幾種用于IGBT驅(qū)動(dòng)的集成芯片

1、幾種用于IGBT驅(qū)動(dòng)的集成芯片2.1TLP250TOSHIBA公司生產(chǎn)在一般較低性能的三相電壓源逆變器中,各種與性能限制,通過(guò)檢測(cè)直流母線上流入逆變橋的直流如變頻器中的自動(dòng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償、轉(zhuǎn)差率補(bǔ)償?shù)?同時(shí),果也可以用來(lái)完成對(duì)逆變單元中IGBT實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)此在這種逆變器中,對(duì)IGBT驅(qū)動(dòng)電路的要求相比照擬也比擬低.這種類型的驅(qū)動(dòng)芯片主要有東芝公司生夏普公司生產(chǎn)的PC923等等.這里主要針對(duì)TLP250做一TLP250包含一個(gè)GaAlAs光發(fā)射二極管和一個(gè)集成光腳雙列封裝結(jié)構(gòu).適合于IGBT或電力MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)為TLP250的內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,表1給出了其工作時(shí)的真1電流相關(guān)的電流即可,這一檢測(cè)結(jié)等

2、功能.因簡(jiǎn)單,本錢產(chǎn)的TLP250,介紹.探測(cè)器,8電路.圖2直表.TLP250的典型特征如下：1輸入閾值電流IF:5mA最大；2） 電源電流ICC:11mA最大；3） 電源電壓VCC:1035V;4） 輸出電流IO:±0.5A最??；5） 開(kāi)關(guān)時(shí)間tPLH/tPHL:0.5s最大；6） 隔離電壓：2500Vpms最小.表2給出了TLP250的開(kāi)關(guān)特性,表3給出了TLP250的推薦工作條件IIVfU的電氣特性符號(hào),單9赭蟲(chóng)某件品小M沿點(diǎn)上化桶延此一慮,4i,=mAIh口.上if"IIIf*d高一fttt1,1llrIm-+I5V'(>.pn.s輸出卜葉葉同J4-

3、L“=-15、輸出下降山間/口./=2(mq_-M)0V.品忠輸出酎共5/.-KihA-武制之仇找里l1一一軸】,工=25半.Lm=&0OV.設(shè)忠瑜出時(shí)兒r.I,A=11mA.式用雷把撥限口71|=.卬,T-25(1來(lái)開(kāi)容壞電損瓷會(huì)陶效S4-k/O共me0/1作過(guò)個(gè)路超一旁應(yīng)接的不連供度注：使用TLP250時(shí)應(yīng)在管腳8和5間穩(wěn)定高增益線性放大器的工作,提關(guān)性能,電容和光耦之間的引線長(zhǎng)圖3和圖4給出了TLP250的兩種典型的應(yīng)用電路在圖4中,TR1和TR2的選取與用于IGBT驅(qū)動(dòng)的柵極電阻有直接的關(guān)系,例如,電源電壓為24V時(shí),TR1和TR2的Icmax>24/Rg圖5給出了TLP

4、250驅(qū)動(dòng)IGBT時(shí),1200V/200A的IGBT上電流的實(shí)驗(yàn)波形50A/104so可以看出,由于TLP250不具備過(guò)流保護(hù)功能,當(dāng)IGBT過(guò)流時(shí),通過(guò)限制信號(hào)關(guān)斷IGBT,IGBT中電流的下降很陡,且有一個(gè)反向的沖擊.這將會(huì)產(chǎn)生很大的di/dt和開(kāi)關(guān)損耗,而且對(duì)限制電路的過(guò)流保護(hù)功能要求很高.3rnr25tf；的白出支電.y：TLP250使用特點(diǎn)：1TLP250輸出電流較小,對(duì)較大功率IGBT實(shí)施驅(qū)動(dòng)時(shí),需要外加功率放大電路.2由于流過(guò)IGBT的電流是通過(guò)其它電路檢測(cè)來(lái)完成的,而且僅僅檢測(cè)流過(guò)IGBT的電流,這就有可能對(duì)于IGBT的使用效率產(chǎn)生一定的影響,比方IGBT在平安工作區(qū)時(shí),有時(shí)出

5、現(xiàn)的提前保護(hù)等.3要求限制電路和檢測(cè)電路對(duì)于電流信號(hào)的響應(yīng)要快,一般由過(guò)電流發(fā)生到IGBT可靠關(guān)斷應(yīng)在10仙以內(nèi)完成.4當(dāng)過(guò)電流發(fā)生時(shí),TLP250得到限制器發(fā)出的關(guān)斷信號(hào),對(duì)IGBT的柵極施加一負(fù)電壓,使IGBT硬關(guān)斷.這種主電路的dv/dt比正常開(kāi)關(guān)狀態(tài)下大了許多,造成了施加于IGBT兩端的電壓升高很多,有時(shí)就可能造成IGBT的擊穿.2.2EXB8.SeriesFUJIELECTRIC公司生產(chǎn)隨著有些電氣設(shè)備對(duì)三相逆變器輸出性能要求的提升及逆變器本身的原因,在現(xiàn)有的許多逆變器中,把逆變單元IGBT的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)和主電路電流的檢測(cè)分別由不同的電路來(lái)完成.這種驅(qū)動(dòng)方式既提升了逆變器的性能,又提升

6、了IGBT的工作效率,使IGBT更好地在平安工作區(qū)工作.這類芯片有富士公司的EXB8.Series、夏普公司的PC929等.在這里,我們主要針對(duì)EXB8.Series做一介紹.EXB8.Series集成芯片是一種專用于IGBT的集驅(qū)動(dòng)、保護(hù)等功能于一體的復(fù)合集成電路.廣泛用于逆變器和電機(jī)驅(qū)動(dòng)用變頻器、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)、UPS、感應(yīng)加熱和電焊設(shè)備等工業(yè)領(lǐng)域.具有以下的特點(diǎn)：1不同的系列標(biāo)準(zhǔn)系列可用于到達(dá)10kHz開(kāi)關(guān)頻率工作的IGBT,高速系列可用于到達(dá)40kHz開(kāi)關(guān)頻率工作的IGBT.2內(nèi)置的光耦可隔離高達(dá)2500V/min的電壓.3單電源的供電電壓使其應(yīng)用起來(lái)更為方便.4內(nèi)置的過(guò)流保護(hù)功能使得I

7、GBT能夠更加平安地工作.5具有過(guò)流檢測(cè)輸出信號(hào).6單列直插式封裝使得其具有高密度的安裝方式.常用的EXB8.Series主要有：標(biāo)準(zhǔn)系列的EXB850和EXB851,高速系列的EXB840和EXB841.其主要應(yīng)用場(chǎng)合如表4所示.口MMM)1M.RT的普助12mV【GRT的小動(dòng)Wise144IWA<75A<30CA忸帶第州IABxMEX語(yǔ)1FAllbJOLXb«|高速招列1口型_EKH*KXItWtXBMl表EUK.rJnf的主要應(yīng)用增合注：1標(biāo)準(zhǔn)系列：驅(qū)動(dòng)電路中的信號(hào)延遲04世s2高速系列：驅(qū)動(dòng)電路中的信號(hào)延遲01.511s圖6給出了EXB8.Series的功能方框圖

8、.表5給出了EXB8.Series的電氣特性0表6給出了EXB8.Series工作時(shí)的推薦工作條件.表6EXB8.Series工作時(shí)的推薦工作條圖7給出了EXB8.Series的典型應(yīng)用電路用71HK4時(shí)再型應(yīng)用電色LRA'bH'EXB8.Series使用不同的型號(hào),可以到達(dá)驅(qū)動(dòng)電流高達(dá)400A,電壓高達(dá)1200V的各種型號(hào)的IGBT.由于驅(qū)動(dòng)電路的信號(hào)延遲時(shí)間分為兩種：標(biāo)準(zhǔn)型EXB850、EXB851<4s區(qū)高速型EXB840、EXB841<1s,所以標(biāo)準(zhǔn)型的IC適用于頻率高達(dá)10kHz的開(kāi)關(guān)操作,而高速型的IC適用于頻率高達(dá)40kHz的開(kāi)關(guān)操作.在應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)

9、中,應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：IGBT柵射極驅(qū)動(dòng)電路接線必須小于1m；IGBT柵射極驅(qū)動(dòng)電路接線應(yīng)為雙絞線；如想在IGB集電極產(chǎn)生大的電壓尖脈沖,那么增加IGBT柵極串聯(lián)電阻(Rg)即可；應(yīng)用電路中的電容C1和C2取值相同,對(duì)于EXB850和EXB840來(lái)說(shuō),取值為33仙F對(duì)于EXB851和EXB841來(lái)說(shuō),取值為47仙F該電容用來(lái)吸收由電源接線阻抗而引起的供電電壓變化.它不是電源濾波器電容.EXB8.Series的使用特點(diǎn)：1) EXB8.Series的驅(qū)動(dòng)芯片是通過(guò)檢測(cè)IGBT在導(dǎo)通過(guò)程中的飽和壓降Uce來(lái)實(shí)施對(duì)IGBT的過(guò)電流保護(hù)的.對(duì)于IGBT的過(guò)電流處理完全由驅(qū)動(dòng)芯片自身完成,對(duì)于電

10、機(jī)驅(qū)動(dòng)用的三相逆變器實(shí)現(xiàn)無(wú)跳閘限制有較大的幫助.2) EXB8.Series的驅(qū)動(dòng)芯片對(duì)IGBT過(guò)電流保護(hù)的處理采用了軟關(guān)斷方式,因此主電路的dv/dt比硬關(guān)斷時(shí)小了許多,這對(duì)IGBT的使用較為有利,是值得重視的一個(gè)優(yōu)點(diǎn).3) EXB8.Series驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)集成了功率放大電路,這在一定程度上提升了驅(qū)動(dòng)電路的抗干擾水平.4) EXB8.Series的驅(qū)動(dòng)芯片最大只能驅(qū)動(dòng)1200V/300A的IGBT,并且它本身并不提倡外加功率放大電路,另外,從圖7中可以看出,該類芯片為單電源供電,IGBT的關(guān)斷負(fù)電壓信號(hào)是由芯片內(nèi)部產(chǎn)生的一5V信號(hào),容易受到外部的干擾.因此對(duì)于300A以上的IGBT或者IGB

11、T并聯(lián)時(shí),就需要考慮別的驅(qū)動(dòng)芯片,比方三菱公司的M57962L等.圖8給出了EXB841驅(qū)動(dòng)IGBT時(shí),過(guò)電流情況下的實(shí)驗(yàn)波形.可以看出,正如前面介紹過(guò)的,由于EXB8.Series芯片內(nèi)部具備過(guò)流保護(hù)功能,當(dāng)IGBT過(guò)流時(shí),采用了軟關(guān)斷方式關(guān)斷IGBT,所以IGBT中電流是一個(gè)較緩的斜坡下降,這樣一來(lái),IGBT關(guān)斷時(shí)的di/dt明顯減少,這在一定程度上減小了對(duì)限制電路的過(guò)流保護(hù)性能的要求.2.3M579.SeriesMITSUBISHI公司生產(chǎn)M579.Series是日本三菱公司為IGBT驅(qū)動(dòng)提供的一種IC系列,表7給出了這種系列的幾種芯片的根本應(yīng)用特性其中有*者為芯片內(nèi)部含有Booster

12、電路.方在型速流較,典快電比似的用的來(lái)類時(shí)選要在M579.Series中,以M57962L為例做出一般的解釋.隨著逆變器功率的增大和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜,驅(qū)動(dòng)信號(hào)的抗干擾水平顯得尤為重要,比擬有效的方法就是提升驅(qū)動(dòng)信號(hào)關(guān)斷IGBT時(shí)的負(fù)電壓,M57962L的負(fù)電源是外加的這點(diǎn)和EXB8.Series不同,所以實(shí)現(xiàn)起便.它的功能框圖和圖6所示的EXB8.Series功能框圖極為此不再贅述.圖9給出了M57962L在驅(qū)動(dòng)大功率IGBT模塊電路圖.在這種電路中,NPN和PNP構(gòu)成的電壓提升電路晶體管tf0200ns,并且要有足夠的電流增益以承載需煮：115飛Zin的根本應(yīng)用特性町路保優(yōu)化應(yīng)用他陽(yáng)出電量護(hù)電踴,

13、以下I201的13HlF的IC.HTM5WTIM5745SI孕,LM57yfi2lM57W81,"WIN£4(M)CJ4M):2粕£%<!M三tm在使用M57962L驅(qū)動(dòng)大功率IGBT模塊時(shí),應(yīng)注意以下三個(gè)方面的問(wèn)題：1)驅(qū)動(dòng)芯片的最大輸出電流峰值受柵極電阻Rg的最小值限制,例如,對(duì)于M57962L來(lái)說(shuō),Rg的允許值在5Q左右,這個(gè)值對(duì)于大功率的IGBT來(lái)說(shuō)高了一些,且當(dāng)Rg較高時(shí),會(huì)引起IGBT的開(kāi)關(guān)上升時(shí)間td(on)、下降時(shí)間td(off)以及開(kāi)關(guān)損耗的增大,在較高開(kāi)關(guān)頻率(5kHz以上)應(yīng)用時(shí),這些附加損耗是不可接受的.2)即便是這些附加損耗和較慢的

14、開(kāi)關(guān)時(shí)間可以被接受,驅(qū)動(dòng)電路的功耗也必須考慮,當(dāng)開(kāi)關(guān)頻率高到一定程度時(shí)(高于14kHz),會(huì)引起驅(qū)動(dòng)芯片過(guò)熱.3)驅(qū)動(dòng)電路緩慢的關(guān)斷會(huì)使大功率IGBT模塊的開(kāi)關(guān)效率降低,這是由于大功率IGBT模塊的柵極寄生電容相比照擬大,而驅(qū)動(dòng)電路的輸出阻抗不夠低.還有,驅(qū)動(dòng)電路緩慢的關(guān)斷還會(huì)使大功率IGBT模塊需要較大的吸收電容.以上這三種限制可能會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果,但通過(guò)附加的Booster電路都可以加以克服,如圖9所示.從圖10(a)可以看出,在IGBT過(guò)流信號(hào)輸出以后,門極電壓會(huì)以一個(gè)緩慢的斜率下降.圖10(b)及圖10(c)給出了IGBT短路時(shí)的軟關(guān)斷過(guò)程(集電極一發(fā)射極之間的電壓uCE和集電極電流i

15、C的軟關(guān)斷波形)0引言隨著電力電子技術(shù)朝著大功率、高頻化、模塊化開(kāi)展,絕緣柵雙極晶體管(IGBT)已廣泛應(yīng)用于開(kāi)關(guān)電源、變頻器、電機(jī)限制以及要求快速、低損耗的領(lǐng)域中.IGBT是復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式電力電子器件,兼有MOSFE和GTR勺優(yōu)點(diǎn)：輸入阻抗高,驅(qū)動(dòng)功率小,通態(tài)壓降小,工作頻率高和動(dòng)態(tài)響應(yīng)快.目前,市場(chǎng)上5003000M8001800A的IGBT,因其耐高壓、功率大的特性,已成為大功率開(kāi)關(guān)電源等電力電子裝置的首選功率器件.1驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路的原那么由于是電壓限制型器件,因此只要限制ICBT的柵極電壓就可以使其開(kāi)通或關(guān)斷,并且開(kāi)通時(shí)維持比擬低的通態(tài)壓降.研究說(shuō)明,IGBT的平安工作區(qū)和開(kāi)關(guān)特性

16、隨驅(qū)動(dòng)電路的改變而變化.因此,為了保證IGBT可靠工作,驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路至關(guān)重要.IGBT驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路的原那么如下.(1)動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)水平強(qiáng),能為柵極提供具有陡峭前后沿的驅(qū)動(dòng)脈沖；(2)開(kāi)通時(shí)能提供適宜的正向柵極電壓(1215V),關(guān)斷時(shí)可以提供足夠的反向關(guān)斷柵極電壓(一5V);(3)盡可能少的輸入輸出延遲時(shí)間,以提升工作效率；(4)足夠高的輸入輸出電氣隔離特性,使信號(hào)電路與柵極驅(qū)動(dòng)電路絕緣；(5)出現(xiàn)短路、過(guò)流的情況下,具有靈敏的保護(hù)水平.目前,在實(shí)際應(yīng)用中,普遍使用驅(qū)動(dòng)與保護(hù)功能合為一體的IGBT專用的驅(qū)動(dòng)模塊.2集成驅(qū)動(dòng)模塊為了解決IGBT的可靠驅(qū)動(dòng)問(wèn)題,世界上各廠家兀發(fā)出了眾多的IGBT集成驅(qū)

17、動(dòng)模塊.如日本富士公司的EXB系列,三菱電機(jī)公司的M57系列,三社電機(jī)公司的GH系列,美國(guó)國(guó)際整流器公司的TR系列,Unitrode公司的UC37K列以及國(guó)產(chǎn)的HL系列.以下是幾種典型的集成驅(qū)動(dòng)模塊.2.1 EXB841模塊的分析EX841高速驅(qū)動(dòng)模塊為15腳單列直插式結(jié)構(gòu),采用高隔離電壓光耦合器作為信號(hào)隔離,內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖l所示,其工彳頻率可達(dá)40kHz,可以驅(qū)動(dòng)400M600V以內(nèi)及300A/l200V的IGBT管,其隔離電壓可達(dá)2500AC/min,工作電源為獨(dú)立電源20±1V,內(nèi)部含有一5V穩(wěn)壓電路,為ICBT的柵極提供+15V的驅(qū)動(dòng)電壓,關(guān)斷時(shí)提供一5V的偏置電壓,使其可靠

18、關(guān)斷.當(dāng)腳15和腳14有10mA電流通過(guò)時(shí),腳3輸出高電平而使IGBT在1s內(nèi)導(dǎo)通；而當(dāng)腳15和腳14無(wú)電流通過(guò)時(shí),腳3輸出低電平使IGBT關(guān)斷；假設(shè)ICBT導(dǎo)通時(shí)因承受短路電流而退出飽和,Vce迅速上升,腳6懸空,腳3電位在短路后約3.5ns后才開(kāi)始軟降.圖1EXBS41內(nèi)部轉(zhuǎn)構(gòu)圖EXB841典型應(yīng)用圖如圖2所示,電容C1、C2用于吸收高頻噪音.當(dāng)腳3輸出脈沖的同時(shí),通過(guò)快速二極管D1檢測(cè)IGBT的CE間的電壓.當(dāng)Vce>7V時(shí),過(guò)流保護(hù)電流限制運(yùn)算放大器,使其輸出軟關(guān)斷信號(hào),在10仙s內(nèi)將腳3輸出電平降為Q因EXB841無(wú)過(guò)流自鎖功能,所以外加過(guò)流保護(hù)電路,一旦產(chǎn)生過(guò)流,可通過(guò)外接光

19、耦TLP521將過(guò)流保護(hù)信號(hào)輸出,經(jīng)過(guò)一定延時(shí),以預(yù)防誤動(dòng)作和保證進(jìn)行軟關(guān)斷,然后由觸發(fā)器鎖定,實(shí)現(xiàn)保護(hù).lOniA驅(qū)動(dòng)信號(hào)152TLP5213圖2EXH841的典型應(yīng)用光耦合器p_軟關(guān)斷電路BO1-T缺點(diǎn)：EXB841過(guò)流保護(hù)閥值過(guò)高,Vce>7V時(shí)動(dòng)作,此時(shí)已遠(yuǎn)大于飽和壓降；存在保護(hù)肓區(qū)；在實(shí)現(xiàn)止常關(guān)斷時(shí)僅能提供一5V偏壓,在開(kāi)關(guān)頻率較高、負(fù)載過(guò)大時(shí),關(guān)斷就顯得不可靠；無(wú)過(guò)流保護(hù)自鎖功能,在短路保護(hù)時(shí)其柵壓的軟關(guān)斷過(guò)程被輸入的關(guān)斷信號(hào)所打斷.2. 2M57962L模塊的分析M57962AL>一種14腳單列直捕式結(jié)構(gòu)的厚膜驅(qū)動(dòng)模塊,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖3所示.它由光耦合器、接口電路、

20、檢測(cè)電路、定時(shí)復(fù)位電路以及門關(guān)斷電路組成,驅(qū)動(dòng)功率大,町以驅(qū)動(dòng)600A/600V及400A/l200V等系列IGBT模塊.04輸測(cè)電跳二二;圖3M57962L內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖M5796ALM有局速的輸入輸出隔離,絕緣電壓也可到達(dá)AC2500V/min；輸入電平與TTL電平兼容,適于單片機(jī)限制；內(nèi)部有定時(shí)邏輯短路保護(hù)電路,同時(shí)具有延時(shí)保護(hù)特性；采用雙電源供電方式,相對(duì)于EXB84l來(lái)說(shuō),雖然多使用一個(gè)電源.但I(xiàn)GBT可以更可靠地通斷.典型應(yīng)用圖如圖4所示.當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過(guò)腳14和腳13時(shí),經(jīng)過(guò)高速光耦隔離,由M57962AL內(nèi)置接口電路傳輸至功率放大極,在M57962AL勺月卻5產(chǎn)生+15V開(kāi)柵和一10

21、V關(guān)柵電壓,驅(qū)動(dòng)IGBT通斷.當(dāng)腳1檢測(cè)到電壓為7V時(shí),模塊認(rèn)定電路短路,立即通過(guò)光耦輸出關(guān)斷信號(hào),使腳5輸出低電平,從而將IGBT的GE兩端置于負(fù)向偏置,可靠關(guān)斷.同時(shí),輸出誤差信號(hào)使故障輸出端腳8為低電平,從而驅(qū)動(dòng)外接的保護(hù)電路工作.延時(shí)23s后,假設(shè)檢測(cè)到腳13為高電平,那么M57962A映復(fù)工作.穩(wěn)壓管DZ1用于預(yù)防D1擊穿而損壞M57962ALRg為限流電阻,DZ2和DZ3起限幅作用,以保證可靠通斷.1111130(JINmm?2MJk!BIGmIfI-2圖4M57962LM型應(yīng)用比擬：與EXB841相比,M57962A要雙電源+15V,1OV射電,外周電路復(fù)雜.而正是由于M5796

22、2AlM輸出一10V的偏壓,使得IGBT可靠地關(guān)斷；另外,M57962AlM有過(guò)流保護(hù)自動(dòng)閉鎖功能,并且軟關(guān)斷時(shí)間可外部調(diào)節(jié),而EXB84I的軟關(guān)斷時(shí)間無(wú)法調(diào)節(jié).所以M57962A慢EXB841更平安、可靠.2.3HL402模塊的分析HL402是17腳單列直插式結(jié)構(gòu),內(nèi)置有靜電屏蔽層的高速光耦合器實(shí)現(xiàn)信號(hào)隔離,抗干擾水平強(qiáng),響應(yīng)速度快,隔離電壓高.它具有對(duì)IGBT進(jìn)行降柵壓、軟關(guān)斷雙重保護(hù)功能,在軟關(guān)斷及降柵壓的同時(shí)能輸出報(bào)警信號(hào),實(shí)現(xiàn)封鎖脈沖或分?jǐn)嘀骰芈返谋Ｗo(hù).它輸出驅(qū)動(dòng)電壓幅值高,正向驅(qū)動(dòng)電壓可達(dá)1517V,負(fù)向偏置電壓可達(dá)1012V,因而可用來(lái)直接驅(qū)動(dòng)容量為400A/600V及300A/

23、1200V以下的IGBT.HL402結(jié)構(gòu)圖如圖5所示.圖5中,VL1為帶靜電屏蔽的光耦合器,它用來(lái)實(shí)現(xiàn)與輸入信號(hào)的隔離.由于它具有靜電屏蔽,因而顯著提升了HL402抗共模干擾的水平.圖5中U1為脈沖放大器,S1、S2實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)脈沖功率放大,U2為降柵壓比擬器,正常情況下由于腳9輸入的IGBT集電極電壓VCE不高于U2的基準(zhǔn)電壓VREFU2不翻轉(zhuǎn),S3不導(dǎo)通,故從腳17和腳16輸入的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)經(jīng)S2整形后不被封鎖.該驅(qū)動(dòng)脈沖經(jīng)S2、S2放大后提供應(yīng)IGBT使其導(dǎo)通或關(guān)斷,一旦IGBT退飽和,那么腳9輸入集電極電壓給IGBT使其導(dǎo)通或關(guān)斷,并且腳9輸入的集電極電壓采樣信號(hào)VCE高于U2的基準(zhǔn)電壓V

24、REF比擬器U2翻轉(zhuǎn)輸出高電平,使S3導(dǎo)通,由穩(wěn)壓管DZ2將驅(qū)動(dòng)器輸出的柵極電壓VGEW低到10V.此時(shí),軟關(guān)斷定時(shí)器U3在降柵壓比擬器U2翻轉(zhuǎn)到達(dá)設(shè)定的時(shí)間后,輸出正電壓使S4導(dǎo)通,將柵極電壓軟關(guān)斷降到IGBT的柵射極門限電壓,給IGBT提供一個(gè)負(fù)的驅(qū)動(dòng)電壓,保證IGBT可靠關(guān)斷.用5UI402雉構(gòu)圖HL402典型應(yīng)用圖如圖6所示.在實(shí)際電路中,C1、C2、C3C4需盡可能地靠近H1402的腳2、腳l、腳4安裝.為了預(yù)防高頻耦合及電磁干擾,由HL402輸出到被驅(qū)動(dòng)IGBT柵射極的引線需要采用雙絞線或同軸電纜屏蔽線,具引線長(zhǎng)度不超過(guò)1m月卻9和腳13接至IGBT集電極的引線必須分開(kāi)走,不得與柵

25、極和發(fā)射極引線絞合,以免引起交叉干擾.光耦合器L1可輸入脈沖封鎖信號(hào),當(dāng)L1導(dǎo)通時(shí),HLA02輸出脈沖立即被封鎖至-10V.光耦合器L2提供軟關(guān)斷報(bào)警信號(hào),它在軀動(dòng)器軟關(guān)斷的同時(shí)導(dǎo)通光耦合器L3,提供降柵壓報(bào)警信號(hào).使用中,通過(guò)調(diào)整電容器C5C6C7的值,可以將保護(hù)波形中的降柵壓延遲時(shí)間、降柵壓時(shí)間、軟關(guān)斷斜率時(shí)間調(diào)整至適宜的值.在高頻應(yīng)用時(shí),為了預(yù)防IGBT受到屢次過(guò)電流沖擊,可在光耦合器L2輸出數(shù)次或1次報(bào)警信號(hào)后,將輸入腳16和腳17間的信號(hào)封鎖.1716131213109X751國(guó)6HL402典理應(yīng)用小結(jié)：以上三者中,M57962A曲HL402都采用陶瓷基片黑色包裝,EXB841采用覆

26、銅板黃色包裝,由于陶瓷基片的散熱性能和頻率特性比覆銅板好,HL402的負(fù)載水平和散熱性能最好,加之合理的布局設(shè)計(jì),在三者中的工作頻率最高,保護(hù)功能最全,而EXB841和M57962AL都沒(méi)有降柵壓保護(hù)功能.另外,HL402和M57962ALS供負(fù)偏壓的穩(wěn)壓管,放于外部,既有靈活性又提升了可靠性,而EXB841的穩(wěn)壓管在內(nèi)部,經(jīng)常因穩(wěn)壓管的損壞而失效.因此,HL402憑借其優(yōu)越的性能可以彌補(bǔ)另外兩者的缺陷.2.4GH-039模塊的分析GH-039采用單列直插式12腳封裝,功耗低、工作中發(fā)熱很小,可以高密度使用它采用單電源工作,內(nèi)置高速光耦合器,帶有軟關(guān)斷過(guò)流保護(hù)電路,過(guò)流保護(hù)除閉鎖自身輸出外,還

27、給出供用戶使用的同步輸出端.它可以用來(lái)直接驅(qū)動(dòng)300A/600V以下的IGBT模塊.其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖7所示,工彳原理與EX街口M57系列模塊相類似,這里不再贅述.而與EX晾歹J和M57系列的模塊不同的是該模塊已含有保護(hù)后發(fā)送報(bào)警或動(dòng)作信號(hào)的光耦合器,所以使用中不需要像EXBffiM57系列的模塊外接光耦合器,因而更加方便,其性能比EXB和M57系列的模塊在保護(hù)性能上更加優(yōu)越；在可靠性方面,由于GH-039是單電源供電,不能提供負(fù)偏壓,從而導(dǎo)致ICBT不能可靠地關(guān)斷.與HL402相比,CH-039保護(hù)功能還不完善,它也同EXB84儕口M57962AL樣無(wú)降柵壓彳護(hù).因此,GH-039驅(qū)動(dòng)模塊也是有缺陷的.GH-039典型接線圖如圖8所示.工作電源VCE26V;為了保持電壓穩(wěn)定,濾波電容器應(yīng)盡可能靠近GH-039模塊安裝和使用,且其電容值不能小于10仙F,并應(yīng)選用高質(zhì)量的電容；用入GH-039腳12與ICBT集電極之間的二極管D1,應(yīng)