TX-DA102D2 二單元超大功率IGBT驅(qū)動(dòng)板
產(chǎn)品特點(diǎn)
[*]二單元驅(qū)動(dòng)板,每路輸出20A電流,可驅(qū)動(dòng)2000A/1700V以下的IGBT。
[*]三段式完善的過(guò)電流保護(hù)功能,先降柵壓,再延遲判斷,確實(shí)短路時(shí)實(shí)行軟關(guān)斷,并封鎖短路信號(hào)以執(zhí)行一個(gè)完整的保護(hù)過(guò)程。
[*]IGBT的柵極充電和放電速度可分別調(diào)節(jié)。
[*]專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的輸出插座,每單元既可驅(qū)動(dòng)一只IBGT,也可驅(qū)動(dòng)2只并聯(lián)的IGBT。
[*]一般只需要設(shè)定IGBT的短路閾值電阻Rn,并調(diào)整柵極電阻Rg,其余保護(hù)參數(shù)均可使用缺省值。
[*]保護(hù)報(bào)警輸出與其它部分是電隔離的,用戶(hù)可靈活處置。
[*]每個(gè)單元自帶1個(gè)獨(dú)立的DC/DC輔助電源,各單元的隔離度好。用戶(hù)只需提供一個(gè)獨(dú)立的15V驅(qū)動(dòng)電源(也可以選11.5-24.5V寬范圍的)。
[*]支持多種輸入信號(hào)電平。統(tǒng)一的輸出使能端控制。
應(yīng)用
驅(qū)動(dòng)特性(除另有指定外,均為在以下條件時(shí)測(cè)得:Ta=25℃,Vp=15V,Fop=50KHz,模擬負(fù)載電容CL=220nF)
短路保護(hù)性能(除另有指定外,均為在以下條件時(shí)測(cè)得:Ta=25℃,Vp=24V,Fop=50KHz,模擬負(fù)載電容CL=220nF)
[table][tr][td][align=center]參數(shù)
[/td][td]
符號(hào)
[/td][td]
測(cè)試條件
[/td][td]
最小值
[/td][td]
典型值
[/td][td]
最大值
[/td][td]
單位
[/td][/tr][tr][td]保護(hù)動(dòng)作閾值(1)
[/td][td]Vn[/td][td]用戶(hù)設(shè)置,典型值為缺省值[/td][td][/td][td]
6
[/td][td][/td][td]
V
[/td][/tr][tr][td]保護(hù)盲區(qū)(2)[/td][td]Tblind[/td][td]最小值為缺省值[/td][td]
2.2
[/td][td][/td][td] [/td][td]
μS
[/td][/tr][tr][td]初始柵壓降落[/td][td]Vdrop[/td][td][/td][td][/td][td]
5
[/td][td][/td][td]
V
[/td][/tr][tr][td]延遲判斷時(shí)間(3)[/td][td]Tdelay[/td][td]最小值為缺省值[/td][td]
2
[/td][td][/td][td][/td][td]
μS
[/td][/tr][tr][td]軟關(guān)斷時(shí)間(4)[/td][td]Tsoft[/td][td]最小值為缺省值[/td][td]
5.5
[/td][td][/td][td][/td][td]
μS
[/td][/tr][tr][td]故障后再啟動(dòng)時(shí)間(5)[/td][td]Trst[/td][td]典型值為缺省值[/td][td][/td][td]
1.2
[/td][td][/td][td]
mS
[/td][/tr][tr][td]故障信號(hào)報(bào)警耐壓[/td][td]Vfs[/td][td]報(bào)警輸出與PWM輸入間,DC[/td][td][/td][td][/td][td]
40
[/td][td]
V
[/td][/tr][tr][td]報(bào)警信號(hào)延遲[/td][td]Tflt[/td][td][/td][td][/td][td]
3
[/td][td][/td][td]
μS
[/td][/tr][tr][td]報(bào)警信號(hào)允許電流
[/td][td]Iflt[/td][td][/td][td][/td][td]
8
[/td][td]
10
[/td][td]
mA
[/td][/tr][/table][/align][align=left]
1. 觸發(fā)過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)IGBT集電極和發(fā)射極間的電壓。接上電阻Rn可以降低過(guò)流保護(hù)的閾值。
2. 檢測(cè)到IGBT集電極的電位高于保護(hù)動(dòng)作閾值后到開(kāi)始降柵壓的時(shí)間。因?yàn)楦鞣N尖峰干擾的存在,為避免頻繁的保護(hù)影響開(kāi)關(guān)電源的正常工作,設(shè)立盲區(qū)是很有必要的。
3. 初始柵壓開(kāi)始降低Vdrop到驅(qū)動(dòng)器開(kāi)始軟關(guān)斷IGBT之間的時(shí)間。在Tdelay時(shí)間內(nèi),如果過(guò)流信號(hào)消失,則驅(qū)動(dòng)器認(rèn)為這種過(guò)流不屬于真正的短路,無(wú)需中斷電源的正常工作,從而恢復(fù)原來(lái)的驅(qū)動(dòng)電平。如果過(guò)流信號(hào)繼續(xù)存在,則將進(jìn)入軟關(guān)斷的進(jìn)程。
4. 驅(qū)動(dòng)脈沖電壓從Voh-Vdrop降到0電平的時(shí)間。
軟關(guān)斷開(kāi)始后,驅(qū)動(dòng)器封鎖輸入PWM信號(hào),即使PWM信號(hào)變成低電平,也不會(huì)立即將輸出拉到正常的負(fù)電平,而要將軟關(guān)斷斷過(guò)程進(jìn)行到底。軟關(guān)斷開(kāi)始的時(shí)刻,驅(qū)動(dòng)板輸出報(bào)警信號(hào),傳送給控制電路。
5. 短路故障發(fā)生后,驅(qū)動(dòng)器軟關(guān)斷IGBT,如果控制電路沒(méi)有采取動(dòng)作,則驅(qū)動(dòng)器再次輸出驅(qū)動(dòng)脈沖的間隔時(shí)間。[/align]
過(guò)流保護(hù)曲線(xiàn):
[align=left][b]曲線(xiàn)說(shuō)明:
[/b]過(guò)流信號(hào)指的是驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部輸入到過(guò)流檢測(cè)單元的信號(hào),并不完全等同于實(shí)際的短路信號(hào)。圖中第二個(gè)短路信號(hào)以及相應(yīng)的輸出波形是生產(chǎn)廠家在測(cè)試時(shí)給出的。如果實(shí)際的短路情況如第二個(gè)過(guò)流信號(hào),則軟關(guān)斷后IGBT較高的集電極電位仍被視為過(guò)流信號(hào),因此驅(qū)動(dòng)器將軟關(guān)斷進(jìn)行到底,并在"故障后再啟動(dòng)時(shí)間Trst"后恢復(fù)輸出。
[/align]
結(jié)構(gòu)框圖
[align=left]
外形圖 
[/align][align=left]
元器件位置示意圖:( 110.871x78.359mm ,安裝孔距104x71.2mm。安裝時(shí)注意在板的下部留有10mm以上的通風(fēng)間隙)
1單元 元器件位置圖

[b]
輸入輸出接口和部分接插件的說(shuō)明:[/b]
1. 紅色的元器件是直接與用戶(hù)應(yīng)用有關(guān)的。
2. Js,與主控制板的連接插座,使用16線(xiàn)壓接排線(xiàn),雙線(xiàn)并聯(lián)連接,使用方便可靠。但要注意,這里的線(xiàn)號(hào)定義與原排線(xiàn)不同。
1腳是驅(qū)動(dòng)報(bào)警光耦中光電三極管的發(fā)射極,2腳是該管的集電極。正常工作時(shí)光電三極管不通,故障報(bào)警時(shí)導(dǎo)通。1、2腳與其它各腳間是電隔離的,用戶(hù)也可將此信號(hào)傳送到與輸入信號(hào)不共地的電路中,但這2部分間的電位差不宜超過(guò)40V。
3腳是輸入信號(hào)使能端ENA。3腳接高電平時(shí),可以傳送輸入信號(hào);低電平時(shí)封鎖輸入信號(hào)。這里電平是相對(duì)于4腳GND的。
4腳是2路輸入信號(hào)的公共地端GND。
5、6腳是2個(gè)輸入信號(hào)Vi1、Vi2。輸入高電平時(shí)IGBT導(dǎo)通。
3. Jp,驅(qū)動(dòng)板內(nèi)置2路DC/DC電源的輸入電源插座,1腳接正,2腳接負(fù)。
4. Jo1-Jo2分別為2路驅(qū)動(dòng)的輸出端插座。2腳接?xùn)艠O,3腳接發(fā)射極,5腳接集電極。如果要驅(qū)動(dòng)并聯(lián)的2只IGBT,可用1、2腳各驅(qū)動(dòng)1只,同時(shí)按照下面參數(shù)設(shè)置說(shuō)明7的要求連接?xùn)艠O電阻。
參數(shù)設(shè)置說(shuō)明(除Rg外,參數(shù)設(shè)置元件最好用貼片的,焊在背面)
1. 驅(qū)動(dòng)信號(hào)電流需要10mA,出廠時(shí)驅(qū)動(dòng)板上背面焊接的輸入電阻Rh=1K2,適用于用戶(hù)15V控制板的情況。當(dāng)用戶(hù)主控板是3.3/5/12V系統(tǒng)時(shí),需要另接并聯(lián)電阻Ri=180Ω/470Ω/5600Ω,封裝1206或0805。Ri位于
1單元器件位置圖的背面。如用戶(hù)控制系統(tǒng)電壓高于15V,則需將Rh換更大的電阻,滿(mǎn)足輸入電流10mA的要求。
2. 閾值電壓Vn可由電阻Rn設(shè)定,關(guān)系大致是Rn/Vn(KΩ/V)=∞/6.0,220/5.5,100/4.9,68/4.5,47/4.1,36/3.6,27/3.2,22/2.8,18/2.4,15/2.1。
3. 盲區(qū)Tblind可由電容Cblind(圖中Cb)設(shè)定,關(guān)系為CCblind/Tblind(pF/μS)=0/2.2,47/4.5,100/6.8。一般無(wú)需設(shè)置。
4. 延遲判斷時(shí)間Tdelay可由電容Cdelay(圖中Cd)設(shè)置,關(guān)系為Cdelay/Tdelay(pF/μS)=0/2.1,47/3.7,100/5.4。一般無(wú)需設(shè)置。
5. 軟關(guān)斷時(shí)間Tsoft可由電容Csoft(圖中Cs)設(shè)置,關(guān)系為Csoft/Tsoft(nF/μS)=0/5.5,2.2/7,4,7/8.3。一般無(wú)需設(shè)置。
6. 故障后重新啟動(dòng)時(shí)間Trst可由電容Creset(圖中Cr)設(shè)置,關(guān)系為Creset/Trst(nF/mS)=0/1.15,1/2.3,2/3.45,基本線(xiàn)性關(guān)系。橋式電路中此功能沒(méi)有實(shí)際意義,更無(wú)需設(shè)置。
7. 每通道有4個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)電阻Rg:Rg+、Rg-、Ro+、Ro-,出廠時(shí)是完全并聯(lián)的。預(yù)焊的一個(gè)3.9Ω/2W是為廠家測(cè)試、老化用的,用戶(hù)應(yīng)根據(jù)自己的情況換接合適的電阻,一般可用4只2W的金屬膜電阻,如RYG2型2W電阻,并聯(lián)后的總電阻值不能小于0.5Ω。
注意:出廠時(shí)四只Rg是完全并聯(lián)的,如果用戶(hù)需要分別控制充電和放電的速度,可將驅(qū)動(dòng)板上Rg+和Rg-并聯(lián)的短路線(xiàn)1割斷,短路線(xiàn)位于電路板背面,如上面
1單元器件位置圖中的左邊紅線(xiàn)1所示,約1mm寬。
如果用戶(hù)每單元要驅(qū)動(dòng)并聯(lián)的2只IGBT,可以將Ro-和Rg-的并聯(lián)短路線(xiàn)2割斷,短路線(xiàn)位于電路板背面,如上面
1單元器件位置圖中的右邊紅線(xiàn)2所示,約1mm寬。
應(yīng)用連接(一路示意圖)[b]

[/b]
注:驅(qū)動(dòng)板內(nèi)部在柵射驅(qū)動(dòng)輸出已接有10K電阻,這里的100K電阻應(yīng)接在IGBT管子?xùn)派鋬蓸O根部,防止驅(qū)動(dòng)連線(xiàn)斷開(kāi)時(shí)、偶然加主電高壓,通過(guò)米勒電容燒毀IGBT。
[/align]
報(bào)警信號(hào)輸出說(shuō)明
[img=439,207]http://www.pwrdriver.com/product/img/da102d_alarm.gif[/img]
光耦是驅(qū)動(dòng)板上的元件,C、E是信號(hào)插座Js的2、1腳;Vcc和GND是用戶(hù)主控板的電源端。用戶(hù)可以選擇2種報(bào)警電平。R1=Vcc/2mA。
特別提醒:
[align=left]1. 用戶(hù)如要測(cè)試輸出波形,請(qǐng)參
閱IGBT驅(qū)動(dòng)器正常輸出波形的測(cè)試。
2. 輸出插座Jo到IGBT柵極和發(fā)射極的引線(xiàn)要短一些,并使用絞線(xiàn),以減小寄生電感,但集電極的反饋連線(xiàn)不要絞在一起。
3. 謹(jǐn)防柵極和發(fā)射極輸出短路,短路時(shí)間超過(guò)幾秒,可能損壞板上器件。
4. 盡量減小雜散電感,并設(shè)置良好的IGBT過(guò)壓吸收回路,避免尖峰電壓擊穿IGBT。[/align]