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考慮篇幅限制,本次內容分為3部分。
(1) 絕緣柵雙極性晶體管(IGBT)原理介紹及部分術語定義;
(2)IGBT雙脈沖實驗;
(3)IGBT及隔離驅動數據書冊解讀。
功率器件驅動中需要對控制電路和功率電路進行電氣隔離,常用的隔離方式有三種,分別為電容隔離,變壓器隔離和光耦隔離。不同廠家所選擇的隔離方案各不相同,下面談談采用無磁芯變壓器隔離的器件,該器件的特性包括:(1)2A的軌至軌輸出電流;(2)內置保護有Vce飽和電壓檢測、短路鉗位、主動關斷和有源密勒鉗位;(3)28V絕對最大供電電壓;(4)195/190ns最大傳輸延遲;(5)100kV/us共模瞬態抑制;(6)12/11V輸出低電壓閉鎖等。內部框圖如圖1所示。
Pin2:去飽和保護。開關管導通時,監測IGBT的集電極―發射極電壓Vce,若Vce大于設定的電壓(9V),K3輸出高電平,退飽和保護被觸發,IGBT被關斷。為了保護的可靠性,端口增加了消隱時間,時間長短由外部電容進行調節。
Pin7:密勒鉗位。由于存在彌勒效應,關斷時Vce電壓變化率經電容Cgc電容耦合,在門極產生電壓尖峰,導致誤導通。為了解決半橋驅動中的串擾問題,增加了彌勒鉗位功能。IGBT關斷時,門極電壓小于設置的關斷電壓(2V),Pin7引腳內部MOS導通,門極接地,抑制串擾電壓。
Pin12:準備就緒。正常工作時,該引腳輸出準備就緒信號,輸出形式為開漏輸出。
Pin13:故障輸出,低電平有效。低電壓保護和驅動信號經過與門接入編碼器及退飽和信號經過編碼后傳輸至控制側進行解碼,解碼后的信號接入SR觸發器S端,Q端輸出高電平,Pin13引腳內部MOS管導通,輸出低電平。Pin13輸出低電平表示驅動發生故障。
Pin14:重置輸入,低電平有效。Pin14引腳輸入低電平,信號接至SR觸發器R端,當R端為高電平,SR觸發器被復位,輸出低電平,Pin13內部MOS管關斷,引腳輸出高電平。
應用示意圖如圖2所示。?