1.5脚上的RTD2 的电阻的阻值可以对 死区时间进行调节,以适合于不同电流等级的 IGBT 以及不同的工作频 率.表1给出了 RTD 电阻与死区时间之间的对应关系.在独立模式下, 互锁功能被取消,此时 J2,K2 被短接 (即X1.10接地) . (图3) 输入缓冲 电路,用以对输入信号进行转换,使得其符合用于传递 信号的铁氧体变压器的要求,同时确保其它假的信号不会被传输到输出 侧. 故障记忆 电路,一旦发生 IG BT 过流或者供电电源欠压, 故障 记忆 电路将关断并锁住所有 IGBT 信号,并通过一个集电极开路的晶 体管输出故障信号.默认的故障信号输出为低电平有效(即X1.13 脚悬 空) ,如果需要高电平有效,用户只需将跳线 J1,K1 短接即可(即X1.

13 脚接+ 15V 电源) . 欠压检测 电路确保驱动板不会在低于 13V 的供电电压下工作,一 旦供电电压低于 13V,系统将关断所有 IGBT 的输入信号. 铁氧体变压器 用于传递信号,可以实现双向传输,高dv/dt(75kV/ μ s) ,以及高的隔离电压(4kV,AC/1 分钟) ,同时还能消除 500ns 以下的短脉冲信号. 驱动器内置高频 DC/DC 隔离电源 ,为 功率输出 电路提供隔离 电源,电源输出为 +15V/-8V,电源采用全桥整流、滤波及稳压电路, 使得驱动器不需要使用外部隔离电源就能获得必要的门极电压. 驱动器可 与控制系统使用相同电源(+15V) ,多路驱动器可以使用相同的电源 (+

1 5 V ) ,无须隔离. +5V电平(TTL-HCMOS) +15V电平(CMOS) J4;

K4 VIN1 VIN2 VGE1 VGE2 ViT- ViT+ 90% 10% 600ns tTDmin 图3, 互锁作用时间图 RTD 阻值 死区时间

10 KΩ 0.9 μs

22 kΩ 1.8 μs

33 kΩ 2.5 μs

47 kΩ 3.2 μs

68 kΩ

4 μs

100 kΩ

5 μs

330 kΩ 7.7 μs 不接

10 μs 表

1、RTD与死区时间的对应关系 VIT+ (High) min typ max VIT- (Low) min typ max

15 V 9,5 V 11,0 V 12,5 V

15 V 3,6 V 4,2 V 4,8 V

5 V 1,8 V 2,0 V 2,4 V

5 V 0,50 V 0,65 V 0,80 V 独立工作模式 互锁模式(默认值) J2;

K2 PSHI

332 北京普实鸿飞科技发展有限公司 010-62567686 www.pshfi.com A-08-11 软关断 电路,在短路情况下,软关断电路自动增加了 RGOFF 的串联电阻从 通过减少 di/dt 值可以得到更小的电压尖峰.由于在短路情况下,IGBT 的同类型峰值电流将增加到正常电流的 6-8 倍,且电源电路总是存在着寄生电感,所以必须要比正常工作更长的时间把电流减小到零,避免过高的电 压尖峰给 IGBT 带来损害.默认软关断用电阻为

22 Ω,用户可以在 X2.1,X2.2 及X3.1,X3.2 引脚之间并 联适当阻值的 RGOFF-CS 来减少软关断时间. VCE 监控电路 负责短路监测,它在 IGBT 处于导通状态时监 测IGBT 的集电极-发射极电压 VCE ,通过 IGBT 的集电极直接测 量VCEsat 来实现对短路故障的监测.当IGBT 发生短路时,它通 过软关断电路关断 IGBT 并封锁输出缓冲器,同时发送一个信号 到控制端的故障记忆电路. 参考电压 VCEref 可以根据 IGBT 开关特性进行动态调整,当IGBT 关断时该值被复位.VCEref 不是静态的,而是在 IGBT 导通瞬间开 始大约从 15V 依照时间常数τ(受CCE 控制)以指数形式下降到 V C E s t a t (由RCE决定) (参见图

4 ) . VCE 监测的阈值 VCEstat 是VCEref 的稳态值,受电阻 RCE 控制,可通 过电阻 RCE (X2.6,X3.6)来调整到 IGBT 所需要的最大值,正常状态 下它的取值应为 VCEstat >

VCEsat ,最大不应超过 10V.VCEref 的延时 时间受电容 CCE (X2.7,X3.7)及电阻 RCE 控制,它控制 IGBT 导通后 到VCEstat 监测启动之间的盲区时间 tdead . 为了避免误报故障,在IGBT 导通瞬间(这时的 VCE >

VCEref )必须要为 VCEref 下降提供足够的盲区时间 tdead ,因为 VCE 信号监测的内部门槛值被限定在 10V,当VCEref 下降到 10V 时(即离开监测盲区 tdead 后)只要 VCE >

VCEref , VCE 监控电路 即被触发并通过 软关断电路 关断 IGBT.正常工作状态和可能的故障模式如图 5. 通过调整盲区时间 tdead 可以调整 VCE 监控电路 的监控灵敏度,比如一些特殊应用场合需要上、下管瞬间 直通的工作状况,可以通过调整电容 CCE 的值延长监测盲区来实现,但需要特别注意的是从 IGBT 导通(短路 开始)至软关断电路彻底........