M57962 IGBT驱动厚膜

M57962 IGBT驱动厚膜 K57962 IGBT驱动器 一、原理框图: 二、特点: , 单管大功率IGBT模块驱动器。 , M57962的改进型～管脚与M57962完全兼容～缺省参数也基本相同～ 可以直接代换。 , 可按默认值直接使用～也可根据需要调节保护盲区区时间、软关断 的速度、故障后再次启动的时间。 三、应用: , 可驱动IGBT (300A/1200V或 600A/600V) 一只 四、外形尺寸: 五、电性能参数:(除另有指定外,均为在以下条件时测 得:Ta=25?,Vp=24V,Vcc=15V～Fop=50KHz,CL=100nF) 参数 符号 测试条件 最小典型最大单位 值 值 值 辅助电源电压(1) Vp 20 24 27 V 电源电流 Iio CL=0 25 Iil CL=100n 150 mA 输入脉冲电压或电流幅值,2, Vpwm 4.5 5 5.5 V Ipwm 9 10 12 mA 输出电压(3) Voh Rg=2Ω 13.5 14.5 14.5 V Vol CL=100nF -7.5 -8.5 9 V 输出电流 Iohp Fop=20KHz 5 A Ton=2μS Iolp -5 A 输出总电荷 Qout 2000 2800 nC 绝缘电压 Viso 50Hz/1 min 3500 Vrms 工作频率 Fop 0 60 KHz 占空比 δ 0 100 , 最小工作脉宽 Tonm 0.8 μS in 上升延迟 Trd Rg=2Ω 0.3 0.6 μS 下降延迟 Tfd 0.4 0.7 μS 上升时间 Tr Rg=2 0.6 0.8 μS Ω,CL=100nF 下降时间 Tf 0.5 0.7 μS 保护动作阈值,4, Vn 9 V 保护盲区(5) Tbli 2.5 μS nd 软关断时间(6) Toff Vp=24V 2.5 μs 故障后再启动时间,7, Trst Vp=24V 1.5 10 mS 输出故障信号电流 Iflt 5 10 mA 故障信号延迟 Tflt 50 nS 共模瞬态抑制 CMR 30 KV/ μS 工作温度 Top -30 90 ? 存储温度 Tst -50 120 ? 注: 1. 驱动器的工作电压Vp,Vcc+Vee～推荐24V。Vcc一般取15V。 2. 输入的TTL 5V信号电平时可直接连接～如信号的高电平Vim高于5V～应在输入端串连一个电阻Ri和电容Ci～Ri使输入电流为Ipwm～即Ri=(Vim,Vpwm)/Ipwm),(Vim,5)/10mA,Ci=470pF。 3. 输出负压值与工作电压Vp有关～Vol=Vp-15。 4. 触发过流保护动作时的1脚对IGBT发射极的电压。当1脚IGBT的发射极的电位升高到9V时启动内部的保护机制。 5. 检测到IGBT集电极的电位高于保护动作阈值后到开始软关断的时间。因为各种尖峰干扰的存在～为避免频繁的保护影响开关电源的正常工作～设立盲区是很有必要的。表中数据是在1脚输入斜波信号作为模拟的集电极电压时得到的,对于工作中的突然短路故障～实际的盲区时间要比表中数据略大1μS左右。 在2、4脚间接一个电容Cblind可以调大盲区时间～关系为Cblind/Tblind(nF/μS),0/1.6～1/2.2～2.2/2.9～3.3/3.6～4.7/4.2。为安全起见～用户调试使用时可以先接比预算值稍小的电容～提高保护灵敏度。 6. 驱动脉冲电压降到0电平的时间。在10、6脚接一个电容Coff～可加大软关断时间～在 。 Vp=24V时的关系为Coff/Toff(nF/μS),0/2.8～2.2/3.5～4.7/4.5～10/6.5软关断开始后～驱动器封锁输入PWM信号～即使PWM信号变成低电平～也不会立即将输出拉到正常的负电平～而要将关断过程进行到底。软关断开始的时刻～驱动器的8脚输出低电平 报警信号～可以接一个光耦～将信号传送给控制电路。 7. 短路故障发生后～驱动器软关断IGBT～如果控制电路没有采取动作～则驱动器再次输出驱动脉冲的间隔时间。在6、9脚接一个电容Creset～可延长再次启动的时间～在Vp=24V时的关系为Creset/Trst(nF/mS),0/1.45～1/2.9～2.2/4.7～4.7/8。电容Creset不宜超过6.8nF。 六、应用连接图: 1. 普通使用～可以不接Cblind、Creset、Coff～5V信号输入时不必接Ri 和Ci。 2. 滤波电容Cc、Ce、Cp可用22，47μF电解电容～再并联一个1μ以上 的CBB无感电容～耐压Cc、Ce>=25V～Cp>=35V。 3. 选取故障输出光耦的串联电阻R2时～要考虑到8脚输出的低电平接近 于负电源Vee。 4. 在已有电源中替换M57962的方法: 在原有的电源系统上用KA系列驱动器替代M579XX和EXB84X的方法: K841、K57959、K57962和KA841、KA959、KA962几款驱动器～是在EXB841、EXB840、M57959和M57962的基础上～对其性能和功能有所改进的产品。其中前三款驱动器在进口器件的基础上略作改进～可直接替代。后三款驱动器增添了用户可设置的保护参数～但在管脚安排上也保持了与上述进口产品的兼容。其特点是可根据需要设置盲区时间、软关断的速度、故障后再次启动的时间。原国外产品在IGBT短路时的集射极电压阈值的设定都采用串连稳压管的方式～这三款产品增添了用电阻精细调节的可能。这些改进是利用了原国外产品中没有使用到的管脚～因此在提高性能增加功能的同时又保持了与原产品的高度兼容～也可以在原来使用国外驱动器产品的电源上替换。 ,1,用K841替代EXB841、840的方法: 直接替代～电路无需任何改动。 ,2,用KA841替代EXB841、840的方法: 对EXB841、840的典型应用电路～大部分可以直接替换～电路无需任何改动。但要注意:如不是典型电路～需要根据具体情况相应修正,负压设置～EXB841在下面接了5V稳压管～而KA841在上面接了15V稳压管～因此驱动器外部不可再接5V稳压管。用户可以通过适当提高供电电压来加大负压～增强抗干扰能力,原来驱动器芯片中没有用到的管脚～不能与电路有电气连接,EXB841的盲区时间是3us～KA841的缺省设置是1us～因此可能需要加添Cblind,将来改板时还是按照KA841的应用电路～加入抗干扰衰减电阻Re为宜,信号输入电流应保证10mA。 ,3,用K57959和K57962替代M57959和M57962的方法: 对M579xx的典型应用电路可以直接替换～电路无需任何改动。 但要注意:如不是典型电路～需要根据具体情况相应修正,原来驱动器芯片中没有用到的管脚～不能与电路有电气连接,因为K产品与M产品中的光耦串联电阻不同～如果信号源幅值不是5V～替代时要适当改变串联电阻～保证输入信号电流10mA。 ,4,用KA959、KA962替换M57959和M57962的方法: 有2种替换方法。第一种方法是直接替换～要求原来驱动器芯片中没有用到的管脚～不能与电路有电气连接。这种方法仍然使用外部的正负双电源。 第二种方法～单电源方法。因为KA959、KA962内部已经设置了负电源～所以就可以不使用M579XX应用时的正负电源了。一个具体例子如下图: 将原来的R和D去除～并在原RD连接点(即IGBT发射极)和驱动器KA9xx的12脚,原M579xx的3脚,间接一个电阻Re=100,330R/0.25W。 注意:KA959、KA962与M57959、M57962管脚是完全兼容的～但因为管脚命名的顺序不同～驱动器同一功能脚的标号不同～但二者的标号和等于15。 图中标号～括号外是KA系列的～括号内是M系列的。 ,5,K57962短路保护特性的测试: IGBT驱动器短路保护功能的测试:IGBT在应用中要解决的主要问题就是如何在过流、短路和过压的情况下对IGBT实行比较完善的保护。过流故障一般需要稍长的时间才使电源过热～因此对它的保护都由主控制板来解决。过压一般发生在IGBT关断时～较大的di/dt在寄生电感上产生了较高的电压～这需要用缓冲电路来钳制～或者适当降低关断的速率。短路故障发生后瞬时就会产生极大的电流～很快就会损坏IGBT～主控制板的过流保护根本来不及～必须由驱动电路或驱动器立刻加以保护。 因此驱动器的短路保护功能设计的是否完善～对电源的安全运行至关重要。拿到一个驱动电路～使用前先测试一下它的短路保护功能是否完善～是很有必要的。本文介绍两种测试方法。 1、第一种测试方法 图中PWM信号送到驱动器的信号输入端～故障后再启动电容Creset,10nF～Dhv是高反压快恢复管～限流电阻Rlimit,10,100R～电容C,10,470uF。示波器可在驱动器的输入和输出端监测。如果不接Creset～则驱动器输出 端输出的是约1ms的脉冲～也就是IGBT每1ms短路一次。考虑到有的IGBT在这种情况下时间长了仍有可能过热烧毁～接入10nF的Creset后～则为约12ms短路一次～保证了IGBT的安全。 过流动作阈值设置电阻Rn的选取～请根据所试驱动器说明中的关于Rn的说明和所试验IGBT的正向伏安特性曲线选取合适的阻值。 在单管电路的开关电源中～接入适当的Creset后～可以省去通常的短路信号反馈光耦～仅靠驱动器自身就能保证IGBT的安全运行～这也是该款产品的特点之一。 2、第二种测试方法 与第一种方法类似～只是不让IGBT始终保持短路～用手工来短路A、B两点。这种短路试验比第一种更严酷～对驱动器的要求也更高～因为手工短路～不可能一下接实～实际是一连串的通断过程。该款驱动器可以保证您的IGBT的安全。 注意:实验时一定注意人身安全～最好在工频输入处加一个隔离变压器。 6. 静态输出波形的测试: IGBT驱动器正常输出波形的测试:该产品中所有带保护功能的驱动器和驱动板～用户如要测试正常的静态(不加主电情况下)输出波形～需要注意以下几点: A、如果功率管IGBT或MOSFET已经连接在电路中了～则加上驱动电源和PWM输入信号～就可以在输出端用示波器看到相应的输出信号。 B、如果功率管没有接～只是在做一个输出测试～那么必须将应接功率管集电极和发射极(或漏极和源极)的两点予以短路才行。因为如果集电极或漏极悬空～那么驱动器或驱动板将认为功率管处于短路状态而启动内部的保护机制～这时看到的将是驱动器输出的保护信号波形～无论是波形形状还是周期都与输入的PWM信号完全不同。 特别提醒:谨防输出短路。 七、过流保护曲线: 八、管脚说明: 1:IGBT电流检测端～接IGBT的集电极。 2:盲区时间设定端。 3:未连接。 4:驱动器的辅助电源Vp的正端～Vcc 5:驱动器输出端～接IGBT的栅极。 6:驱动器的辅助电源Vp的负端～Vee。 7:未连接。 8:故障信号输出端。 9:短路保护后再次启动时间设定端。 10:软关断时间设定端。 11、12:空脚。 13、14:信号输入端。 九、驱动器中电阻Re的作用: 该产品中的部分IGBT驱动器应用电路图中～在IGBT的发射极和驱动器的地端有一个电阻Re～其作用是与电容Cc和Ce形成RC滤波～降低IGBT在开关过程中对内部电路的干扰。一般可用100R/0.125W。