英飞凌驱动培训及其使用中的问题

驱动培训 David 2009.04 2009 2009 EurotoneEurotone Company ProfileCompany Profile 2009 Apr Concept简介 ?由Heinz Redi先生创建于1986年 ?: 坐落于瑞士比尔市 ?: 年收益17 Mio. CHF ?: 首个提供即用型门极驱动单元的公司 ?: 20年来在IGBT门极驱动单元市场的市场领先者 ?: 已售出超过1 Mio.的SCLAE IGBT驱动 ?: 拥有在门极驱动领域的多项重要专利权 ?Concept核心竞争力 ?: : 模拟电路设计 ?: SCALE ASIC设计 ?: 高绝缘DC/DC转换方案和信号传输能力 ?: 高绝缘脉冲信号传输 ?: 专业于3,3kV, 4,5kV 和 6,5kV IGBT门极驱动r ?: 量身定做的IGBT门极驱动方案，包括工业，新能源，机车牵引和自 动化应用 ?_ 专注于IGBT和MosFET门极驱动 ?_ 高压门极驱动方案竞争力 主要运用领域 ?新能源风能及光电系统 ?: 机车牵引电力运输系统中的驱动(各类火车，LRV, 电动 大巴, 海运应用) ?: 驱动-工业应用上的电力驱动 ?: 感应加热 工业加热系统 ?: STATCOM 无功补偿系统 ?: IPT 工业处理技术 ?: UPS 不间断电源供应 ?: 焊接 工业用焊机 ?: 医学 医学系统逆变器 (如 CT, MRT) ?: 混合动力汽车 ?: 混合动力卡车, 巴士, 建筑和农业机械 主要内容 ?ASIC芯片SCALE和SCALE-2技术 ?: 脉冲变压器和DC/DC技术 ?: CONCEPT产品概览 ?- 内置SCALE和SCALE-2芯片集的IGBT门极驱动内核 ?即插即用型内置SCALE和SCALE-2芯片集的IGBT门极驱动 ?: CONCEPT高压IGBT门极驱动 ?- 3,3kV 和 4,5kV ?- 6,5kV ?: 如何为你的IGBT模块选择合适的CONCEPT IGBT 门极驱动 ?-选择合适的门极电阻Rg ?-计算所需的IGBT门极驱动功率 ?-计算所需的门极充电电流 ASIC芯片集SCALE和SCALE-2 ?SCALE技术 ?_ LDI 逻辑接入驱动接口 ?_ IGD 智能门极驱动 ?SCALE特性 ?_ 各种绝缘电压 ?_ 高门极电流30A ?_ 任意占空系数0.100% ?_ 一致的延迟350ns ?_ 直接或半桥模式 ?_ 极高的dv/dt抗扰度100000 V/us ?_ MTTF 68 mio. hours / Chip 50C ?_ TTL与CMOS兼容输入 ?_ 5V.15V无外部组件接口 ?_ 直接模式 ?_ 死区时间可调的半桥模式 ?_ 错误记忆 ?_ 开放集电极错误输出 ?_ 有效的共模噪声控制 ? 1SD1548AI 基于得到广泛认可的技术基于得到广泛认可的技术 ?新一代SCALE-2 芯片技术 ?_ 在Scale技术基础上的改进 ?_ 极高的集成度 ?_ 内置的DC/DC电源转换 ?_ 内置8A的IGBT驱动电流输出 ?_ 更适合IGBT的并联 ?_ 更少的器件更高可靠 性 ?融合了C-MOS信号技术的用于高压的芯片设 计 ?_ 与以前“快速”驱动相兼容，SCALE核和即插 即用驱动 ?_ 对于已有的CONCEPT产品都可以替代/第二 套解决方案 ?_ 延时时间80ns4ns，波动2ns，可以替代 老的“快速”驱动 ?_ 比 SCALE 驱动少了65% to 75%的器件 ?_ 比传统驱动少了90%器件 ?_ 集成8A的输出等级，用一个双路MOSFET可达到60A输出 ?_ 集成改进的有源箝位技术 ?_ +15V / -7.-15V 门极电压 ?_ 2电平 3-三电平 (多电平)能力 ?_ 原边ASIC控制集成DCV/DC 变换器 ?_ 可调的副边DC/DC电压 ?_ 所有的输入输出静电 保护（不需要外围器件） ?_ 信号有变压器或者光 纤接口 ?_ 传统变压器 ?_ 平面变压器 ?用SCALE-2技术的双路1W，8A输出电流驱动 脉冲变压器和脉冲变压器和DC/DC转换技术转换技术 ? 脉冲变压器 脉冲变压器 顶部 底部 顶部DC/DC 底部DC/DC 低压区 高压区 加强绝缘 基本绝缘 CONCEPT 产品 能在提供最大 绝缘性能的同 时保证极低的 耦合电容 驱动与保护：短路保护驱动与保护：短路保护 CONCEPT技术能提供高的dv/dt ACIC内置防护电路 CONCEPT变压器极低的伴随电容 用CONCEPT技术可使i(t)= c . dv/dt 达到100kV/us CONCEPT数据册中提 供绝缘测试电压 CONCEPT数据册中 提供关于间隙和爬 电距离的信息 电气绝缘达到18kVAC 爬电距离63mm 输出功率3W 无电解电容 非常稳定可靠，使用年限很长 耦合电容3pF 更多信息请登录www.IGBT- DRIVER.com/products/DC/DC Converter Concept产品概览 ?SCALE IGBT门极驱动产品框架 SCALE-2 IGBT 门极驱动产品框架 ?主要功能： ?: 1200V; 1700V; 2500V 和 3,3kV ?: 1 通道 , 2通道, 6通道 ?: 1W, 3W 和 15W ?: 6A, 15A 和 48A ?: 非常耐用 ?: 高dv/dt强度 ?: 短路保护 ?: 错误输出 ?: 超过10年的应用经验，超过100万片的市场用量 SCALE 门极驱动 内核 ?SCALE 门极驱动内核 ?: 2SD106AN/6SD106AN ?: 非常紧凑的双通道驱动 ?: 6A门极电流, 15V ?: 每通道1W ?: 适用于1200V 和 1700V 的 IGBT ?: 2D315AI : 1SD1548AI ?:大功率双通道驱动: 48A门极电流，很适合大 ?: 15A门极电流, 15V 功率IGBT 模块的并联连接 ?: 适用于1200V, 1700V : 15W 驱动功率可用于高频 2500V 和 3300V的/谐振场合 半桥IGBT 模块: 适用于600V, 1200V 和 ?: 每通道3W :1700V IGBT (MOSFETs) ?: IGD616 ?: 可兼容替代 IGD608 / IGD615门极驱动 ?: 单通道IGBT驱动 ?: 6 W ?: 16A门极电流 ?: 适用于 600V 1200V, 1700V 半桥IGBT模块: 1700V IGBT (MOSFETs) ?: IHD260/660 ?: 接替 IHD 215/280/680 双通道门极驱动内核 ?: 每通道3W ?: 每通道 6A ?: 适用于600V, 1200V ?和1700V IGBT (MOSFETs) ? ?SCALE即插即用门极驱动 ?: 即插即用驱动 ?: 可用于3600A大电流IGBT模块 ?: 三菱, 英飞凌, ABB, 富士, 日立, Dynex, Ixys, Powerex ?: 非常紧凑的设计方案 ?: 先进的自动箝位 ?: di/dt控制 ?: 2电平和3电平的拓扑 ?大功率即插即用SCALE驱动 ?即插即用驱动 ?: 适用于2400A和3600A的模块的模块 ?: 带1200V和1700V闭锁电压 ?: 三菱, 英飞凌, 富士, 日立, Dynex, Ixys, Powerex ?: 非常紧凑的设计方案 ?: 先进的自动箝位 ?: di/dt控制 ?: 2电平和3电平拓扑 大功率即插即用SCALE驱动 ?:适用于1700V, 2500V和3.3kV 单IGBT模块的即插即用驱动 ?: 为4.5kV和6.5kV IGBT设计的模块化的驱动方案 ?: 非常紧凑的设计方案, 自动箝位, 2电平和3电平拓扑 高电压即插即用SCALE驱动 模块化驱动(4.5kV and 6.5kV) 的DC/DC转换器 ?SCALE-2 IGBT门极驱动内核 ?新一代性能杰出的门极驱动 ?: 极低的延迟时间，低于90ns ?: 非常小的延迟波动，低于8ns ?: 高度集成, 更少的零部组件 ?: 极高的性价比 ?: 很适于IGBT的并联 ?: 易于使用 ?: 2SC0108T ?: 双通道的1200V和1700V低损 耗IGBT驱动 ?: SCALE-2技术 ?: 现有的全世界最小的1700V驱动内核 ?长45mm x 宽34.3mm x 高16mm ?: 8A门极电流和2 x 1W的驱动功率 ?: 高度集成:相对于离散的形式减少了 超过85%的组件数量 ?: 易于并联 ?: 杰出的性能，稳定性，低损耗 ?: 20US$ 基于10K pcs.的价格 ?: 2SC0435T ?: 双通道的1200V和1700V 低损耗IGBT驱动 ?: SCALE-2技术 ?: 现有的全世界最小的 35A/1700V驱动内核 ?: 35A门极电流和 2 x 4W驱动功率 ?: 高度集成:相对于离散的 式减少了超过85%的组 件数量 ?: 易于并联 ?: 杰出的性能，稳定性，低损耗 ?: 将在2010年第一季度上市 ?: 2SC300C17 ?: 可替换Infineon的2ED300C17-S EiceDRIVER ?: 对Infineon EiceDRIVER电子 化, 机械化且针脚兼容 ?: SCALE-2技术 ?: 30A门极电流和 2 x 4W门极电压 ?:相对于Infineon EiceDRIVER 减少61%的组件 ?: 杰出的性能，稳定性，低损耗 ?非常扁平的IGBT驱动，6,5mm ?: 性能优秀的SCALE-2芯片集 ?: 平面变压器方案 ?: 闭锁电压达到1700V ?: 开关频率达到500kHz ?: 非常短的延迟时间，小于80ns ?: 极小的延迟波动，小于1ns ?: 高门极峰值电流60/ 50A ?: 适配3.3V.15V逻辑电平的接口 ?: 嵌入式并联的功能 ?: 2电平和多电平拓扑 ?: IGBT短路保护 ?: 先进的自动箝位功能 ?: 20W单通道或6W双通道的最大 输出功率 ?: 输入端低压锁护 ?: 优秀的EMC (dv/dt 100V/ns) 1SC2060P 2SC0650P ?SCALE-2 IGBT 即插即用驱动 ?: 2SP0320 ?: PrimePACK门极驱动 ?: 门极电压: +15V regulated, -10V ?: 最大开关频率15kHz ?: 最大DC-连接电压1200V/1700V ?: 传输延迟时间小于100ns ?: 3.3V 15V逻辑兼容 ?: 延迟波动小于1.2ns ?: 工作温度 40C 85C ?: 便于PrimePACK的并联 ?: 2SP0115T ?:适用于17mm Dual封装的新 一代高性能的门极驱动 ?: 非常低的延迟时间，小于90ns ?: 非常低的延迟波动，小于8ns ?: 600V, 1200V和1700V ?: 极高的性价比 ?: 很适用于IGBT并联 ?: 便于使用 ?: 2009第第4季度季度 SCALE-2上市上市 ?大功率/高压即插即用驱动 1SD536F2系列 ?: SCALE技术 ?: 36A门极电流 ?: 可用于2400A和3600A的模块 ?: 1200V和1700V电压等级 ?: 非常紧凑的设计方案 ?: 改进的有源箝位 ?: di/dt开通控制 ?: 2电平和3电平拓扑 Concept高压IGBT门极驱动 ?1SD536F2拓扑图 ?1SD536F2系列的光纤接口 ?: A = 通用接口 ?: B = ST光纤接口 ?: C = Sercos光纤接口 ?1SD536F2 Series电平选择 ?: Jumper套接 J1 ?J1中连接1-2 =2电平模式 ?J1中连接2-3 =3电平模式或多电平模式 ?高压即插即用驱动1SD312F2系列 ?: 适用于4.5kV IGBT的标准化驱动方案 ?:即插即用, 自动箝位, 2电平和3电平拓扑 ?电平选择 ?: Jumper套接 J1 ?J1中连接1-2 =2电平模式 ?J1中连接2-3 =3电平模式或多电平模式 ?高压即插即用驱动1SD210F2系列 ?: 适用于适用于6.5kV IGBT的标准化驱动方案 ?: 即插即用, 自动箝位, 2电平和3电平拓扑 ?高压即插即用驱动1SD210F2系列 ?: : Jumper套接 J1 ?J1中连接1-2 =2电平 模式 ?J1中连接2-3 =3电平 模式或多电平模式 ?: A = 直插通用接口 ?: B = 侧接通用接口 ?: C = 侧接ST光纤接口 IGBT门极驱动选型 ?: 通过IGBT 数据手册对IGBT驱动选型 ?: 例如: 选择适用于英飞凌IGBT模块FF450R17KE4的IGBT驱动 ?门极驱动功率的计算: ?-门极充电电容，通过公式Q=C*V 算出.通常IGBT生产厂商用一个门极电 压30V(15V)来指定门极充电电量。 ?SCALE-2技术的CONCEPT IGBT门极驱动使用关断电压在-8 到-15V之间。 ?- 驱动功率，通过门极充电电容计算P=Q * fsw*V ?- 驱动功率，通过数据手册的输入电容计算P=Cies* fsw* V2*5 ?例： ?门极充电电容4.6c ?开关频率4kHz: P=4.6c*4kHz*30V ?P=0,552W ?输入电容36nF ?开关频率4kHz: P=36nF .4kHz .302 V2. 5 ?P=0,64W ?门极驱动电流的计算 ?- 门极电流由门极驱动电压和门极电阻决定 ?- 门极电阻由IGBT芯片或等于IGBT模块内置电阻,加上外置门极驱动电阻 ?- 开通和关断的峰值门极驱动电流通过公式计算 ?Imax=V/(Rinternal+Rexternal) ?Rinternal=1,7 ?Rexternal= 3,3 ?Imax =30V/(1,7+3,3) ?Imax =6A ?: 选择合适的IGBT驱动 ?- 电压等级1700V ?- 门极驱动功率P=0,64W ?- 门极电流Imax =6A CONCEPT IGBT驱动对IGBT的保护 ?: IGBT是如何被损坏的? VCE过压 VGE过压 高dv/dt ESD 长时间过流 IC短路电流超过 10s 高di/dt 温度 Tj150 Tcase150 Tcase- 40 机械压力 热循环震荡 热冲击功率循环 ?我们对短路的定义 : IGBT引脚短路 : SC case 1 : 硬件或软件故障 : 设计失误 : Vce sat过压检测 : 变频器终端短路 : Vce sat过压检测 : 电流传感器检测 : 发动机短路。高电感量, 例如相间短路或相对地短 路 : 此时Vce sat过压检测无 法保护IGBT ?: 低感短路 保护波形 ?短路时间和电流是 VGE的函数 tcs; Ics= f (VGE); ?短路保护电路 ?通用驱动短路 保护 ?即插即用驱动 短路保护 ?有源箝位保护： 新一代SCALE-2产品的保护 功能。 带软关断的先进自动箝位 +15V 门极箝位 通过V进行VCE sat监测 独立控制开通和关断 ? 并联技术 ?并联电路的动态和静态电流均流 ?: IGBT模块并联连接时电流分布的均衡性取决于很多因素。我们需要区别对 待动态电流分流和静态电流分流。 ?: 静态电流均流静态电流均流由IGBT的 开通和通过的电流确定： ?: 每个半桥并联连接的 电阻差异 ?: 并联中连接芯片 的VCE sat 和 VF。 ?: 并联中各连接半桥 的温度差异。 ?: VGE ?: 动态电流分流，动态电流分流，在开通和关断时的动态电流分流可以由一 下因素决定 ?: IGBT芯片的VGEth分部 ?: 单个半桥间与直流母线 的杂散电感Ld的差异 ?: 在转换过程中的磁场 分布 ?: 并联半桥间的温度 差异 ?: VGE ?: 门极-发射极的电感 : 对直流总线杂散电感的调整 ?所有SCALE IGBT门极驱 动都能用于简单的并联IGBT。 ?: 每个IGBT模块都需 要自己的门极电阻 ?: 辅助发射极需要由 以下途径扩大 - 发射极电阻 - 共模抑制 ?:门极-发射极电缆需要长 度和横截面都均衡对称。 ?: 为了减少门极-发射极的 电感有必要将门极发射极 电缆绞在一起。 ?: 注意：越快开关IGBT， 门极-发射极的电缆电感作用越明显. ?: !不同的电缆长度= 不同的开关性能! ?用SCALE-2 IGBT门极驱动并联 ?SCALE-2 IGBT门极驱动拥有: ?: 非常低的延迟时间 90ns ?: 非常小的波动 8ns ?: SCALE-2 IGBT门极驱动适合在并联中直接开关(图2.) ?: SCALE-2 IGBT门极驱动通过一个双极管提供电压而起作用，因此可以使用一个 独立的增强电路。(图1). ?图1:用原有的增压器并联 ?图2 :用SCALE-2即插即用IGBT门极驱动并联 ?: 多通道门极驱动方案 ?- 最简单可靠的方式去并联IGBT ?- Concept SCALE-2直接并联提供快捷成功的扩展 应用培训 ?在你开始设计之前 ?: 请花点时间学习我们的数 据手册，应用指南和设计说明 ?I/O接口2SD315AI ?SCALE驱动内核 2SD315AI的应用 ?当PWM信号有TTL电平, VL pin脚连接如左图所示。 ?当在输入端InA和InB有15V电平, 这时VL pin脚通过一个约1kW的电阻 连接到+15V(如图(右图). 施密特触发器输入端InA和InB的门槛电压这 时各为5V和10V。这个变量在更长的线缆连接控制和驱动时尤其推荐 ，这可以提高信号和噪声的比例，抗干扰能力更强。 ?参考电阻可通过以下方式计 算: ?Vth = Vce检测关断阈值 ?例如: ?所需的关断阈值 ?Vth = 5.85V ?: 如果原边用到状态输出 ，稳压二极管Ds不要被省 略掉。如果原边不用状态 输出，LS1 应连接到 COM1 而 LS2 连接到 COM2 以增加驱动的抗扰 性。 150 5.8 39 150 Vth Rth uA V RthK uA = = ?SCALE-2驱动内核2SC0108T 的应用 ?VCC终端 驱动的接口连接器有一个VCC 终端. 像DC-DC 转换器给辅助边供应电压 一样，它给原边电器供应15V电压. ?MOD (模式选择) 直接模式. 如果MOD输入端连接到 GND, 选择了直接模式. 半桥模式. 如果MOD输入端通过一个 71kRM181k的电阻连接到GND， 选择了半桥模式。 ?INA, INB (驱动输入, 如 PWM) 可用在3.3V到15V之间所有逻辑电平 的信号。 ?SO1, SO2 (状态输出) 输出端SOx带漏极开路晶极管. 当故 障状态被检测到(原边提供欠电压,辅 助边提供欠电压,IGBT短路), 相应的 状态输出SOx下降(连接到GND). 否 则,输出段产生高阻抗. ?TB (输入调整闭锁时间TB) TB端允许通过连接一个电阻RB 到 GND去设定闭锁时间TB ?Vce电压参考端子(REFx) 电压参考端REFx允许通过在 REFx 和 VEx间放置一个电阻以 设定过流保护的阀值。 REFx pin脚产生一个连续电流 150uA ?门极开通(GHx) 和关断(GLx)端 这些终端允许开通(GHx)和关断 (GLx)门极电阻连接到功率半导 体的门极。 ?集电极检测(VCEx) ?: 计算Cax ?: 例如: ?: 需要一个Cax=400pF的电容， 确定一个在 ?Rthx=33k和VGL=9V时，值为 4s的反应时间. 如果使用两个 1N4007,相应的VCE 阈值是3.5V 二极管. 关于IGBT驱动的几个基本问题 梁知宏 英飞凌科技（中国） 梁知宏 英飞凌科技（中国） Page 2 内容内容 ?门极电压门极电压 - 开通电压：对饱和电压和短路电流的影响 - 关断电压：对关断和损耗的影响 - 开通电压：对饱和电压和短路电流的影响 - 关断电压：对关断和损耗的影响 ?门极电阻门极电阻 - 对开关能耗和开关特性的影响 - 选择和配置的注意事项 - 对开关能耗和开关特性的影响 - 选择和配置的注意事项 ?驱动与保护驱动与保护 - 线路设计的几个原则 - 门极箝位，有源米勒箝位（Active Miller Clamping） - 动态电压上升控制（DVRC） - 短路保护：Vce检测，软关断，两电平关断 - 线路设计的几个原则 - 门极箝位，有源米勒箝位（Active Miller Clamping） - 动态电压上升控制（DVRC） - 短路保护：Vce检测，软关断，两电平关断 ?对目前驱动器产品的评价（仅供参考）对目前驱动器产品的评价（仅供参考） Page 3 门极电压：开通电压+Vge门极电压：开通电压+Vge 对饱和电压的影响 Vge 对饱和电压的影响 Vge?，Vcesat，Vcesat? Tvj=125 C Tvj=125 C 对短路电流的影响 Vge 对短路电流的影响 Vge?，Isc，Isc?（tsc（tsc?） 注意：Vge规格-最大允许值20V注意：Vge规格-最大允许值20V Page 4 门极电压：关断电压-Vge或0V门极电压：关断电压-Vge或0V ? 用-Vge（-5V-15V)使IGBT 关断更可靠，有利于防止误 开通。 用-Vge（-5V-15V)使IGBT 关断更可靠，有利于防止误 开通。 ? 用0V关断，可考虑采用有源 米勒箝位使关断更可靠（见 后页“驱动与保护”）。 用0V关断，可考虑采用有源 米勒箝位使关断更可靠（见 后页“驱动与保护”）。 ? 用0V+15V开关时，门极电 荷较小(以600V IGBT3为例， Qg为-15V+15V时的40%）， 门极驱动电流较小。 用0V+15V开关时，门极电 荷较小(以600V IGBT3为例， Qg为-15V+15V时的40%）， 门极驱动电流较小。 ? 用0V关断时，toff和Eoff较 大（以600V IGBT3为例： toff为-15V时的2-3倍，Eoff 比-15V时增加约10%）。 用0V关断时，toff和Eoff较 大（以600V IGBT3为例： toff为-15V时的2-3倍，Eoff 比-15V时增加约10%）。 注意：Vge规格-最大允许值20V注意：Vge规格-最大允许值20V 米勒电容对门极的影响（半桥中另一IGBT开通时） 寄生电感对门极的影响（FWD反向恢复结束时） 米勒电容对门极的影响（半桥中另一IGBT开通时） 寄生电感对门极的影响（FWD反向恢复结束时） Page 5 门极电阻门极电阻 ? Rg对开通影响大，表现在以下几个方面： - 开通能耗（Eon） - IGBT的电流尖峰（续流二极管的反向恢复电流） - dv/dt Rg对开通影响大，表现在以下几个方面： - 开通能耗（Eon） - IGBT的电流尖峰（续流二极管的反向恢复电流） - dv/dt ? Rg对关断影响不明显，Rg对关断影响不明显，表现在以下几个方面：表现在以下几个方面： - 关断- 关断能耗（能耗（Eoff） - di/dt（主要由芯片技术决定，Rg很大时才有影响） - dv/dt Eoff） - di/dt（主要由芯片技术决定，Rg很大时才有影响） - dv/dt ? Rg对开通和关断延时都有影响Rg对开通和关断延时都有影响 Eon，Eoff关断波形 开通 波形 Rg较小 Rg中等 Rg较大 Eon，Eoff关断波形 开通 波形 Rg较小 Rg中等 Rg较大 Page 6 门极电阻门极电阻 ? Rg下限：规格书中的测试条件Rg下限：规格书中的测试条件 ? Rg上限：IGBT损耗/发热，死区时间Rg上限：IGBT损耗/发热，死区时间 ? 功率计算（假设驱动功耗都消耗在 Rg上）： Pg = Vge Qg fsw 2 其中：Vge = Vcc - Vss Qg = Vge/30 Q 功率计算（假设驱动功耗都消耗在 Rg上）： Pg = Vge Qg fsw 2 其中：Vge = Vcc - Vss Qg = Vge/30 QG G Q QG G：见规格书（-15V+15V） fsw：开关频率 ：见规格书（-15V+15V） fsw：开关频率 ? IGBT并联时，建议每个IGBT一个Rg （共用一个驱动器），以减小IGBT 内置门极电阻值误差对开关一致性 的影响。 IGBT并联时，建议每个IGBT一个Rg （共用一个驱动器），以减小IGBT 内置门极电阻值误差对开关一致性 的影响。 0V0V Vss/0V Vcc Vss/0V Vcc Driver Page 7 门极电阻门极电阻 15V Vss extg R _int_g R PWM o R Rg选择方式（仅供参考）Rg选择方式（仅供参考） ? 首先确定驱动器型号，以获取驱动器输出峰值电流。 注意：规格书中的参数是基于较理想驱动器的测试结 果（驱动器输出等效电阻可近似为0），且驱动电压 为-15V+15V。 首先确定驱动器型号，以获取驱动器输出峰值电流。 注意：规格书中的参数是基于较理想驱动器的测试结 果（驱动器输出等效电阻可近似为0），且驱动电压 为-15V+15V。 ? 选择方式一：考虑驱动器输出能力（假设输出峰值电流为输出“短路”电流）选择方式一：考虑驱动器输出能力（假设输出峰值电流为输出“短路”电流） 0 max int_ 1515 R I RRR Vss o gextgo = + int_ max _g o extg R I Vss R ? 如有可能，确定所选Rg值是否满足驱动器温度要求。如有可能，确定所选Rg值是否满足驱动器温度要求。 ? 通过测试最终确定合适的Rg值。通过测试最终确定合适的Rg值。 int_int_ )15(1515 gdatasheetggextgo RRRRR Vss + + og gdatasheetg extg RR RRVss R + int_ int_ _ 30 )()15( ? 选择方式二：考虑下限，即对IGBT和续流二极管的冲击选择方式二：考虑下限，即对IGBT和续流二极管的冲击 Page 8 驱动与保护驱动与保护 线路设计和布局的几个原则线路设计和布局的几个原则： ? 驱动电路与IGBT门极的距离越短越好驱动电路与IGBT门极的距离越短越好 ? 驱动电路与IGBT模块必须用导线连接时，导线越粗越好（双绞线）驱动电路与IGBT模块必须用导线连接时，导线越粗越好（双绞线） ? IGBT的G和E之间必须跨接电阻（10K左右）IGBT的G和E之间必须跨接电阻（10K左右） ? RGE和门极箝位元件尽可能直接放置在IGBT模块上RGE和门极箝位元件尽可能直接放置在IGBT模块上 ? 优化驱动电路在PCB上的布局优化驱动电路在PCB上的布局 Page 9 驱动与保护：箝位，DVRC驱动与保护：箝位，DVRC PWM +16V -16V D2 D1 RG FZ2400R17KE3 FF1200R12KE3 DZ1 R3 UDVRC UAVC R1 C1 CDIF RAVC R2 D3 T1 T2 T3 T4 R4 IC1 t U t I T5 t U IDVRC IAVC 100pF 47 36 2 PWM +16V -16V D2 D1 RG FZ2400R17KE3 FF1200R12KE3 DZ1 R3 UDVRC UAVC R1 C1 CDIF RAVC R2 D3 T1 T2 T3 T4 R4 IC1 t U t U t I t I T5 t U t U IDVRC IAVC 100pF 47 36 2 动态电压上升控制（DVRC）有源米勒箝位（Active Miller Clamping）动态电压上升控制（DVRC）有源米勒箝位（Active Miller Clamping） ? 门极箝位：用肖特基二极管和电源电压 将Vge限在15V，限制短路电流。 门极箝位：用肖特基二极管和电源电压 将Vge限在15V，限制短路电流。 ? 有源米勒箝位：利用附加晶体管的导通 吸收由米勒电容和dv/dt产生的门极电 流，保证0V关断的可靠性。 有源米勒箝位：利用附加晶体管的导通 吸收由米勒电容和dv/dt产生的门极电 流，保证0V关断的可靠性。 ? DVRC：检测dv/dt，延缓IGBT的关断， 限制di/dt和电压尖峰。 门极箝位 DVRC：检测dv/dt，延缓IGBT的关断， 限制di/dt和电压尖峰。 门极箝位 Page 10 驱动与保护：短路保护驱动与保护：短路保护 ? Vce检测： - 适用于直通短路等“硬”短路（低寄生电感回路）的保护 - 不适合用于过流保护 - 注意De-sat二极管的选择 - 消隐电容的选择受电流源误差影响 Vce检测： - 适用于直通短路等“硬”短路（低寄生电感回路）的保护 - 不适合用于过流保护 - 注意De-sat二极管的选择 - 消隐电容的选择受电流源误差影响 电流 Ic电流 Ic 电压 Vce电压 Vce 过流短路过流短路 电压 Vce电压 Vce 电流 Ic电流 Ic 短路短路 ? 软关断：在检测到短路后，驱动器输出较高阻抗，等效于很大的门极电阻 值，限制di/dt和电压尖峰。 软关断：在检测到短路后，驱动器输出较高阻抗，等效于很大的门极电阻 值，限制di/dt和电压尖峰。 ? 两电平关断：在检测到短路后，驱动器迫使门极电压下降到第二电平（如 9V-11V），以降低短路电流，延长IGBT的短路允许承受时间。 两电平关断：在检测到短路后，驱动器迫使门极电压下降到第二电平（如 9V-11V），以降低短路电流，延长IGBT的短路允许承受时间。 Page 11 驱动器产品：目前所用技术驱动器产品：目前所用技术 屏蔽屏蔽 光耦隔离型光耦隔离型 ? 基本/安全隔离 ? 传输延时大，