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IGBTdriver&ThyristordriverHigh-PerformanceGateDriversBasedonASICsChipset基于专用芯片组(ASICs)设计的高性能IGBT驱动器及晶闸管驱动器2013产品手册ProductCatalog北京普尔盛电子技术有限公司2013v3.1.3`普尔盛电子高性能门极驱动解决方案,满足您的每一种需求专用芯片组(ASICs)|通用IGBT驱动器|HV-IGBT驱动器|即插即用IGBT驱动器|适配板|晶闸管驱动器个性服务定制服务：具有10多年应用经验的工程师们可为您的新产品开发提供设计帮助，以开发独特的，个性化定制的解决方案。样品试用：我们的大部分标准型号备有试用样品以供您测试和验证设计。环境测试：我们的实验室可为您提供特殊环境测试。ASICs芯片组(1)依托数模混合芯片设计和变压器技术的专业知识，以及高功率半导体应用中所积累的丰富经验，普尔盛电子的工程师设计出了高度集成的IGBT门极驱动专用芯片组(PD031;PD032)以及晶闸管门极驱动专用芯片(CA6100)。基于这些专用芯片组设计的门极驱动器在系统效率、性能及应用性无以伦比，具有最佳性价比。1，IGBT门极驱动专用芯片组PD031(QNF24L封装)及PD032(QNF28L封装)1238厚膜封装通用大功率IGBT驱动核(2)(3)(4)在最小的面积上集成了全部功能，采用高分子硅胶真空灌封以获得最高的隔离电压及最大的爬电距离。内置DC/DC隔离电源，外围简洁，应用广泛，紧凑型，通用性，低成本，易使用。2，PSHI0420/T(T:表贴)双路通用IGBT驱动核，适合650A(TC:80℃)以下IGBT模块。3，PSHI0412单路通用IGBT驱动核。4，PSHI0423双路通用IGBT驱动核。IGBT驱动核适配板(5)(6)使IGBT驱动核匹配至特定IGBT及各种应用接口，可方便实现老产品的升级过渡，及特殊封装的IGBT门极连接过渡。5，17mm封装的IGBT模块即插即用过渡。6，17mm封装6单元至2单元并联应用过渡。晶闸管驱动器(7)7，CA6100专用晶闸管门极驱动芯片为核心，全硬件设计，自动跟踪锁相，高抗扰，可实现软启、调压、调功、电能反馈及四象限工作，应用广泛。高阻断电压HV-IGBT驱动器(8)8，适用于1700V-6500V反向阻断电压的IGBT模块，5W输出功率，即插即用，通过调整外部的几个参数即可驱动不同品牌的HV-IGBT。普尔盛电子高性能门极驱动解决方案,满足您的每一种需求专用芯片组(ASICs)|通用IGBT驱动器|HV-IGBT驱动器|即插即用IGBT驱动器|适配板|晶闸管驱动器更多信息请访问驱动器(9)(10)支持1--4组IGBT并联以获得最大9000AIGBT的可靠驱动能力，适合600KW--MW功率等级的系统应用，所有的驱动器均集成DC/DC隔离电源、短路(过流)保护、故障“软关断”及电源监控。9，PSHI0622双路大功率IGBT驱动器。10，PSHI1222/F(F:光纤接口)双路大功率IGBT驱动器。即插即用IGBT驱动器(11)(12)适合特殊封装IGBT模块使用的完全即插即用型驱动器，同时兼顾个性应用可自行调整门极参数及过流保护参考曲线。已被我们应用于多种IGBT。11，适合90mmPrimePACK封装IGBT模块。12，适合三菱MPD封装IGBT模块。应用●单路或桥式电路●变频器●电焊机●感应加热●逆变器●大功率UPS●大功率高频开关电源●电动汽车●风力发电●光伏逆变●三电平及多电平应用4©2013北京普尔盛电子技术有限公司产品规格如有变更，恕不另行通知最新资讯请参考驱动选择，所有产品均基于性能卓越的专用芯片组(ASICs)设计，整套ASICs芯片组可工作在0--1.5MHz几乎任意的开关频率和0--100%占空比，不仅提供基本的IGBT驱动功能,同时更具备门极电压监控；短路(过流)监测；故障“软关断”；窄脉冲抑制；互锁与死区产生；故障记忆及故障同步；DC/DC隔离电源及所有信号的电隔离。系统构成隔离电源隔离PD032Chip故障管理故障信号输入/输出故障记忆变压器信号输入/输出互锁/死区RC震荡器电源欠压监测故障监测信号编码信号编码变压器信号输入/输出输入脉冲整形MOSFET隔离隔离电源μCIGBTPowerStage+15V/-9V+15V/-9V故障信号输出外部故障输入电源欠压监测信号合成变压器信号输入故障管理关断跟随光耦信号输入信号同步窄脉冲抑制门极信号输出软关断输出PD031ChipMOSFETMOSFETVCE尖峰监测VCEsat监测故障信号输出外部故障输入电源欠压监测信号合成变压器信号输入故障管理关断跟随光耦信号输入信号同步窄脉冲抑制门极信号输出软关断输出PD031ChipMOSFETMOSFETVCE尖峰监测VCEsat监测信号电平驱动器的信号输入分别设有15V信号电平输入端Vin15V及5V信号电平输入端Vin5V，驱动器为正逻辑控制，即输入高电平时IGBT开通；输入低电平时IGBT关断。驱动器内置窄脉冲抑制电路，小于设定值的窄脉冲将被抑制。输入级内置的施密特触发器翻转阈值分别为：VINVIT+(High)VIT-(Low)15Vinputlevel12V4.5V5Vinputlevel3.2V1.9V为了提供高抗干扰能力，控制信号与逻辑处理建议采用+15V电平。互锁与死区在半桥互锁模式下可以在驱动器的两个通道之间产生互锁，禁止上下管同时导通，只允许一个通道有效，并产生一个互锁死区时间。+15VVinAVinBVGAVGB0V+15V0V+15V0V+15V0V-9V-9VInterlockInterlocktTDtTD故障管理驱动器可以监测到IGBT的短路、过流及原边、付边的电源欠压故障。“故障记忆”：如果驱动器通过VCEsat监测到短路(过流)故障则驱动器立即封锁IGBT驱动信号，并通过ErrorIn/Out端口向外部输出一个低电平故障信号。“故障记忆”电路封锁所有脉冲输出并保持到当两个PWM的输入信号同时为低电平大于10μs时复位,避免重复短路(过流)故障。ErrorIn/Out端口的故障输出为集电极开路输出，内置50kΩ上拉电阻，最大灌入电流为10mA，多块驱动器可共用一条故障输出线路，外部无需接上拉电阻。“外部故障输入”：ErrorIn/Out端口同时也是外部故障的输入端，阈值为8V，当ErrorIn/Out端口接收到外部输入的低电平(＜8V)故障信号时，驱动器立即封锁所有驱动信号输出。外部故障输入不会激活“故障记忆”，当外部故障信号消失后封锁自动解除。多块驱动器的ErrorIn/Out端口可以连接到一起用来实现故障连锁。“欠压保护”：原边(PD032)的欠压监测电路确保驱动板不会在低于12.5V的供电电压下工作，一旦供电电压低于12.5V，系统将关断所有IGBT的输入信号。付边(PD031)的欠压监测电路确保驱动板输出的门极驱动电压VG不会在低于12.5V电压及高于-5V电压下工作，一旦门极驱动电压VG低于12.5V或高于-5V，系统将关断所有IGBT并发出故障信号。窄脉冲抑制驱动器内置窄脉冲抑制电路，小于设定值(一般为400ns)的窄脉冲将被抑制,消除射频干扰。VGE+15VVin0V+15V0V-9V功率输出“功率输出”单元由DC/DC变换器供应+15V/-9V电源，并增强从脉冲信号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5©2013BeijingPower-semElectronicTechniqueCo,.Ltd.Specificationsaresubjecttochangewithoutnotice.Pleasereferto`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峰值驱动电流，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QG为依据，驱动IGBT所需的功率PG可以由以下公式计算得出：PG=fSW×QG×ΔVGE驱动器总功率P：P=PG+PS驱动IGBT所需的峰值电流IGMAX：IGMAX=ΔVGERGminIGBT的最高工作频率：IoutAV(mA)QG(μC)fSWmax.=fSW:开关频率ΔVGE:门极电压差QG:门极电压差ΔVGE下的IGBT门极总电荷IoutAV:驱动器的单路输出平均电流PS:驱动器的功耗RGmin=RGextern+RGintern另外，驱动器门极输出电压必须时刻保持稳定，以实现与VCEsat相关的通态损耗；门极电阻也非常重要，因为它可以限制开通和关断时的门极电流脉冲幅值。通过RGon,RGoff分别控制IGBT的开通和关断可以大幅降低驱动器内部功率输出级的开关损耗PS；通过调节RGon,RGoff的值可以控制IGBT的开关损耗。如图所示RGonRGERrefDZ18VCrefRGP02-20E10kRGoffRGoff-soVCErefCOMRGoffRGonRGoff-SO-9V+15VPSHIDriverVCEMonitoringGatePCBTwisted-paircableVCEpeakCSUP短路(过流)保护参考曲线VCEref参考电压VCEref可以根据IGBT开关特性进行动态调整，当IGBT关断时该值被复位。VCEref不是静态的，而是在IGBT导通瞬间开始大约从15V依照时间常数t(受Cref控制)以指数形式下降到VCEstat(由Rref决定)。VCEVCEstatVCEsattVCEref10V15V0turn-oninstanttdeadVVCEsat监测的阈值VCEstat是VCEref的稳态值，受电阻Rref控制，可通过电阻Rref来调整到IGBT所需要的最大值，正常状态下它的取值应为VCEstatVCEsat，最大不应超过10V。VCEref的延时时间受电容Cref及电阻Rref控制，它控制IGBT导通后到VCEstat监测启动之间的盲区时间tdead。为了避免误报故障，在IGBT导通瞬间(这时的VCEVCEref)必须要为VCEref下降提供足够的盲区时间tdead。因为VCE信号监测的内部门槛电压被限定在10V，当VCEref下降到10V时(即离开监测盲区tdead后)只要VCEsatVCEref，“VCEsat监控电路”即被触发并关断IGBT。调整盲区时间tdead可以调整“VCE监控电路”的监控灵敏度，通过调整电容Cref的值可以延长或缩短监测盲区来实现。VCEsat监控VCEsat监控电路负责IGBT短路(过电流)监测，它在IGBT处于导通状态时监测IGBT的集电极-发射极电压VCEsat，VCEsat监控端通过一个超快速高反向耐压的隔离二极管连接到IGBT的集电极C，直接测量VCEsat来实现对短路(过电流)故障的监测。当IGBT发生短路时，VCEsat监控电路立即“软关断”IGBT并封锁输出，同时发送一个故障信号到原边侧的故障记忆电路。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开通过慢或盲区时间tdead过小。“软关断”与动态尖峰抑制“软关断”,在短路(过流)情况下，“软关