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高壓IGBT模塊2SD315AI-33的應(yīng)用研究

時(shí)間:2024-06-14 20:14:48 理工畢業(yè)論文 我要投稿
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高壓IGBT模塊2SD315AI-33的應(yīng)用研究

摘要:介紹了一種新型高性能高壓IGBT集成驅(qū)動(dòng)模塊2SD315AI-33的管腳功能和工作原理,同時(shí)還給出了該模塊與同類產(chǎn)品相比的顯著性能特點(diǎn),介紹了2SD315AI-33在“雙逆變器-電機(jī)”能量互饋式交流傳動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)中的應(yīng)用方法,討論了在實(shí)際應(yīng)用中的注意事項(xiàng)。

2SD315AI-33是瑞士CONCEPT公司專為3300V高壓IGBT的可靠工作和安全運(yùn)行而設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)模塊,它以專用芯片組為基礎(chǔ),外加必需的其它元件組成。該模塊采用脈沖變壓器隔離方式,能同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)IGBT 模塊,可提供±15V的驅(qū)動(dòng)電壓和±15A的峰值電流,具有準(zhǔn)確可靠的驅(qū)動(dòng)功能與靈活可調(diào)的過流保護(hù)功能,同時(shí)可對(duì)電源電壓進(jìn)行欠壓檢測(cè),工作頻率可達(dá)兆赫茲以上;電氣隔離可達(dá)到6000VAC。

1。玻樱模常保担粒桑常澈(jiǎn)介

1.1 外形及管腳功能

圖1所示為2SD315AI-33的外形圖,該芯片共有44個(gè)管腳。具體功能如下:

1,2腳(VDD):信號(hào)電源;

3腳(SO1):通道1狀態(tài)輸出;

4腳(VL/Reset): 定義邏輯電平/錯(cuò)誤信號(hào)復(fù)位;

5腳(RC1):通道1死區(qū)RC網(wǎng)絡(luò);

6腳(InB):PWM2/ENABLE;

7腳(RC2):通道2死區(qū)RC網(wǎng)絡(luò);

8腳(MOD):模式選擇;

9腳(SO2):通道2狀態(tài)輸出;

10腳(InA):PWM1/PWM;

11,12腳(GND):15V電源地;

13~17腳(VDC):DC/DC驅(qū)動(dòng)電源;

18~22腳(GND):DC/DC驅(qū)動(dòng)電源地;

23腳(Ls2):通道2的狀態(tài)顯示端;

24腳(C2):通道2的集電極檢測(cè)端;

25腳(Rth2): 通道2的值電阻端;

26,27腳(E2):通道2的發(fā)射極;

28腳(Viso2): 通道2的DC/DC輸出側(cè)電源;

29,30腳(COM2):通道2的DC/DC輸出側(cè)地;

31,32腳(G2):通道2的柵極;

33,34腳(NC):未用;

35腳(Ls1):通道1的狀態(tài)顯示端;

36腳(C1):通道1的集電極檢測(cè)端;

37腳(Rth1):通道1的值電阻端;

38,39腳(E1):通道1的發(fā)射極;

40腳(Viso1):通道1的DC/DC輸出側(cè)電源;

41,42腳(COM1):通道1的DC/DC輸出側(cè)地;

43,44腳(G1):通道1的柵極。

1.2 主要參數(shù)

2SD315AI-33的極限參數(shù)如下?

●供電電壓VDD和VDC:16V;

●邏輯信號(hào)輸入電平:VDD;

●門極峰值電流Iout:±18A;

●內(nèi)部開關(guān)電源輸出功率:6W;

●輸入輸出隔離電壓:6000VAC?50Hz/min?;

●工作溫度:-40~85℃;

下面是2SD315AI-33的主要電參數(shù)?

●輸入輸出延遲開通時(shí)間tpd?on?:300ns;

●關(guān)斷時(shí)間tpd(off):350ns;

●短路或欠壓保護(hù)阻斷時(shí)間:1s;

●輸出上升時(shí)間tr(out):160ns;

●輸出下降時(shí)間tf(out):130ns;

●最大電壓上升率:100kV/μs。

2 工作原理及性能特點(diǎn)

2.1 工作原理

圖2為2SD315AI-33的功能框圖。它主要由DC/DC轉(zhuǎn)換電路、輸入處理電路、驅(qū)動(dòng)輸出及邏輯保護(hù)電路組成。

DC/DC轉(zhuǎn)換電路的功能是將輸入部分與工作部分進(jìn)行隔離。而其輸入處理電路由LDI001及其外圍電路組成。由于控制電路產(chǎn)生的PWM信號(hào)不能直接通過脈沖變壓器,尤其是當(dāng)脈沖信號(hào)的頻率和占空比變化較大時(shí),尤為困難。LDI001就是專門為此而設(shè)計(jì)的,此專用集成芯片的功能主要是對(duì)輸入的PWM信號(hào)進(jìn)行編碼,以使之可通過脈沖變壓器進(jìn)行傳輸。由于該器件內(nèi)部帶有施密特觸發(fā)器,因此對(duì)輸入端信號(hào)無特殊的邊沿陡度要求,并能提供準(zhǔn)靜態(tài)的狀態(tài)信號(hào)反饋。將其設(shè)計(jì)為集電極開路方式,可以適應(yīng)任何電平邏輯,并可直接產(chǎn)生死區(qū)時(shí)間。以上優(yōu)點(diǎn)使得接口既易用又靈活,從而省去了其它專用電路所必需的許多外圍器件。

驅(qū)動(dòng)輸出及邏輯保護(hù)電路的核心芯片是IGD001。它將變壓器接口、過流短路保護(hù)、阻斷邏輯生成、反饋狀態(tài)記錄、供電監(jiān)視和輸出階段識(shí)別等功能都已集成在一起。每個(gè)IGD用于一個(gè)通道,其具體功能是對(duì)脈沖變壓器傳來的PWM信號(hào)進(jìn)行解碼,對(duì)PWM信號(hào)進(jìn)行功率放大,對(duì)IGBT的短路、過流及電源的欠壓檢測(cè)保護(hù),并向LDI反饋狀態(tài),以產(chǎn)生短路保護(hù)的響應(yīng)時(shí)間和阻斷時(shí)間等。

2.2 性能特點(diǎn)

2SD315AI-33與其它驅(qū)動(dòng)器相比具有以下幾個(gè)顯著的特點(diǎn):

(1)可靈活定義邏輯電平;

(2)可自由選擇工作模式;

(3)具有短路和過流保護(hù)功能;

(4)具有欠壓監(jiān)測(cè)功能;

(5)可動(dòng)態(tài)設(shè)定短路保護(hù)

3。玻樱模常保担粒桑常吃趯(shí)際中的應(yīng)用

3.1 應(yīng)

高壓IGBT模塊2SD315AI-33的應(yīng)用研究

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