几种用于IGBT驱动的集成芯片

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1、几种用于IGBT驱动的集成芯片2.1TLP250（TOSHIBA公司生产）   在一般较低性能的三相电压源逆变器中，各种与电流相关的性能控制，通过检测直流母线上流入逆变桥的直流电流即可，如变频器中的自动转矩补偿、转差率补偿等。同时，这一检测结果也可以用来完成对逆变单元中IGBT实现过流保护等功能。因此在这种逆变器中，对IGBT驱动电路的要求相对比较简单，成本也比较低。这种类型的驱动芯片主要有东芝公司生产的TLP250，夏普公司生产的PC923等等。这里主要针对TLP250做一介绍。   TLP250包含一个GaAlAs光发射二极管和一个集成光

2、探测器，8脚双列封装结构。适合于IGBT或电力MOSFET栅极驱动电路。图2为TLP250的内部结构简图，表1给出了其工作时的真值表。    TLP250的典型特征如下：   1）输入阈值电流（IF）：5mA（最大）；   2）电源电流（ICC）：11mA（最大）；   3）电源电压（VCC）：10～35V；   4）输出电流（IO）：±0.5A（最小）；   5）开关时间（tPLH/tPHL）：0.5μs（最大）；   6）隔离电压：2500Vpms（最小）。   表2给出了TLP250的开关特性，表3给出了TLP250的推荐工作条件。  

3、 注：使用TLP250时应在管脚8和5间连接一个0.1μF的陶瓷电容来稳定高增益线性放大器的工作，提供的旁路作用失效会损坏开关性能，电容和光耦之间的引线长度不应超过1cm。   图3和图4给出了TLP250的两种典型的应用电路。   在图4中，TR1和TR2的选取与用于IGBT驱动的栅极电阻有直接的关系，例如，电源电压为24V时，TR1和TR2的Icmax≥24/Rg。   图5给出了TLP250驱动IGBT时，1200V/200A的IGBT上电流的实验波形（50A/10μs）。可以看出，由于TLP250不具备过流保护功能，当IGBT过流时，

4、通过控制信号关断IGBT，IGBT中电流的下降很陡，且有一个反向的冲击。这将会产生很大的di/dt和开关损耗，而且对控制电路的过流保护功能要求很高。   TLP250使用特点：   1）TLP250输出电流较小，对较大功率IGBT实施驱动时，需要外加功率放大电路。   2）由于流过IGBT的电流是通过其它电路检测来完成的，而且仅仅检测流过IGBT的电流，这就有可能对于IGBT的使用效率产生一定的影响，比如IGBT在安全工作区时，有时出现的提前保护等。   3）要求控制电路和检测电路对于电流信号的响应要快，一般由过电流发生到IGBT可靠关断应在

5、10μs以内完成。4）当过电流发生时，TLP250得到控制器发出的关断信号，对IGBT的栅极施加一负电压，使IGBT硬关断。这种主电路的dv/dt比正常开关状态下大了许多，造成了施加于IGBT两端的电压升高很多，有时就可能造成IGBT的击穿。2.2EXB8..Series（FUJIELECTRIC公司生产）   随着有些电气设备对三相逆变器输出性能要求的提高及逆变器本身的原因，在现有的许多逆变器中，把逆变单元IGBT的驱动与保护和主电路电流的检测分别由不同的电路来完成。这种驱动方式既提高了逆变器的性能，又提高了IGBT的工作效率，使IGBT更

6、好地在安全工作区工作。这类芯片有富士公司的EXB8..Series、夏普公司的PC929等。在这里，我们主要针对EXB8..Series做一介绍。   EXB8..Series集成芯片是一种专用于IGBT的集驱动、保护等功能于一体的复合集成电路。广泛用于逆变器和电机驱动用变频器、伺服电机驱动、UPS、感应加热和电焊设备等工业领域。具有以下的特点：   1）不同的系列（标准系列可用于达到10kHz开关频率工作的IGBT，高速系列可用于达到40kHz开关频率工作的IGBT）。   2）内置的光耦可隔离高达2500V/min的电压。   3）单电源

7、的供电电压使其应用起来更为方便。   4）内置的过流保护功能使得IGBT能够更加安全地工作。   5）具有过流检测输出信号。   6）单列直插式封装使得其具有高密度的安装方式。   常用的EXB8..Series主要有：标准系列的EXB850和EXB851，高速系列的EXB840和EXB841。其主要应用场合如表4所示。注：1）标准系列：驱动电路中的信号延迟≤4μs     2）高速系列：驱动电路中的信号延迟≤1.5μs   图6给出了EXB8..Series的功能方框图。   表5给出了EXB8..Series的电气特性。   表6给出了E

8、XB8..Series工作时的推荐工作条件。表6EXB8..Series工作时的推荐工作条件   图7给出了EXB8..Series的典型应用电路。   EXB8.