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砚姓宓
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1 高频大功率 MOSFET IGBT 驱动芯片产品手册 V

2 目录一概述... 3 二原理框图... 3 三电气特性极限参数驱动特性工作条件短路保护性能驱动电源要求... 5 四波形图短路保护曲线曲线说明... 5 五尺寸结构外形尺寸引脚说明... 6 六应用电路说明驱动器低压信号侧的连接输入信号的连接驱动高压侧驱动电源的连接驱动器高压侧输出的连接驱动功率的计算 IGBT 的连接保护参数的设置保护阈值设定 (Vn) 盲区时间设定 (Tblind) 软关断时间设定 (Tsoft) 故障后再启动时间设定 (Trst) 故障信号输出接口驱动芯片测试方法典型应用电路... 9 七相关产品信息 TX PD203 20(DC DC 模块电源 ) TX KE107 高频双管 IGBT 驱动器 TX DA102Dx 系列 IGBT 驱动板八常见问题九其它说明 : V

MOSFET IGBT 驱动器一概述大功率 MOSFET IGBT 驱动器, 最高工作频率 300KHz, 最大输出电流 30A, 最大驱动电荷 30uC 具有软关断保护, 保护后信号封锁以执行一个完整的保护过程保护参数可按默认值使用, 也可根据需要调节盲区时间软关断速度故障后再次启动时间高频应用时可以去除过流保护功能使用单一电源, 驱动器内部设有负压分配器, 减少了外部元器件

3 MOSFET IGBT 驱动器一概述大功率 MOSFET IGBT 驱动器, 最高工作频率 300KHz, 最大输出电流 30A, 最大驱动电荷 30uC 具有软关断保护, 保护后信号封锁以执行一个完整的保护过程保护参数可按默认值使用, 也可根据需要调节盲区时间软关断速度故障后再次启动时间高频应用时可以去除过流保护功能使用单一电源, 驱动器内部设有负压分配器, 减少了外部元器件 IGBT 的栅极充电和放电速度可分别调节电源电压可在 18-22V 间二原理框图三电气特性 3.1 极限参数符号名称极限参数单位 Vp 输入驱动电源电压 22 V Vs 输入 PWM 信号脉冲幅值 2.4 V Po 最大输出功率 4 W Io 驱动器输出瞬态峰值电流 ±30 A Viso 输入输出绝缘电压 (50Hz/1min) 3.5 KV Rg 最小栅极电阻 0.5 Ω Fop 最高开关频率 300 KHz V

4 3.2 驱动特性除另有指定外, 均为在以下条件时测得 :Ta=25,Vp=20V,Fop=50KHz 参数符号测试条件最小值典型值最大值单位输入脉冲信号高电平 Is=10mA 输入脉冲信号低电平 Vs 0.9 V 输入脉冲电流幅值 Is ma 输出电压输出电流 Vo+ Rg=2.2Ω,CL=100nF 14.5 Vo Io+ Ton=1μS,δ= Io- -30 V A 输出总电荷 Qout 30 μc 输出功率 Po 4 W 工作频率 Fop KHz 占空比 δ % 上升延迟 Trd 0.5 μs 下降延迟 Tfd 0.5 绝缘电压 Viso 50Hz/1 min 3500 Vrms 共模瞬态抑制 CMR 30 KV/μS 3.3 工作条件环境温度符号测试条件最小值典型值最大值单位工作温度 Top 存储温度 Tst 短路保护性能除另有指定外, 均为在以下条件时测得 :Ta=25,Vp=20V,Fop=50KHz 参数符号测试条件最小值典型值最大值单位保护动作阈值 Vn 用户设置, 典型值为缺省值 7.5 V 保护盲区 Tblind 用户设置, 最小值为缺省值 0.8 μs 软关断时间 Tsoft 用户设置, 最小值为缺省值 0.7 μs V

5 故障再启动时间 Trst 用户设置, 最小值为缺省值 2.6 ms 故障信号延迟 Tflt 0.3 μs 故障信号输出电流 Iflt 8 10 ma 3.5 驱动电源要求参数符号测试条件最小值典型值最大值单位输入电压 Vp V 输入电源电流 Id Fop=200kHz,CL=0 30 ma 4W 输出时 250 ma 输入电源功率 Pi 驱动输出 4W 时, 典型值为实际消耗, 最大值为有裕量输入要求 5 7 W 四波形图 4.1 短路保护曲线 4.2 曲线说明图中第一个过流信号很窄未超过盲区时间 Tblind, 驱动器不响应第二个过流信号稍宽, 超过 Tblind 后驱动器开始软关断 IGBT, 并输出报警信号 ; 当过流信号结束, 输出随后也要恢复第三个短路信号更宽一些, 并且是在 PWM 信号的后期出现, 软关断过程中 PWM 提前结束了, 但由于驱动器内部已经锁存 PWM 输入信号, 因此驱动输出不响应 PWM 信号的下降沿指令, 继续将软关断的过程进行到底第四个是持续的短路信号, 如果用户没有用过流报警信号封锁 PWM 输入, 驱动内部将在 " 故障后再启动时间 Trst" 后恢复输出, 并周而复始五尺寸结构 5.1 外形尺寸 V

6 5.2 引脚说明引脚序号引脚符号引脚功能描述 1 PWM PWM 信号输入端, 此端与输出是同相位 2 GND 控制信号地端 3,4 N/A 空脚 5 Blind 盲区时间 Tblind 设定端, 通过电容设置 6 Vn 过流时的集电极发射极阈值电压设置端, 通过电阻调整 7 Detect IGBT 电流检测端, 通过二极管接 IGBT 的集电极 8 9 Reserved 保留端, 用户不能使用 10 Soft 软关断时间 Tsoft 设定端, 通过电容设置 11 Fault/ 故障信号输出端, 故障时输出低电平, 通过光耦传送到控制电路 12 Com 驱动器内部的正负电源参考点 13 Reset 短路保护后自动复位时间 Trst 设定端, 通过电容设置 14 Vcc 驱动器的辅助电源 Vp 的正输入端, 也是驱动器内部的正电源端 15 Emitter 与 Com 脚的电平基本相同, 接 IGBT 的发射极 16 Vee 驱动器的辅助电源 Vp 的负输入端, 也是驱动器内部的负电源端 17 Reserved 保留端, 用户不能使用 18 Vo + 驱动器正脉冲输出端, 接 IGBT 的栅极 19 Vo 驱动器负脉冲输出端, 接 IGBT 的栅极六应用电路说明 6.1 驱动器低压侧输入信号的连接输入信号串入电阻 Ri, 使输入电流为 Is, 即 Ri=(Vim-Vs)/Is)=(Vim- 2)/10mA,Vim 为输入信号幅值 ; 电容 Ci=330pF, 起加速作用, 能够提高驱动器的响应速度, 但有时也会引入干扰, 请用户注意 ( 也可以用低电平有效的 PWM 信号串电阻接在 2 脚,1 脚接控制信号电源正 ) 6.2 驱动高压侧驱动电源的连接 20V 隔离电源 Vp 从脚接入, 并应连接滤波电容, 电解电容旁应并联低阻抗的无感电容或 Cbb 电容电源输入功率与工作频率和 IGBT 型号有关在驱动输出功率达到最大值 4W 时, 输入电源功率 Pi 约 5W, 留 40% 裕量, 需要输入功率 7W 如果驱动器实际输出功率未达最大值, 给定的输入功率可以相应减少驱动 MOS 时 Vp 最低可以 18V, 驱动 IGBT 时最好是 22V V

7 6.3 驱动器高压侧输出的连接驱动功率的计算驱动输出功率 Po=Q*Fop*ΔV,Q 为 IGBT 实际所需的驱动电荷,Fop 为工作频率,ΔV=Vp 实际所需的驱动功率不应大于参数表的给定值, 最好留有 20% 的余量 IGBT 的连接驱动器输出端 Vo+ 和 Vo- 通过外部电阻 Rg+ 和 Rg- 与 IGBT 的栅极相连 ; 驱动器的参考端 Com 通过电阻 Re 与 IGBT 的发射极相连 ; 驱动器的检测端 Detect 通过高压隔离二极管 Dhv 与 IGBT 的集电极相连栅极电阻 Rg+ 控制栅极的充电速度,Rg- 控制放电速度 ; 也可以只用一个, 这时要把脚短接 Rg = 0.5~10Ω, 总功率 2Po,Po 是实际驱动功率 IGBT 的栅极和发射极之间并联的电阻 Rge 是泄放电阻, 防止在未接驱动引线的情况下, 偶然加主电高压, 通过米勒效应烧毁 IGBT 驱动器通过二极管 Dhv 检测 IGBT 的导通压降 Vces, 用以判定 IGBT 是否过流二极管的耐压可按 IGBT 工作电压的 2 倍以上选取, 实际中可用几只快恢复二极管 ( 如 FR107 HER107 FUR1100 等 ) 串联而成检测二极管回路可以接 Rj/Df, 保护驱动器 IGBT 的栅极和发射极之间还可以并接 18V 的双向 TVS 稳压管注意 : 不接电容 Cc 和 Ce 前不能测试输出波形, 否则可能烧毁驱动片驱动器到 IGBT 的连线要尽量短, 不宜超过 200mm, 栅射极引线应使用绞线谨防输出短路, 短路可能损坏驱动器 6.4 保护参数的设置保护参数设置电路如图所示保护阈值设定 (Vn) Vn 是触发过流保护动作时的 7 脚对 12 脚 Com 端的电压当 7 脚对 16 脚 ( 即 IGBT 的发射极 ) 的电位升高到 7.5V 时启动内部的保护机制在 6 12 脚间接一个电阻 Rn 可以降低过流保护的阈值, 对应关系如下 : V

8 Rn(KΩ) Vn(V) 7.5( 缺省值 ) 或者在 6 14 脚间接一个电阻 Rp, 可以提高过流保护的阈值, 对应关系如下 : Rp(KΩ) Vn(V) 7.5( 缺省值 ) 注意, 实际的动作阈值应为上述值再减去隔离二极管 Dhv 的正向导通压降实际动作阈值电压可取 IGBT 正常导通电压的倍, 一般无需设置盲区时间设定 (Tblind) Tblind 是检测到 IGBT 集电极的电位高于保护动作阈值后到开始降栅压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在 5 12 脚间接一个电容 Cblind 可以调大盲区时间, 对应关系如下 : Cblind(pf) Tblind(μs) 0.8( 缺省值 ) 软关断时间设定 (Tsoft) Tsoft 是驱动脉冲电压降到零电平的时间在脚接一个电容 Csoft, 可加大软关断时间, 在 Vp=20V 时的对应关系如下 : Csoft(nf) Tsoft(μs) 0.7( 缺省值 ) 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, 而要将软关断过程进行到底, 而后才保持低电平一般情况下无需设置故障后再启动时间设定 (Trst) Trst 是短路故障发生, 驱动器软关断 IGBT 后, 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脚接一个电容 Creset, 可延长再次启动的时间, 在 Vp=20V 时的对应关系为 : V

9 Creset(nf) Trst(ms) 2.6( 缺省值 ) 一般情况下可采用缺省设置如果故障保护后不需要自动复位, 可以将复位端 13 脚与 Vee 端 15 脚短接这种情况下只能关机复位故障信号输出接口软关断开始的时刻, 驱动器的 11 脚输出低电平报警信号, 一般要接一个光耦, 将信号传送给控制电路, 一般情况下, 用户应关闭系统中所有的 IGBT 光耦可采用 TLP521 或 PC817 等工作频率当工作频率达到 150KHz 以上时, 需要加接应用电路图中的 R4=560R 6.5 驱动芯片测试方法测试驱动器的输出波形时, 需要连接好 IGBT, 示波器的地线夹接 IGBT 的发射极, 探头接 IGBT 的栅极若不接 IGBT, 则必须短路驱动器与 IGBT 的 C E 极相连的相应端点专用测试工装, 可参考技术园地中的 KA 系列 IGBT 驱动器的简易测试方法及原理图一文制作 6.6 典型应用电路 V

是专为驱动芯片设计的供电电源,12-30Vdc 宽电压输入,2 路 24V 隔离输出, 初次级隔离电压

3 TX DA102Dx 系列 IGBT 驱动板采用 TX KA102 驱动芯片 TX PD203

即插即用, 大大加快调试进度八常见问题可参阅技术园地中的常见问题的处理九其它说明 :

10 七相关产品信息 7.1 TX PD203 PD203G 2 路输出 DC DC 模块电源 TX PD203 是专为驱动芯片设计的供电电源,12-30Vdc 宽电压输入,2 路 24V 隔离输出, 初次级隔离电压 3000V/50Hz, 片式 SIP 封装 PD203G 的输出电压缺省值是 24V, 用户只需用一个电阻便可在 10 27V 之间调节 7.2 TX KE107 高频双管 IGBT 驱动器 7.3 TX DA102Dx 系列 IGBT 驱动板采用 TX KA102 驱动芯片 TX PD203 驱动电源, 配合外围元器件组成的 IGBT 驱动板, 具有单元产品可选, 即插即用, 大大加快调试进度八常见问题可参阅技术园地中的常见问题的处理九其它说明 : 本公司产品有可能根据情况做一些相应的改动, 届时不另行通知, 请见谅但本公司保证这种变动不降低原来的功能和性能, 也不对参数表的数值有影响如有超过上述的变化一定提前通知客户北京落木源电子技术有限公司地址 : 北京市西城区教场口街一号邮编 : V

11 电话 : 传真 : 网站 : V

12 版本信息 3.0 版, 上网 3.0 版,150116, 新加上产品照片, 没有改版本号 V

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Microsoft Word - K841L_3.1_ doc 中大功率 IGBT 驱动芯片产品手册 HTTP://WWW.PWRDRIVER.COM V3.1 2015-01 1 目录一概述... 3 二原理框图... 3 三电气参数... 3 3.1 极限参数... 3 3.2 驱动特性... 3 3.3 工作条件... 4 3.4 短路保护特性... 4 3.5 驱动电源要求... 4 四输出波形... 5 4.1 软关断曲线... 5 4.2