MAST5-7A型IGBT驱动板使用说明

MAST5-7A型IGBT驱动板使用说明1Of10MAST5-7A型IGBT驱动板使用说明一：功能描述内置7路IGBT驱动，采用AST965，每路驱动电流均为5A。内置7路相互隔离DC-DC，隔离电压3000VAC。电流源驱动方式，在同等EMI情况下，减小密勒效应时间，降低开关损耗。每路均具有VCE检测方式的短路保护。每路均具有欠压保护。每路均具有IGBT栅极TVS保护元件。每路均具有电源指示、脉冲指示。集中的扁平线信号接口，支持多种输入电平。外部只需输入1路电源12VDC（9-18V），或24VDC（18-32V）二：结构和尺寸G5E5C5G6E6C6G3E3C3G2E2C2G1E1C1VIN+VIN-G4E4C4G7E7C7板总高度：38mm。MAST5-7A型IGBT驱动板使用说明2Of10三：连接及说明绞线电源+电源-G4E4C4VIN+VIN-G1E1C1G2E2C2G3E3C3G6E6C6G5E5C5G7E7C7其余6路接法同第一路1213,14-PUL6-信号6输入11,12-PUL5-信号5输入9,10-PUL4-信号4输入7,8-PUL3-信号3输入5,6-PUL2-信号2输入3,4-PUL1-信号1输入1,2-PEN-输出使能15,16-PUL7-信号7输入17,18-GND-信号输入和输出公共负端19,20-VS-信号公共电源端21,22-PS1-保护信号1输出23,24-PS2-保护信号2输出25,26-PS3-保护信号3输出27,28-PS4-保护信号4输出29,30-PS5-保护信号5输出31,32-PS6-保护信号6输出33,34-PS7-保护信号7输出3334电源-电源+G5E5C5G6E6C6G3E3C3G2E2C2G1E1C1VIN+VIN-G4E4C4信号规范及连接示意图12输出使能保护信号6输出保护信号1输出保护信号3输出保护信号2输出保护信号4输出保护信号5输出信号公共电源端信号输入和输出公共负端VCC保护信号7输出3334G7E7C7MAST5-7A型IGBT驱动板使用说明3Of101、扁平线引脚定义描述表序号功能号描述12PEN驱动输出使能，如PEN为低电平，则无论输入信号如何变化，所有驱动输出保持为负电位；PEN为高电平时，允许驱动输出为高（根据输入信号变化）；PEN信号须有1mA以上的高电平驱动能力34PUL1第一路信号输入（信号1输入），当PEN为高时，信号输入为高时，驱动输出正电位，信号输入为低时，驱动输出负电位。信号输入须具有8mA以上的高电平驱动能力56PUL2第二路信号输入（信号2输入），当PEN为高时，信号输入为高时，驱动输出正电位，信号输入为低时，驱动输出负电位。信号输入须具有8mA以上的高电平驱动能力78PUL3第三路信号输入（信号3输入），当PEN为高时，信号输入为高时，驱动输出正电位，信号输入为低时，驱动输出负电位。信号输入须具有8mA以上的高电平驱动能力910PUL4第四路信号输入（信号4输入），当PEN为高时，信号输入为高时，驱动输出正电位，信号输入为低时，驱动输出负电位。信号输入须具有8mA以上的高电平驱动能力1112PUL5第五路信号输入（信号5输入），当PEN为高时，信号输入为高时，驱动输出正电位，信号输入为低时，驱动输出负电位。信号输入须具有8mA以上的高电平驱动能力1314PUL6第六路信号输入（信号6输入），当PEN为高时，信号输入为高时，驱动输出正电位，信号输入为低时，驱动输出负电位。信号输入须具有8mA以上的高电平驱动能力1516PUL7第七路信号输入（信号6输入），当PEN为高时，信号输入为高时，驱动输出正电位，信号输入为低时，驱动输出负电位。信号输入须具有8mA以上的高电平驱动能力1718GND信号输入和保护信号输出的公共负端，一般接GND1920VS保护信号输出的公共正端，一般接VCC（3.3V、5V、12V或15V）2122PS1第一路保护信号输出，当检测到短路保护或欠压保护时，该引脚输出高电位。2324PS2第二路保护信号输出，当检测到短路保护或欠压保护时，该引脚输出高电位。2526PS3第三路保护信号输出，当检测到短路保护或欠压保护时，该引脚输出高电位。2728PS4第四路保护信号输出，当检测到短路保护或欠压保护时，该引脚输出高电位。MAST5-7A型IGBT驱动板使用说明4Of102930PS5第五路保护信号输出，当检测到短路保护或欠压保护时，该引脚输出高电位。3132PS6第六路保护信号输出，当检测到短路保护或欠压保护时，该引脚输出高电位。3334PS7第七路保护信号输出，当检测到短路保护或欠压保护时，该引脚输出高电位。注：扁平线插座均为双线并连在一起，即：1,2脚连接在一起，3,4脚连接在一起，......33,34脚连接在一起。2、信号输入说明板内信号每路的输入电路如图所示：其中：x=1,2,3,4,5,6,7。信号输入为共负端输入，要求每路具有高电平8mA以上驱动能力，对于5V信号接口，推荐信号使用74F125、74HC245等驱动后再送至驱动板；对于12V或15V信号接口，推荐信号使用CD4050等驱动后再送至驱动板。如信号输入没有足够的驱动能力，IGBT驱动输出可能不稳定。缺省的元件值为5V或3.3V输入信号电平，如输入信号电平是12V、15V或24V，可以改变RA1-RA7以及DW1-DW7值进行匹配。3.3V5V12-15V24VRA1,RA2,RA3,RA4,RA5,RA6,RA60Ω电阻0Ω电阻680Ω电阻2KΩ电阻DW1,DW2,DW3,DW4,DW5,DW6,DW70Ω电阻0Ω电阻0Ω电阻5.1V稳压管注：信号电平为24V时，DW1-DW7安装5.1V稳压管，可以提高信号传输抗干扰能力，可用于较远距离传输信号，例如2m以上。3、保护信号输出说明板内每路保护信号输出电路如图所示：PULx放大处理RAxDWx220ΩMAST5-7A型IGBT驱动板使用说明5Of10其中：x=1,2,3,4,5,6,7。板上6路IGBT驱动的保护信号均单独输出，输出的信号类似于光电耦合器，其C极接信号电源端，其E极引出保护信号，并通过RN1-RN7接地。当保护发生时，C极和E极导通，PS1－PS7输出高电平；保护解除时，C极和E极截止，PS1－PS7输出低电平。C极和E极截止耐压为30V，因此，可根据需要配置成5V（3.3V）、12V、15V或24V系统。不同VS情况下所使用的RNx电阻值如下表：3.3V5V12-15V24VRN1,RN2,RN3,RN4,RN5,RN6,RN7680Ω电阻680Ω电阻2KΩ电阻5.1KΩ电阻注：VS在板内仅连接保护信号输出电路，其它电路未使用VS。如图所示，该输出信号是电阻下拉输出信号，请实际使用时注意信号的驱动能力，应选择输入电流较小的输入电路。同时，为了增强抗干扰能力，请使用一个阻容输入电路：4、电源输入在VIN+和VIN-分别输入电源的正极和负极，电压可以有12V和24V两种。连接电源时请注意电源输入的极性和电压值。电源电路、信号输入和保护信号输出电路、驱动输出电路三者是相互隔离的。5、驱动输出电路保护检测保护检测VSRNxPSxIGBT驱动板保护信号处理电路1000P1KΩPSxMAST5-7A型IGBT驱动板使用说明6Of105.1、驱动输出电路如图所示：其中：n=1,4,7,10,13,16,19；x=1,2,3,4,5,6,7。RSx为“电流源驱动启动的0欧电阻”，如RSx安装一个0欧电阻，则为电流源驱动方式；如RSx空，则为电压源－电阻驱动方式。RDn、RDn+1、RDn+2分别为驱动电流控制电阻，驱动电流大小见下文，其中RDn+2受Yx的影响，Yx为IGBT开通/关断采用不同驱动电流的控制元件，如在Yx位置安装一个二极管（应选择肖特基二极管），通过安装二极管的方向，可以达到慢速开通/快速关断，或快速开通/慢速关断的目的（图示中，二极管A极在下，K极在上时是慢速开通/快速关断）。5.2、与驱动方式和驱动电流大小相关的元件：路数驱动电流控制电阻电流源驱动启动的0欧电阻IGBT开通/关断采用不同驱动电流控制第一路RD1、RD2、RD3RS1Y1第二路RD4、RD5、RD6RS2Y2第三路RD7、RD8、RD9RS3Y3第四路RD10、RD11、RD12RS4Y4第五路RD13、RD14、RD15RS5Y5第六路RD16、RD17、RD18RS6Y6第七路RD19、RD20、RD21RS7Y75.3、驱动电流的计算计算方法与AST965模块相同，以第一路为例：采用电流源驱动时（RS1安装0欧电阻），且如果RD3和Y1均为空，则RD1、RD2在板上是并联的，第一路的驱动电流即为：I＝0.4+2//12RDRD(A)其中RD1//RD2为两个电阻并联值。驱动板出厂时驱动电流缺省值为2.2A，两个电阻均为2.2Ω。VOIOEGCRDnRDn+1YxRDn+2RSxGECMAST5-7A型IGBT驱动板使用说明7Of10每一路均可以单独使用不同的驱动方式和驱动电流值。5.4、几种应用的元器件选取举例序驱动方式驱动电流开通/关断RDnRDn+1RDn+2RSxYx11.2A/1.2A5.1Ω5.1Ω空0Ω空22.2A/2.2A2.2Ω2.2Ω空0Ω空33.1A/3.1A1.5Ω1.5Ω空0Ω空44A/4A1.5Ω1.5Ω2.2Ω0Ω0Ω电阻55A/5A1.0Ω1.0Ω3.3Ω0Ω0Ω电阻62.2A/4.2A2.2Ω2.2Ω1.0Ω0ΩS24二极管7电流源3.2A/1.2A5.1Ω5.1Ω1.0Ω0ΩS24二极管81A/1A47Ω47Ω空空空92A/2A22Ω22Ω空空空103A/3A22Ω22Ω22Ω空0Ω电阻114A/4A15Ω15Ω15Ω空0Ω电阻125A/5A12Ω12Ω12Ω空0Ω电阻132A/4A22Ω22Ω10Ω空S24二极管14电压源－电阻3A/1A47Ω47Ω10Ω空S24二极管注：二极管S24的安装方向参见5.1图示和说明。5.5、电流源驱动与电压源－电阻驱动的对比关系参照下表：(仅供参考)电流源驱动驱动电流2.0µC栅极电荷时栅极脉冲上升时间电压源-电阻驱动驱动电阻/峰值电流2.0uC栅极电荷时栅极脉冲上升时间1A约2.0µS15Ω/1.6A约3.1µS2A约1.0µS10Ω/2.4A约2.1µS3A约0.67µS7.5Ω/3.2A约1.56µS4A约0.5µS5Ω/4.8A约1.0µS5A约0.4µS3.3Ω/7.3A约0.69µS电流源驱动驱动电流3.0µC栅极电荷时栅极脉冲上升时间电压源-电阻驱动驱动电阻/峰值电流3uC栅极电荷时栅极脉冲上升时间2A约1.5µS10Ω/2.4A约3.1µS3A约1.0µS7.5Ω/3.2A约2.34µSMAST5-7A型IGBT驱动板使用说明8Of104A约0.75µS5Ω/4.8A约1.56µS5A约0.6µS3.3Ω/7.3A约1.03µS6A约0.5µS2.0Ω/12A约0.63µS电流源驱动驱动电流4µC栅极电荷时栅极脉冲上升时间电压源-电阻驱动驱动电阻/峰值电流4uC栅极电荷时栅极脉冲上升时间2A约2.0µS10Ω/2.4A约4.16µS3A约1.33µS7.5Ω/3.2A约3.1µS4A约1.0µS5Ω/4.8A约2.1µS5A约0.8µS3.3Ω/7.3A约1.4µS6A约0.67µS2.0Ω/12A约0.83µS注：IGBT栅极电荷主要由输入栅极电容电荷和密勒效应电荷组成，不同工艺、不同制造商的IGBT栅极电荷各有不同，一般IGBT容量越大，栅极电荷也越大，具体数值请参见IGBT数据手册。6、短路保护动作时间调整如果所驱动的IGBT模块工作电流大、导通压降较高且开关速度较低，短路保护动作过快时可能产生误动作，在排除欠压保护的可能性后，可适当调节短路保护的动作时间，方法是在Cx（x=1,2,3,4,5,6,7）上安装一个频率特性较好的电容，以使短路保护动作时间延长，每1000PF的电容器大约产生1