TC962F-17D 六單元大功率IGBT驅(qū)動(dòng)板 2000A 1700V
- 六單元大功率IGBT驅(qū)動(dòng)板,內(nèi)置6路驅(qū)動(dòng),每路輸出20A驅(qū)動(dòng)電流。
- 驅(qū)動(dòng)2000A/1700V以內(nèi)的IGBT模塊
- 三段式完善的過電流保護(hù)功能,檢測到過流信號(hào)后先降柵壓,再延遲判斷,確實(shí)短路時(shí)實(shí)行軟關(guān)斷,并封鎖輸入信號(hào)以執(zhí)行一個(gè)完整的保護(hù)周期,未短路則恢復(fù)輸出,避免干擾信號(hào)造成頻繁啟動(dòng)
- IGBT的柵極充電和放電速度可分別調(diào)節(jié)
- 專門設(shè)計(jì)的輸出插座,可支持單只IGBT或并聯(lián)IGBT
- 即插即用設(shè)置簡單,一般只需設(shè)定IGBT的短路閾值電阻Rn,并調(diào)整柵極電阻Rg,其余驅(qū)動(dòng)保護(hù)參數(shù)均可使用缺省值
- IGBT驅(qū)動(dòng)保護(hù)報(bào)警輸出與其它部分電隔離,用戶可靈活處置,每路單獨(dú)故障指示燈
- 每單元自帶獨(dú)立的DC/DC輔助電源。
- 輸入電源15V(可定制12-20V、20-30V、12-50V寬范圍版本),
- 板載正負(fù)極性保護(hù)。
- 支持多種輸入信號(hào)電平
- 逆變器、不間斷電源、變頻器、電焊機(jī)、伺服系統(tǒng)等
參數(shù) |
符號(hào) |
測試條件 |
最小值 |
典型值 |
最大值 |
單位 |
輸入脈沖信號(hào)幅值 |
Vpwm |
用戶調(diào)節(jié),典型值為缺省值 |
3.3 |
15 |
|
V |
輸入脈沖電流幅值 |
Ipwm |
|
9 |
10 |
12 |
mA |
輸出電壓 |
Voh |
|
|
14.5 |
|
V |
Vol |
|
-8.5 |
|
V |
輸出電流 |
IOHP |
Fop=20KHz Ton=2μS |
|
20 |
|
A |
IOLP |
|
-20 |
|
A |
柵極電阻 |
Rg |
|
0.5 |
|
|
Ω |
輸出總電荷 |
Qout |
參見本表下的圖線 |
|
20 |
|
uC |
工作頻率 |
Fop |
參見本表下的圖線 |
0 |
|
100 |
KHz |
占空比 |
δ |
|
0 |
|
100 |
% |
最小工作脈寬 |
Tonmin |
CL=100nF |
|
0.5 |
|
μS |
上升延遲 |
Trd |
|
|
0.5 |
|
μS |
下降延遲 |
Tfd |
|
0.6 |
|
μS |
上升時(shí)間 |
Tr |
Rg=1Ω,CL=220nF |
|
0.6 |
|
μS |
下降時(shí)間 |
Tf |
|
0.6 |
|
μS |
輸出使能端電平 |
|
高電平使能 (1-6mA) |
4.5 |
|
18 |
V |
|
低電平禁止 |
|
|
0.4 |
|
絕緣電壓 |
VISO |
輸入信號(hào)與驅(qū)動(dòng)輸出間,50Hz/1 min |
|
3500 |
|
Vrms |
共模瞬態(tài)抑制 |
CMR |
|
|
30 |
|
KV/μS |
DC/DC輔助電源電性能參數(shù)(除另有指定外,均為在以下條件時(shí)測得:Ta=25℃,Vp=15V)
參 數(shù) |
符號(hào) |
測 試 條 件 |
最小值 |
典型值 |
最大值 |
單位 |
輸入電壓(1) |
Vp |
|
14.4 |
15 |
15.6 |
V |
電源輸入電流(2) |
Ip |
空載,每路 |
|
0.1 |
|
A |
每路 |
|
|
0.6 |
輸出電壓 |
Vo |
|
|
24.5 |
|
V |
輸出功率 |
Po |
每路 |
|
5 |
6 |
W |
效率 |
η |
|
|
75 |
|
% |
1. 輸入電壓也可以定制12-20V、20-30V、12-50V寬范圍版本。
2. 輸入電流與負(fù)載情況有關(guān),當(dāng)以20KHz的頻率驅(qū)動(dòng)一只800A/1200V的IGBT(如SKM800GA123D)時(shí),大致需要電0.2A。同樣頻率驅(qū)動(dòng)1只1600A/1200V(如FZ1600R12KE3)時(shí),大致需要電流0.6A。
3. 上電啟動(dòng)時(shí)輸入電源提供的功率需要加倍,否則可能無法正常啟動(dòng)。如果上電啟動(dòng)時(shí)使能端保持低電平,可不需額外功率。
環(huán)境溫度 |
符號(hào) |
測 試 條 件 |
最小值 |
典型值 |
最大值 |
單位 |
工作溫度 |
Top |
|
-30 |
|
70 |
℃ |
存儲(chǔ)溫度 |
Tst |
|
-40 |
|
120 |
℃ |
短路保護(hù)性能(除另有指定外,均為在以下條件時(shí)測得:Ta=25℃,Vp=24V,Fop=50KHz,模擬負(fù)載電容CL=220nF)
參數(shù) |
符號(hào) |
測試條件 |
最小值 |
典型值 |
最大值 |
單位 |
保護(hù)動(dòng)作閾值(1) |
Vn |
用戶設(shè)置,典型值為缺省值 |
|
6 |
|
V |
保護(hù)盲區(qū)(2) |
Tblind |
最小值為缺省值 |
2.2 |
|
|
μS |
初始柵壓降落 |
Vdrop |
|
|
5 |
|
V |
延遲判斷時(shí)間(3) |
Tdelay |
最小值為缺省值 |
2 |
|
|
μS |
軟關(guān)斷時(shí)間(4) |
Tsoft |
最小值為缺省值 |
5.5 |
|
|
μS |
故障后再啟動(dòng)時(shí)間(5) |
Trst |
典型值為缺省值 |
|
1.2 |
|
mS |
故障信號(hào)報(bào)警耐壓 |
Vfs |
報(bào)警輸出與PWM輸入間,DC |
|
|
40 |
V |
報(bào)警信號(hào)延遲 |
Tflt |
|
|
3 |
|
μS |
報(bào)警信號(hào)允許電流 |
Iflt |
|
|
8 |
10 |
mA |
1. 保護(hù)動(dòng)作閾值(Vn):觸發(fā)過流保護(hù)動(dòng)作時(shí)IGBT集電極和發(fā)射極間的電壓。接上電阻Rn(Rp)可以降低(提高)過流保護(hù)的閾值。
2. 保護(hù)盲區(qū)(Tblind):檢測到IGBT集電極的電位高于保護(hù)動(dòng)作閾值后到開始降柵壓的時(shí)間。因?yàn)楦鞣N尖峰干擾的存在,為避免頻繁的保護(hù)影響開關(guān)電源的正常工作,設(shè)立盲區(qū)是很有必要的。
3. 延遲判斷時(shí)間(Tdelay):初始柵壓開始降低Vdrop到驅(qū)動(dòng)器開始軟關(guān)斷IGBT之間的時(shí)間。在Tdelay時(shí)間內(nèi),如果過流信號(hào)消失,則驅(qū)動(dòng)器認(rèn)為這種過流不屬于真正的短路,無需中斷電源的正常工作,從而恢復(fù)原來的驅(qū)動(dòng)電平。如果過流信號(hào)繼續(xù)存在,則將進(jìn)入軟關(guān)斷的進(jìn)程。
4. 軟關(guān)斷時(shí)間(Tsoft):驅(qū)動(dòng)脈沖電壓從Voh-Vdrop降到0電平的時(shí)間。
軟關(guān)斷開始后,驅(qū)動(dòng)器封鎖輸入PWM信號(hào),即使PWM信號(hào)變成低電平,也不會(huì)立即將輸出拉到正常的負(fù)電平,而要將軟關(guān)斷斷過程進(jìn)行到底。軟關(guān)斷開始的時(shí)刻,驅(qū)動(dòng)板輸出報(bào)警信號(hào),傳送給用戶主控板。
5. 故障后再啟動(dòng)時(shí)間(Trst):短路故障發(fā)生后,驅(qū)動(dòng)器軟關(guān)斷IGBT,如果控制電路沒有采取動(dòng)作,則驅(qū)動(dòng)器再次輸出驅(qū)動(dòng)脈沖的間隔時(shí)間。
過流保護(hù)曲線:
曲線說明:
過流信號(hào)指的是驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部輸入到過流檢測單元的信號(hào),并不完全等同于實(shí)際的短路信號(hào)。圖中第二個(gè)短路信號(hào)以及相應(yīng)的輸出波形是生產(chǎn)廠家在測試時(shí)給出的。如果實(shí)際的短路情況如第二個(gè)過流信號(hào),則軟關(guān)斷后
IGBT較高的集電極電位仍被視為過流信號(hào),因此驅(qū)動(dòng)器將軟關(guān)斷進(jìn)行到底,并在"故障后再啟動(dòng)時(shí)間Trst"后恢復(fù)輸出。
六單元IGBT驅(qū)動(dòng)板(219.6x111.1mm ,安裝孔距212.5x104mm。安裝時(shí)注意在板的下部留有10mm以上的通風(fēng)間隙)
1. 紅色的元器件是直接與用戶應(yīng)用有關(guān)的。
2. Js,與主控制板的連接插座,使用16、20、24線壓接排線,雙線并聯(lián)連接,使用方便可靠。但要注意,這里的線號(hào)定義與原排線不同。
. 1腳是驅(qū)動(dòng)報(bào)警光耦中光電三極管的發(fā)射極,2腳是該管的集電極。正常工作時(shí)光電三極管不通,故障報(bào)警時(shí)導(dǎo)通。1、2腳與其它各腳間是電隔離的,用戶也可將此信號(hào)傳送到與輸入信號(hào)不共地的電路中,但這2部分間的電位差不宜超過40V。
. 3腳是輸入信號(hào)使能端ENA。3腳接高電平時(shí),可以傳送輸入信號(hào);低電平時(shí)封鎖輸入信號(hào)。這里電平是相對(duì)于4腳GND的。上電啟動(dòng)時(shí)ENA保持低電平,可以降低對(duì)輸入電源的要求。
. 4腳是n路輸入信號(hào)的公共地端GND。
. 5-11腳依次是7個(gè)輸入信號(hào)Vi1、Vi2、Vi3、Vi4、Vi5、Vi6、Vi7。輸入高電平時(shí)IGBT導(dǎo)通。
3. Jp,驅(qū)動(dòng)板內(nèi)置n路DC/DC電源的輸入電源插座,1腳接正,2腳接負(fù)。Jp上并有反向保護(hù)二極管,電源極性接反不會(huì)燒毀驅(qū)動(dòng),但會(huì)將輸入電源短路,需要注意。
4. Jo1-Jo7分別為7路驅(qū)動(dòng)的輸出端插座。2腳接?xùn)艠O,3腳接發(fā)射極,5腳接集電極。如果要驅(qū)動(dòng)并聯(lián)的2只IGBT,可用1、2腳各驅(qū)動(dòng)1只,同時(shí)按照下面參數(shù)設(shè)置說明7的要求連接?xùn)艠O電阻。
5. Red是紅色故障指示燈,燈亮?xí)r表示該路已經(jīng)啟動(dòng)保護(hù)程序。
6. Ri、Rn、Cb、Cd、Cs、Cr和Rg等參見參數(shù)設(shè)置部分。
參數(shù)設(shè)置說明(除Rg外,參數(shù)設(shè)置元件最好用貼片的,焊在背面)
1. 驅(qū)動(dòng)信號(hào)電流需要10mA,出廠時(shí)驅(qū)動(dòng)板上背面焊接的輸入電阻Rh=1K2,適用于用戶15V控制板的情況。當(dāng)用戶主控板是3.3/5/12V系統(tǒng)時(shí),需要另接并聯(lián)電阻Ri=180Ω/470Ω/5600Ω,封裝1206或0805。Ri位于
2. 閾值電壓Vn可由電阻Rn設(shè)定,關(guān)系大致是Rn/Vn(KΩ/V)=∞/6.0,220/5.5,100/4.9,68/4.5,47/4.1,36/3.6,27/3.2,22/2.8,18/2.4,15/2.1。如果IGBT導(dǎo)通壓降較大,則需要通過Rp提高閾值Vn,關(guān)系大致是Rp/Vn(KΩ/V)=∞/6.0,220/6.5,100/7.1,68/7.5,47/7.9,36/8.4。
3. 盲區(qū)Tblind可由電容Cblind(圖中Cb)設(shè)定,關(guān)系為CCblind/Tblind(pF/μS)=0/2.2,47/4.5,100/6.8。一般無需設(shè)置。
4. 延遲判斷時(shí)間Tdelay可由電容Cdelay(圖中Cd)設(shè)置,關(guān)系為Cdelay/Tdelay(pF/μS)=0/2.1,47/3.7,100/5.4。一般無需設(shè)置。
5. 軟關(guān)斷時(shí)間Tsoft可由電容Csoft(圖中Cs)設(shè)置,關(guān)系為Csoft/Tsoft(nF/μS)=0/5.5,2.2/7,4,7/8.3。一般無需設(shè)置。
6. 故障后重新啟動(dòng)時(shí)間Trst可由電容Creset(圖中Cr)設(shè)置,關(guān)系為Creset/Trst(nF/mS)=0/1.15,1/2.3,2/3.45,基本線性關(guān)系。橋式電路中此功能沒有實(shí)際意義,更無需設(shè)置。
7. 每通道有4個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)電阻Rg:Rg+、Rg-、Ro+、Ro-,出廠時(shí)是完全并聯(lián)的。預(yù)焊的一個(gè)3.9Ω/2W是為廠家測試、老化用的,用戶應(yīng)根據(jù)自己的情況換接合適的電阻,一般可用4只2W的金屬膜電阻,如RYG2型2W電阻,并聯(lián)后的總電阻值不能小于0.5Ω。
注意:出廠時(shí)四只Rg是完全并聯(lián)的,如果用戶需要分別控制充電和放電的速度,可將驅(qū)動(dòng)板上Rg+和Rg-并聯(lián)的短路線1割斷,短路線位于電路板背面,
1. 1-4單元驅(qū)動(dòng)板,信號(hào)插座Js是16排線座;6單元是20排線座;7單元是24排線座。
2. 驅(qū)動(dòng)板內(nèi)部在柵射驅(qū)動(dòng)輸出已接有10K電阻,這里的100K電阻應(yīng)接在
IGBT管子?xùn)派鋬蓸O根部,防止驅(qū)動(dòng)連線斷開時(shí)、偶然加主電高壓,通過米勒電容燒毀IGBT。
光耦是驅(qū)動(dòng)板上的元件,C、E是信號(hào)插座Js的2、1腳;Vcc和GND是用戶主控板的電源端。用戶可以選擇2種報(bào)警電平。R1=Vcc/2mA
六單元大功率IGBT驅(qū)動(dòng)板TC962F-17D