2SD315A驱动器中文资料.doc

IGBT和功率MOSFES使用的双重SCALE驱动器2SK315A描述CONCETP公司的SCALE驱动器是为IGBT和功率MOSTET的可靠驱动和安全工作是基于芯片装置而发展研制的。“SCALE”的名称是根据SCALE系列驱动器的最显著特性的单词首字母的缩写：SCALE = Scaleable, Compact, All purpose, Low cost and Easy to use.SCALE = 可缩放，简洁的，通用的，低成本和易于应用。SCALE驱动器是“1998 瑞士技术中心”竞赛组织的成功方案。和CSALE驱动器最杰出的ABB瑞士AG开发荣誉奖 “1998最优电力电子项目”。产品特点 1200V和1700V的IGBT配套 短路和过电流保护 非常可靠，高耐用寿命 15A的高门极电流 4000VAC电气隔离 电气隔离资质认证 电源和自身监控的控制 开关频率从DC到100KHz 占空因数：0-100% 高dv/dt 抗扰性，保证100,000V/us 完全用DC/DC变换应用 变频器 电机驱动技术 牵引 铁路供电 变流 能源工程 开关电源 放射学和激光科技 DC/DC变换 研究 RF（射频）发生器和转换方块图 图1 2SD315A 方块图引脚描述引脚描述功能引脚描述功能1VDD+15电子类输入侧44G1栅极通道12VDD+15电子类输入侧43G1栅极通道13SO1状态输出通道142COM1虚拟公共通道14VL逻辑电平/复位41COM1虚拟公共通道15RC1RC网络死区时间通道140Viso1延时电容通道16In B输入 B39E1发射极通道17RC2RC网络死区时间通道238E1发射极通道18MOD模式输入37Rth1基准电阻通道19SO2状态输出通道236C1集电极传感通道110In A输入 A35LS1本地状况通道111GNDGND电子类输入侧34空闲12GNDGND电子类输入侧33空闲13VDC+15V 用于DC/DC变换32G2栅极通道214VDC+15V 用于DC/DC变换31G2栅极通道215VDC+15V 用于DC/DC变换30COM2虚拟公共通道216VDC+15V 用于DC/DC变换29COM2虚拟公共通道217VDC+15V 用于DC/DC变换28Viso2延时电容通道218GND（dc）地 DC/DC 变换27E2发射极通道219GND（dc）地 DC/DC 变换26E2发射极通道220GND（dc）地 DC/DC 变换25Rth2基准电阻通道221GND（dc）地 DC/DC 变换24C2集电极传感通道222GND（dc）地 DC/DC 变换23LS1本地状况通道2传说：指定为“空闲”的引脚是在物理上不存在的。PCB规划机械尺寸在页4下面的制图显示栅格是：1.27mm(50mil)焊盘推荐直径：1.6mm过孔推荐直径：1.0mm机械尺寸图2 2SD315A主视（顶）/结构宽度布局观察（底）图3 2SD315A侧视（顶）/机械固定（底）X高度：典型值 22mm机械固定2SD315A驱动器有每个直径是3.2mm的二个孔。在震动和摇晃（铁路，牵引系统，电动车，等等）下要求非常高的绝缘的应用时驱动器所允许的额外固定。看图3（底）额定最大绝对值参数测试环境最小最大单位VDC提供电压016VdcVDD提供电压016Vdc逻辑输入电压to GND0VDDVdc栅极峰值电流IoutGx to Ex-18+18ADC/DC变换输出功率双通道总计6W工作电压连续（看注释8）1200Vdc测试电压（50Hz/1分钟）输入 to 输出4000VAC（有效）工作温度2SD315AN（看注释10）0+702SD315AI（看注释10）-40+85存储温度全部类型-40+90除另外规定，全部数据查阅是+25和VDD=VDC=15V电气特性能量供应测试环境最小典型最大单位VDC额定供应电压to GND (看注释1)15VdcIDC供应电流无负荷30mAIDC最大供应电流(看注释2)470mADC/DC变换输出功率(看注释3)6W 效率 内部DC/DC变换85%VDD额定供应电压to GND15VdcIDD供应电流无负荷12mAIDD供应电流25KHz开关频率15mA电气特性（继续）能量供应监控测试环境最小典型最大单位接通阈值Vth（看注释4）11.5Vdc滞回 运行/关闭（看注释4）07Vdc逻辑输入测试环境最小典型最大单位输入电压全部输入（看注释5）0VDDVdc定时特性测试环境最小典型最大单位输入to 输出延时开通 tpd(on)300ns截止时间关闭 tpd(off)350ns故障之后（看注释4）1s能量供应监控测试环境最小典型最大单位接通阈值Vth（看注释4）11.5Vdc滞回 运行/关闭（看注释4）07Vdc输出测试环境最小典型最大单位输出电流IGGx to Ex（看注释6）-15+15A输出上升时间tr(out)Gx to Ex（看注释7）100/160ns输出下降时间tf(out)Gx to Ex（看注释7）80/130nsSOx输出电流1.5mASOx额定输出电压Sox to GNDVDDVLSx输出电流5mAVce监控测试环境最小典型最大单位Cx 输入to Ex0VDDVdc电气绝缘测试环境最小典型最大单位工作电压连续（看注释8）1200Vdc测试电压（50Hz/1分钟）（看注释12）4000VAC（有效）局部放电熄灭电压IEC270（看注释11）1700VAC（峰点）输入输出爬电路径20mm输入输出放电轨迹（看注释13）12.7/20mm在V=1000V 最大Vt（看注释9）100KVus除另外规定，全部数据查阅是+25和VDD=VDC=15Veff: efficiency 效率pk： peak 顶点工作环境工作环境测试环境最小最大单位工作温度2SD315AN（看注释10）0+702SD315AI（看注释10）-40+85存贮温度全部类型-40+90关键数据脚标1) 驱动器在每个通道上加一只齐纳二极管用于过电压保护,当输入电压超过16V时,这个保护通制约热过载。2) 若耗散功率超过额定，这是DCDC变换超载的一个象征。DC/DC变换是没有抗过载保护将是会很显著。3) 考虑一个推荐值，请参考“输出功率和本体温升”的部份。4) 用于功率半导体保护的低电压监测，这个电压采用的是每个单独驱动通道本地供应电压。无论如何，近拟符合于用GND为参考的VDC电压。5) 这个输入电平必须决不超过供应电压（GND和VDD之间）的界限，否则整个LDI001的封锁能够产生，当驱动通过电缆或长的导线占用时必须特别注意。6) 栅极电流必须通过栅极电阻限定最大值。7) 优先参数：用5.6串联39nF的负荷第二参数：用1.8串联250nF的负荷。8) 在全部输入和全部输出之间最大连续的或者重复应用的DC电压还是重复应用的AC电压的峰值。无论如何，高的局部放电压采用典型量和选择是同样有效的（看注释11）。9) 驱动器资料说明书保证处于高DC链电压和最高开关运行将是具有相等的传输可靠性。10) 处于高负荷必须应用说明，驱动器专用的本身发热特殊的应用。11) 标准类型的局部放电是不测量的。用于局部放电抗干扰性的测试和选择类型可以采用最大要求和最高工作电压的应用来提供（如铁路应用）。12) 4000Vac(rms)50Hz的检测电压可能应用1分钟的时间。用这种（严格说是陈旧的）测试方法应该是著名的，一些（次要）损害出现在绝缘层期限对于局部放电。因此，在重复绝缘隔离测试的场合（e.g模块测试，装置测试，系统测试）CONCEPT没有执行测试，并用较低的测试电压执行测试。若更详细的局部放电测量法比这种测量法更好地匹配是更现代化的，将几乎完全不被破坏。13) 第一系列（1988）是在邻近通道之间12.7mm和在输出与输出之间20mm的爬电距离。在最近的系列）在邻近的通道间采用20mm的迹线距离实现（采用100%机械兼容性。14) 在错误后典型的封锁时间是1秒。若必须，用其它的封锁时间版本同样可以提供。应用提示重要通知这个数据页包含单独产品详细而精确的数据。在文档题名“SCALE驱动器描述和应用手册”中全部的数据对于SCALE驱动器所有的典型系列应用提供的。在细节中，手册中包含了SCALE驱动器概念的详细描述，所有接线端引脚的详细描述，其它更好的重要应用提示。一般观察和应用SCALE驱动器2SD315A是一个用于功率MOFET和IGBT的双通道驱动。2SD315A结合紧凑的机械尺寸和简洁的电气界面，具有非常高的输出电流，高的驱动功率和特殊的高绝缘。驱动器可以几乎在所有可能的场合应用，特别对于并联电路，高功率模块和用于1700V以上变换电压的模块。当用于半桥驱动使用时，2SD315A可以直接产生所有必须的任何死区时间。输出功率和本体发热专用的输出驱动功率合计6W（每通道3W）。这代表能够用6.25Hz来驱动一个1200A1200V的IGBT模块.在6W的驱动功率情况下,代表输入功率大约是7W,驱动损耗预期总计大约是1W.因为CONECPT不能预知用户在应用中将怎样组合驱动器没有捆绑本发体发热的推荐数值和在高温环境下最大有用功率输出的预期定制。因此推荐控制系统的本体发热，特别当在更高温度使用的时候。对于精确的输出功率计算，从CONCEPT参考定制的应用文献AN-9701“IGBT驱动正确计算”集电极监测和Rth的尺度2SD315A双驱动器是是个集电极监测来保护功率半导体。在图4中进行说明。从资料手册“SCALE驱动器的描述和应用手册”中可能获得基本的工作模式。协调更有效IGBT的开通特性，SCALE驱动器不用静态参考电压和集电极电压进行相比较。改为用图5中的说明参考应用。为保证2SK315A在正常状态能够可以更加广泛的应用，在图4的驱动器中组件Ca(响应时间电容)和Rm（衰减电阻）是非一体化的，但是必须从外部连接。然而Ca能根据专门的应用进行匹配，Rm一般推荐180的标准值。Ca的接地端将连接到COMx引脚。 图4 集电极监测电路原理表格1注释在表格1中列出的“Vth1”和“Vth2”的值是基准电阻Rth的功能。在“Vth1”列对应的数值是耗用响应时间之后的开始电压。在“Vth2”列对应的数值是开始确定设置静态电阻Rth的对应电压,这个数值是在10和15us之间典型范围的静态数值.在VCE(off)列的数值对应的是当外部电路是应用在图4中用一个或二个1N4001类号二极管进行串联时侯的集电极-发射极之间的保护激活电压数值。响应时间电用1n5的数值，若电容高压额定或低于，响应时间按电容改变的比例改变，尽管阈值“Vth1”和“Vth2”实际上保持未变（它们是为Rth专用的）。 图5 集电极-监测电压曲线Rth数值响应时间Vth1Vth2VCE(off)22K4.9us4.8V3.2V2.35V(1Diode)27K5.7us5.6V3.9V3.05V(1Diode)33K6.8us6.5V4.7V3.25V(2Diode)39K7.6us7.3V5.6V4.15V(2Diode)47K9us8.4V6.8V5.35V(2Diode) 表1 用Ca=1n5的参考电阻、响应时间和关断极限二倍或多倍引脚预定输出高电流,几个引脚呈现二重或多重.在规划上推荐这些平行连接,达到压降交叉引导结构(接触引脚)是最小.专用接线引脚2SD315A是普遍应用和高驱运性能最优化的,从而比简单的SCALE驱动器包含更多的接线引脚.这些引脚将在下面进行说明:Visox 和COMx 引脚:外部支持电容注释:“x“是线路号码在Visox 和COMx的立足点。如同简洁的SCALE驱动器，2SD315A同样在各自通道DC/DC变换的二级侧有延时电容器。IGBTs用门充电上升到3Uc(相对应的典型大约是1200V/300A的模块)和门电流上升到10A可以没有外部延时电容进行驱动。对于更高的门负荷和门电流，在Visox 和COMx之间需要外部延时电容。这此电容的额定值在47和120uF（但不能比220uF更多）和电介质强度20V。开关模式功率采用（低感应系数和高电流处理电容）相匹配的电容是重要的。它们必须近可能近的靠近驱动器接线引脚，达到最小的咸应系数。电容正极连接在Visox，负极到COMx。COMx引脚总是呈现双倍的。VDC和GND引脚：DC/DC变换器电源在驱动器输入推荐连接大约220uF的一块电容，电容应该同样是开关模式电源供应类型。引脚LSx：局部状态注释：“X”是LSx状况的通道号码。每个通道的IGD001状态是表明输出有效。导通集电极时对应输出大约5m可以使用。一个LED可以连接那里，例如图6所示。在正常运行（一切正常OK）LED灯亮和当驱动器探测到一个低压或延时期间去除。 图6 用LED连接LSx引脚显示状况注意:若局部状况输出没有使用,LS1将连接到到COM1和LS2连接到COM2。在增加驱动器噪声抗干扰性（看同样技术资料TN-0001在www.IGBT-D）规定。功率部分的内部配置：驱动器的位置最可能地接近功率晶体管。连接晶体管的导线尽可能地短和尽可能低的感应系数。i.e在门电流和开关速度上要求导线可以从3cm到10cm长。应用性说明：在数据页的下一个版本中，将对应用要点举例。下载更新版本从下列互联网地址：互联网：www.IGBT-D真正快速选择：评估板CONCEPTR提供一个很快引入对IGBT技术部分应用和对SCALE驱动器保护概念应用的宽范围的评估板。这些板描绘了全部构造给组合和在从10KW到1000KW的功率范围内的变换器电流测试和包括功率半导体（IGBTs），采用正确匹配的驱动卡和电容连接电路。功率部份是用非常低的感应系数设计的。文件提供集合，这些评估板能够用于研发原型设备的内部问题解决时间的加快。可利用评估板的观察引发你的需求思路。若你需要任何帮助，直接访间我们的技术支持：CONCEPT为你的问题和难点提供给你的专家帮助：因特网：www.CT-CE-Mail:SupportCT-C完全专用：定制SCALE驱动器：若你需要的功率MOSFET或IGBT驱动是不包在供应范围中，不要犹豫不决，去联系CONCETP或你的CONCEPT销售合伙人。CONCEPT工程师在为功率MOSFET和IGBT智能驱动的