幾種用于IGBT驅(qū)動的集成芯片

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1、幾種用于IGBT驅(qū)動的集成芯片2.1TLP250（TOSHIBA公司生產(chǎn)）???在一般較低性能的三相電壓源逆變器中，各種與電流相關(guān)的性能控制，通過檢測直流母線上流入逆變橋的直流電流即可，如變頻器中的自動轉(zhuǎn)矩補償、轉(zhuǎn)差率補償?shù)?。同時，這一檢測結(jié)果也可以用來完成對逆變單元中IGBT實現(xiàn)過流保護等功能。因此在這種逆變器中，對IGBT驅(qū)動電路的要求相對比較簡單，成本也比較低。這種類型的驅(qū)動芯片主要有東芝公司生產(chǎn)的TLP250，夏普公司生產(chǎn)的PC923等等。這里主要針對TLP250做一介紹。???TLP250包含一個GaAlAs光發(fā)射二極管和一個集成光

2、探測器，8腳雙列封裝結(jié)構(gòu)。適合于IGBT或電力MOSFET柵極驅(qū)動電路。圖2為TLP250的內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡圖，表1給出了其工作時的真值表。????TLP250的典型特征如下：???1）輸入閾值電流（IF）：5mA（最大）；???2）電源電流（ICC）：11mA（最大）；???3）電源電壓（VCC）：10～35V；???4）輸出電流（IO）：±0.5A（最?。???5）開關(guān)時間（tPLH/tPHL）：0.5μs（最大）；???6）隔離電壓：2500Vpms（最小）。???表2給出了TLP250的開關(guān)特性，表3給出了TLP250的推薦工作條件。??

3、?注：使用TLP250時應(yīng)在管腳8和5間連接一個0.1μF的陶瓷電容來穩(wěn)定高增益線性放大器的工作，提供的旁路作用失效會損壞開關(guān)性能，電容和光耦之間的引線長度不應(yīng)超過1cm。???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)動的柵極電阻有直接的關(guān)系，例如，電源電壓為24V時，TR1和TR2的Icmax≥24/Rg。???圖5給出了TLP250驅(qū)動IGBT時，1200V/200A的IGBT上電流的實驗波形（50A/10μs）?？梢钥闯觯捎赥LP250不具備過流保護功能，當IGBT過流時，

4、通過控制信號關(guān)斷IGBT，IGBT中電流的下降很陡，且有一個反向的沖擊。這將會產(chǎn)生很大的di/dt和開關(guān)損耗，而且對控制電路的過流保護功能要求很高。???TLP250使用特點：???1）TLP250輸出電流較小，對較大功率IGBT實施驅(qū)動時，需要外加功率放大電路。???2）由于流過IGBT的電流是通過其它電路檢測來完成的，而且僅僅檢測流過IGBT的電流，這就有可能對于IGBT的使用效率產(chǎn)生一定的影響，比如IGBT在安全工作區(qū)時，有時出現(xiàn)的提前保護等。???3）要求控制電路和檢測電路對于電流信號的響應(yīng)要快，一般由過電流發(fā)生到IGBT可靠關(guān)斷應(yīng)在

5、10μs以內(nèi)完成。4）當過電流發(fā)生時，TLP250得到控制器發(fā)出的關(guān)斷信號，對IGBT的柵極施加一負電壓，使IGBT硬關(guān)斷。這種主電路的dv/dt比正常開關(guān)狀態(tài)下大了許多，造成了施加于IGBT兩端的電壓升高很多，有時就可能造成IGBT的擊穿。2.2EXB8..Series（FUJIELECTRIC公司生產(chǎn)）???隨著有些電氣設(shè)備對三相逆變器輸出性能要求的提高及逆變器本身的原因，在現(xiàn)有的許多逆變器中，把逆變單元IGBT的驅(qū)動與保護和主電路電流的檢測分別由不同的電路來完成。這種驅(qū)動方式既提高了逆變器的性能，又提高了IGBT的工作效率，使IGBT更

6、好地在安全工作區(qū)工作。這類芯片有富士公司的EXB8..Series、夏普公司的PC929等。在這里，我們主要針對EXB8..Series做一介紹。???EXB8..Series集成芯片是一種專用于IGBT的集驅(qū)動、保護等功能于一體的復(fù)合集成電路。廣泛用于逆變器和電機驅(qū)動用變頻器、伺服電機驅(qū)動、UPS、感應(yīng)加熱和電焊設(shè)備等工業(yè)領(lǐng)域。具有以下的特點：???1）不同的系列（標準系列可用于達到10kHz開關(guān)頻率工作的IGBT，高速系列可用于達到40kHz開關(guān)頻率工作的IGBT）。???2）內(nèi)置的光耦可隔離高達2500V/min的電壓。???3）單電源

7、的供電電壓使其應(yīng)用起來更為方便。???4）內(nèi)置的過流保護功能使得IGBT能夠更加安全地工作。???5）具有過流檢測輸出信號。???6）單列直插式封裝使得其具有高密度的安裝方式。???常用的EXB8..Series主要有：標準系列的EXB850和EXB851，高速系列的EXB840和EXB841。其主要應(yīng)用場合如表4所示。注：1）標準系列：驅(qū)動電路中的信號延遲≤4μs?????2）高速系列：驅(qū)動電路中的信號延遲≤1.5μs???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E

8、XB8..Series工作時的推薦工作條件。表6EXB8..Series工作時的推薦工作條件???圖7給出了EXB8..Series的典型應(yīng)用電路。???EXB8.