IGBT高壓大功率驅(qū)動和保護電路的應用及原理
各引腳功能如下:
腳1(VIN+)正向信號輸入;
腳2(VIN-)反向信號輸入;
腳3(VCG1)接輸入電源;
腳4(GND)輸入端的地;
腳5(RESERT)芯片復位輸入端;
腳6(FAULT) 故障輸出,當發(fā)生故障(輸出正向電壓欠壓或IGBT短路)時,通過光耦輸出故障信號;
腳7(VLED1+)光耦測試引腳,懸掛;
腳8(VLED1-)接地;
腳9,腳10(VEE)給IGBT提供反向偏置電壓;
腳11(VOUT)輸出驅(qū)動信號以驅(qū)動IGBT;
腳12(VC)三級達林頓管集電極電源;
腳13(VCC2)驅(qū)動電壓源;
腳14(DESAT) IGBT短路電流檢測;
腳15(VLED2+)光耦測試引腳,懸掛;
腳16(VE)輸出基準地。
其工作原理如圖1所示。若VIN+正常輸入,腳14沒有過流信號,且VCC2-VE=12v即輸出正向驅(qū)動電壓正常,驅(qū)動信號輸出高電平,故障信號和欠壓信號輸出低電平。首先3路信號共同輸入到JP3,D點低電平,B點也為低電平,50×DMOS處于關斷狀態(tài)。此時JP1的輸入的4個狀態(tài)從上至下依次為低、高、低、低,A點高電平,驅(qū)動三級達林頓管導通,IGBT也隨之開通。本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/180106.htm
若IGBT出現(xiàn)過流信號(腳14檢測到IGBT集電極上電壓=7V),而輸入驅(qū)動信號繼續(xù)加在腳1,欠壓信號為低電平,B點輸出低電平,三級達林頓管被關斷,1×DMOS導通,IGBT柵射集之間的電壓慢慢放掉,實現(xiàn)慢降柵壓。當VOUT=2V時,即VOUT輸出低電平,C點變?yōu)榈碗娖?,B點為高電平,50×DMOS導通,IGBT柵射集迅速放電。故障線上信號通過光耦,再經(jīng)過RS觸發(fā)器,Q輸出高電平,使輸入光耦被封鎖。同理可以分析只欠壓的情況和即欠壓又過流的情況。
3.2驅(qū)動電路設計
驅(qū)動電路及參數(shù)如圖3所示。
HCPL-316J左邊的VIN+,F(xiàn)AULT和RESET分別與微機相連。R7,R8,R9,D5,D6和C12 起輸入保護作用,防止過高的輸入電壓損壞IGBT,但是保護電路會產(chǎn)生約1µs延時,在開關頻率超過100kHz時不適合使用。Q3最主要起互鎖作用,當兩路PWM信號(同一橋臂)都為高電平時,Q3導通,把輸入電平拉低,使輸出端也為低電平。圖3中的互鎖信號Interlock,和Interlock2分別與另外一個316J Interlock2和Interlock1相連。R1和C2起到了對故障信號的放大和濾波,當有干擾信號后,能讓微機正確接受信息。
在輸出端,R5和C7關系到IGBT開通的快慢和開關損耗,增加C7可以明顯地減小dic/dt。首先計算柵極電阻:其中ION為開通時注入IGBT的柵極電流。為使IGBT迅速開通,設計,IONMAX值為20A。輸出低電平VOL=2v??傻?/p>
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