大功率的mosfet和igbt驅(qū)動(dòng)芯片-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 種 逆 變 器 中 ， 對(duì) IGBT驅(qū) 動(dòng) 電 路 的 要 求 相 對(duì) 比 較 簡(jiǎn) 單 ， 成 本 也 比 較 低 。 圖 2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 值 表 。 1） 輸 入 閾 值 電 流 （ IF） ： 5 mA（ 最 大 ） ； 6） 隔 離 電 壓 ： 2 500 Vpms（ 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 。 注 ： 使 用 TLP250時(shí) 應(yīng) 在 管 腳 8和 5間 連 接 一 個(gè) μ F的 陶 瓷 電 容 來(lái) 穩(wěn) 定 高 增 益 線 性 放 大 器 的 工 作 ， 提 供 的 旁 路 作 用 失 效 會(huì) 損 壞 開(kāi) 關(guān) 性 能 ， 電 容 和 光 耦 之 間 的 引 線 長(zhǎng) 度 不 應(yīng) 超 過(guò) 1 cm。 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 24 V時(shí) ， TR1和 TR2的 Icmax≥ 24/Rg。 圖 5給 出 了 TLP250驅(qū) 動(dòng) IGBT時(shí) ， 1 200 V/200 A的 IGBT上 電 流 的 實(shí) 驗(yàn) 波 形 （ 50 A/10 μ s） 。 這 類 芯 片 有 富 士 公 司 的 EXB8..Series、 夏 普 公 司 的 PC929等 。 注 ： 1） 標(biāo) 準(zhǔn) 系 列 ： 驅(qū) 動(dòng) 電 路 中 的 信 號(hào) 延 遲 ≤ 4 μ s 圖 6給 出 了 EXB8..Series的 功 能 方 框 圖 。 表 5給 出 了 EXB8..Series的 電 氣 特 性 。 表 6給 出 了 EXB8..Series工 作 時(shí) 的 推 薦 工 作 條 件 。 圖 7給 出 了 EXB8..Series的 典 型 應(yīng) 用 電 路 。 EXB8..Series使 用 不 同 的 型 號(hào) ， 可 以 達(dá) 到 驅(qū) 動(dòng) 電 流 高 達(dá) 400 A， 電 壓 高 達(dá) 1 200 V的 各 種 型 號(hào) 的 IGBT。 — — IGBT柵 射 極 驅(qū) 動(dòng) 電 路 接 線 應(yīng) 為 雙 絞 線 ； 它 不 是 電 源 濾 波 器 電 容 。 EXB8..Series的 使 用 特 點(diǎn) ： 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 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 用 的 三 相 逆 變 器 實(shí) 現(xiàn) 無(wú) 跳 閘 控 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 高 了 驅(qū) 動(dòng) 電 路 的 抗 干 擾 能 力 。 4） EXB8..Series的 驅(qū) 動(dòng) 芯 片 最 大 只 能 驅(qū) 動(dòng) 1 200V /300 A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－ 5 V信 號(hào) ， 容 易 受 到 外 部 的 干 擾 。 它 的 功 能 框 圖 和 圖 6所 示 的 EXB8..Series功 能 框 圖 極 為 類 似 ， 在 此 不 再 贅 述 。3 結(jié) 語(yǔ) 1 系統(tǒng)組成及工作原理 逆變電源主電路正弦波中頻逆變電源的主電路構(gòu)成如圖1中的上半部分所示，圖中K1為空氣開(kāi)關(guān)。K4用于將電源輸出與負(fù)載隔開(kāi)，等系統(tǒng)啟動(dòng)成功后再將負(fù)載接通，以保證電源系統(tǒng)順利啟動(dòng)及保護(hù)用電設(shè)備。V1～V4為4只IGBT，構(gòu)成橋式逆變電路。SPWM脈沖波由主控制電路產(chǎn)生并根據(jù)輸出反饋電壓和反饋電流來(lái)改變脈沖波的寬度，從而保證輸出電壓的穩(wěn)定。 主控制電路主控制部分的原理框圖如圖2所示。單片機(jī)產(chǎn)生載頻為20kHz的SPWM脈沖信號(hào)，由脈寬調(diào)制信號(hào)輸出端口輸出，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路加到IGBT的柵極，控制逆變電路正確工作，同時(shí)，根據(jù)電壓和電流的反饋值調(diào)整SPWM脈沖信號(hào)的脈寬以保持輸出信號(hào)幅度的穩(wěn)定。驅(qū)動(dòng)電路的性能不僅直接關(guān)系到IGBT器件本身的工作性能和運(yùn)行安全，而且影響到整個(gè)系統(tǒng)的性能和安全。該系列驅(qū)動(dòng)器只需一個(gè)非隔離的＋15V電源；具有高dv/dt容量；保護(hù)功能完善；故障記憶，通過(guò)ERROR信號(hào)告知控制系統(tǒng)；上下互鎖，避免同一橋臂兩只IGBT同時(shí)開(kāi)通；柵極電阻外部可調(diào)，使得使用不同功率容量的IGBT時(shí)都能工作于較高的開(kāi)關(guān)頻率，并得到高的轉(zhuǎn)換效率。影響開(kāi)關(guān)速度的另一個(gè)重要因素是柵極電阻RG，減小RG可以降低IGBT的開(kāi)關(guān)損耗，但由于雜散電感的存在，使得IGBT關(guān)斷時(shí)的集射極間的尖峰電壓增大，SKHI驅(qū)動(dòng)器將RG分成RGON和RGOFF（見(jiàn)圖3），這樣兩個(gè)參數(shù)可分別控制，并可根據(jù)IGBT容量的不同，分別調(diào)整RGON和RGOFF，以獲得最佳驅(qū)動(dòng)效果。SKHI驅(qū)動(dòng)器是針對(duì)IGBT和MOS特性而設(shè)計(jì)的，是性能較為完善的一種驅(qū)動(dòng)器。10％）和輸出電壓的頻率（400Hz177。 其他采用關(guān)鍵器件降額設(shè)計(jì)，軟啟動(dòng)設(shè)計(jì)、自動(dòng)保護(hù)設(shè)計(jì)等措施，保證電路在環(huán)境應(yīng)力較大的情況下能可靠工作；采用可靠性熱設(shè)計(jì)、三防處理、結(jié)構(gòu)件加固處理等辦法，保證產(chǎn)品在惡劣的氣候應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力條件下的可靠性；對(duì)于艦載裝備配套的本產(chǎn)品，采用復(fù)合型減震器和導(dǎo)向件結(jié)構(gòu)，保證產(chǎn)品的抗沖擊、抗振動(dòng)性能。電源經(jīng)海軍多個(gè)部隊(duì)和基地、軍工單位、研究所的實(shí)際使用，取得了令人滿意的效果。IGBT模塊的吸收電容C3及C4須選用低感電容，如聚丙烯電容或類似的低介電損耗膜的電容，安裝時(shí)應(yīng)盡可能地靠近模
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