 设计特点 输出端 |
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PSHI驱动器的输出端
PSHI驱动器的输出端采用了具有自主知识产权的IGBT专用驱动芯片（ASIC）PDI02，内部集成了输出缓冲，VCE检测，软关断电路，故障返回，信号编码传输电路，具有体积小，功能强，速度快，使用方便等特点。 |
“功率输出缓冲器”单元由DC/DC变换器供应+15V/-8V电平，并增强从脉冲变压器接收到的控制信号。功率输出级采用一对MOSFET为门极提供充足的功率输出脉冲电流，从而提高了IGBT开通和关断的性能，提高导通和关断速度，减少功率损耗。如果这部分的功率不够，IGBT将不能正常开关，IGBT的功耗增加甚至会发生IGBT损坏。
由于IGBT是电压控制器件，在静态条件下，IGBT是无需门极驱动电流的。但是由于IGBT的门极输入端寄生有一个大容量的门极电容，所以在IGBT导通瞬间会产生一个门极尖峰驱动电流，并且IGBT导通后仍然需要持续给输入电容充电以维持VGE的损耗。这一点只能由一个特殊的输出缓冲器来实现，而非光耦。
另一个重要指标为IGBT的开关频率，以门极电荷Qon，(或Qoff )为依据，驱动IGBT所需的总功率PG可以由以下公式计算得出：
PG = VGE × f × Qon + |-VGE| × f × Qoff
由此公式，可以计算出最大开关频率f。
另外，驱动器输出端电压必须时刻保持稳定，以实现与VCEsat相关的通态损耗;门极电阻也很重要，因为它可以限制导通和关断时的门极电流脉冲幅值。通过调节RG 可以控制开关损耗。 |
“VCE监控电路”负责短路检测。通过从IGBT的集电极直接测量 VCEsat。当IGBT发生过流时，它通过软关断电路关断IGBT并封锁输出缓冲器，防止短路发生，并发送一个信号到控制端的故障记忆电路。在逆变电路中使用IGBT，过流现象主要由以下因素导致：
◇输出短路；◇上下管同时导通；◇负载电路接地故障。
IGBT的集电极-发射极电压VCE可以用于更好的监测短路电流，因为当过流时它的值会快速增加。当短路发生时，VCE监测电路通常检测输入“导通信号”和集电极-发射极电压;当输入信号置高3μs--5μs，VCE值超过正常范围时，“VCE监控电路” 将迅速关断输出信号，终止过流。 |
“软关断”电路，在短路情况下，软关断电路自动增加了Rgoff 的串联电阻从而减慢了IGBT的关断速度。通过减少di/dt值可以得到更小的电压尖峰。由于在短路情况下，IGBT的同类型峰值电流将增加到正常电流的6-8倍，且电源电路总是存在着寄生电感，所以必须要比正常工作更长的时间把电流减小到零，避免过高的电压尖峰给IGBT带来损害。电压尖峰可以由以下公式计算得出：
VCE(peak) = VDC-LINK + L × di/dt
其中L是直流母线上电流流过回路的面积的等效电感。 |
POWER-SEM 2008 北京普尔盛电子技术有限公司 05.2008 
