igbt栅极驱动器fan8800及其应用

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1、IGBT栅极驱动器FAN8800及其应用

2、第1摘要：FAN8800是Fairchild公司生产的IGBT驱动器单片IC，可用于驱动分立和模块式IGBTs，也可用来驱动功率MOSFET。文中介绍了FAN8800的特点、功能以及应用电路。FAN8800是美国Fairchild公司生产的单只栅极驱动器IC，用于驱动IGBT模块及功率MOSFET。这种采用8脚DIP封装的经济型器件具有完善的保护功能，能够驱动200A/600V和50～100A/1200V的IGBT。1引脚功能和参数1.1引脚功能500)th

3、is.style.ouseg(this)">FAN8800的内部电路原理框图如图1所示。表1列出了FAN8800的引脚功能。表1FAN8800引脚功能脚号引脚名称功能描述1TDUR故障输出持续时间。该时间可通过该脚外部的接地电容CDUR来设定。在CDUR=25.7nF下，TDUR典型值是170μs2GND接地端3IN栅极驱动输出(VOUT)控制输入4VEE负电源电压5OUT栅极驱动电压输出端6Vcc正电源电压7FAULT故障输出。在故障情况被检测时，该脚从逻辑低变为逻辑高8DESAT离饱和（de-s

4、aturation）电压检测输入端1.2主要电气参数500)this.style.ouseg(this)">FAN8800的主要参数如下：●最大输出的电源电流/吸收（sink）电流：1A/2A；●最大故障输出电源电流/吸收电流：25mA/10mA；●最高输入电压（VIN）：VEE-0.3V～Vcc；●最大工作温度范围：-40～105℃；●启动电压：11.5V；●欠压闭锁（ULVO）门限电压：10.5V；●电源工作电流：20mA；500)this.style.ouseg(this)">●到高输出电平的

5、传输延时（TPLH）：0.35μs；●到低输出电平的传输延时（TPLH）：0.35μs；●过电流保护（OCP）延尽时间（TOCP）：80μs；●短路保护（SCP）延迟时间（TSCP）：0.3μs；●上升时间（tr）：50ns；●下降时间（tf）：50ns。FAN8800的推荐工作参数如表2所列。表2推荐工作条件（Ta=25℃）参数符号MINTYPEMAX单位正电源电压VCC+13+15+18V负电源电压VEE-13-15-18V工作环境温度Ta-4025105℃1.3主要特点500)this.sty

6、le.ouseg(this)">FAN8800的主要特点如下：●具有过流和短路保护功能；500)this.style.ouseg(this)">●内含CMOS兼容输入和故障状态指示器；●故障输出持续时间可编程；●内置故障条件下的慢关断电路；●具有负栅极驱动能力；●适用于集成功率模块；●可用来驱动单只IGBT或功率MOFET。2功能与作原理FAN8800的保护电路如图2所示。图中的高压快速恢复二极管D1与内部两个比较器用来检测IGBT的集电极电压而不是集电极电流。Q4与IGBT的工作状态是相反的。30

7、0μA的电流源用于对电容CDESAT充电，其电压为VDESAT。如果IGBT的饱和压缩为VCE（SAT），D1的正向压降为VF，那么，FSESAT=VCE(SAT)+VF。如果VDESAT≥4.5V，器件将在过电流保护（OCP）模式下工作；如果VDSAT≥6.5V，那么器件将进入短路保护（SCP）工作模式。当脚5上的驱动输出信号从低态向高态转换时，IGBT不会立即进入饱和导通状态，而是延时Td(no)。器件中用300μA的电流源对CDEAT充电的目的也就是为了防止Td(on)出现操作误差。500)t

8、his.style.ouseg(this)">如果在IGBT中出现一个过电流，那么在一个83μs(在IC内部的一个固定值)的延时TOCP之后将在IC脚7上产生一个故障输出信号，如图3所示。OCP模式产生的条件是：4.5V<VDESAT<6.5V。如果负载出现短路，FAN8800中的SCP电路可阻止IGBT因负载短路而发生损坏。当通过IGBT的电流超过短路解扣电平6.5V时，经过对电容CDESAT充电时间Tcharge和SCP延时TSCP之后，器件将产生一个故障输出信号以关闭控制器，相关波

9、形如图4所示。为防止IGBT不出现误运输动作，对脚8外部电容CDESAT的充电时间应不小于1μs，一般选取3～5μs。为此，CDESAT可选取220pF并具有良好热特性的电容器。故障输出持续时间TDUR=CDUR×(5V-1.4V)/55μA。当选取CDUR为2.7nF时，TDUR为176μs。IGBT在出现故障时可通过FAN8800的OCP电路进行关断。500)this.style.ouseg(this)">而关断时的离散电感会在VCE上感生电压尖峰，FAN8800