沒有找到超過我的性能的產(chǎn)品,如果同行能找到,甘拜下風(fēng)。
先說主要性能:
l 驅(qū)動延時極快:典型開啟延時65ns,關(guān)閉延時40ns。
l 具有大于30A的瞬態(tài)驅(qū)動能力
l 工作占空比0-100%,臨界輸入脈沖寬度50ns。
l 內(nèi)置緩沖結(jié)構(gòu),對驅(qū)動上升沿沒有要求。
l 具有關(guān)斷腳,反映速度<30ns。
體積小:56x20
我將陸續(xù)說明它的實(shí)現(xiàn)方式。
沒有找到超過我的性能的產(chǎn)品,如果同行能找到,甘拜下風(fēng)。
先說主要性能:
l 驅(qū)動延時極快:典型開啟延時65ns,關(guān)閉延時40ns。
l 具有大于30A的瞬態(tài)驅(qū)動能力
l 工作占空比0-100%,臨界輸入脈沖寬度50ns。
l 內(nèi)置緩沖結(jié)構(gòu),對驅(qū)動上升沿沒有要求。
l 具有關(guān)斷腳,反映速度<30ns。
體積小:56x20
我將陸續(xù)說明它的實(shí)現(xiàn)方式。
為達(dá)到高速驅(qū)動目的,必須顛覆現(xiàn)有的設(shè)計(jì)概念。IGBT驅(qū)動器結(jié)構(gòu)就兩部分:信號隔離和功率部分。電流保護(hù)部分暫不討論。
信號隔離部分:
為達(dá)到目的,采取了邊沿傳輸?shù)姆绞健_呇貍鬏斢泻芏嗪锰?,比如速度快,體積小,可以集成。AD公司的icouple就是采用的邊沿傳輸?shù)姆绞?,?jīng)過解碼構(gòu)成。它的脈沖可達(dá)1ns。我采用的是分立元件,沒辦法,從輸入到輸出最快也就做到10ns。
方法是這樣的,脈沖的前、后沿各產(chǎn)生一個很短微分脈沖,經(jīng)過后級觸發(fā)器還原即可。
需要解決的問題就是信號完整性問題。即,有了開通脈沖,一定要有關(guān)閉脈沖。這里關(guān)閉脈沖是優(yōu)先的,因?yàn)樗鼱砍兜桨踩珕栴}。對應(yīng)后級的信號還原也是優(yōu)先的。甚至寧可有關(guān)閉脈沖干擾也不希望產(chǎn)生誤導(dǎo)通。
這樣前面提到的施密特就可以簡單解決這個問題。看一看最簡單的實(shí)現(xiàn)方式:
關(guān)鍵是上下兩路微分信號的選擇問題,思考問題:哪一個做開通,哪一個做關(guān)閉呢?
信號還原。
但是還是前面的問題,采用具有優(yōu)先權(quán)功能的觸發(fā)器更好。不選擇普通的RS觸發(fā)器,可以避免出現(xiàn)重復(fù)導(dǎo)通現(xiàn)象,在信號傳輸?shù)陌踩陨霞右话焰i。D觸發(fā)器就可以具有此功能。
經(jīng)常在邏輯電路中使用S和R做RS觸發(fā)器(a),如果可能我建議使用(b)的形式,從外功能看不出來,但R有更高的優(yōu)先級。這樣對輸入信號的要求就降低了。輸入信號原則上只取決于脈沖的前沿,跟后沿?zé)o關(guān),提高了抗干擾能力。
這就帶來一個好處,輸入脈沖寬度沒有要求,甚至將驅(qū)動磁芯換成光耦,也可以將信號傳輸速度提高1個數(shù)量級。只用光耦的導(dǎo)通前沿來傳輸信號,可以用很強(qiáng)的大電流、短脈沖傳送信號,不僅可以更快傳輸信號,同時延長了光耦的壽命。這是這種電路的另一種實(shí)現(xiàn)方式。
用這個分立元件做的信號傳輸,能夠做到信號最小延時10ns,做一個5M以下的數(shù)字信號隔離傳送器不成問題。就是管子和磁芯太熱,開個玩笑。如果集成一下,還是可行的。
今天到這里,明天接著說。
各位大師幫忙頂一下。
實(shí)際應(yīng)用用不到30A,那得多大IGBT。300A的IGBT驅(qū)動狀態(tài)跟驅(qū)動0.1u電容差不多,下圖是驅(qū)動0.1u電容,串聯(lián)電阻1ohm的電流波形:
接著說實(shí)現(xiàn)方法吧。
首先,功率驅(qū)動關(guān)閉是優(yōu)先的,實(shí)際系統(tǒng)的動態(tài)反應(yīng)如何,保護(hù)如何,可靠與否就取決于關(guān)閉。開通反應(yīng)慢一點(diǎn)一般不是主要問題。如果大功率能夠?qū)崿F(xiàn)過流瞬間關(guān)閉IGBT,誰也不會選擇緩關(guān)閉一說。緩關(guān)閉產(chǎn)生的原因正是由于大功率驅(qū)動電流反應(yīng)不靈敏,后期需要在已經(jīng)產(chǎn)生極大短路電流的情況下,不得已而采取的技術(shù)。所以,快速關(guān)閉至關(guān)重要。
實(shí)現(xiàn)本身并不困難,關(guān)鍵是巧妙利用現(xiàn)有條件,加上元器件選擇、布線來實(shí)現(xiàn)。在20V實(shí)現(xiàn)十幾安培,100ns的驅(qū)動芯片比較少見,但可以找到。我這里需要大于20V的驅(qū)動,延時30ns左右,大于30A輸出的驅(qū)動就不好找了。同時,要滿足成本要求。
直接上圖:
電路并不新鮮,用在這里卻有奇效。為實(shí)現(xiàn)MOFETN,MOFETP正常工作,減小工作時的直通損耗,需要在MOSFETN,MOSFETP轉(zhuǎn)換時關(guān)閉。前級的NPN,PNP適合驅(qū)動容性負(fù)載,至于同時關(guān)閉MOS,NPN、PNP在關(guān)閉瞬間本來就存在延時,就利用此延時實(shí)現(xiàn)。
一般信號輸入為單信號輸入,當(dāng)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換時,必然產(chǎn)生延時。器件的有源開通是最快的,在這里采用有源的互補(bǔ)輸入的方式。互補(bǔ)輸入信號根本不用考慮,前面提到的觸發(fā)器本身就是互補(bǔ)輸出的。這樣就順理成章加快了驅(qū)動速度。
仔細(xì)觀察,可以看出,電路一路反應(yīng)快,一路反應(yīng)慢,快的一路用來做關(guān)閉。如果對開通要求不是很高,合理布局,適當(dāng)增加一點(diǎn)微分,此電路就可以使用了。關(guān)閉信號就可以滿足要求。
我最先使用的原型就是用此電路,開通180ns,關(guān)閉130ns,這里關(guān)閉不快的原因就是電路布局不合理。高速工作,1cm的導(dǎo)線延時都是致命的。要想達(dá)到最佳狀態(tài),電路的優(yōu)化必不可少。
這就需要各位大師自己思考了。
此電路如果可以適當(dāng)集成,應(yīng)該可以提高到到20ns以內(nèi)。
如果想要圖紙進(jìn)行研究直接與我聯(lián)系。
18810202132,13501028460 李
30A的柵驅(qū)動能力,至少可以驅(qū)動額定電流1000A以上的IGBT,這樣大的IGBT自身的開關(guān)延時一般有幾百納秒到幾微秒,采用幾十納秒的高速驅(qū)動毫無意義。
請問,什么條件下測的?
30A只是表示它的能力而已,真正用到的也就十幾A。
IGBT很多理論都是以前低速器件的產(chǎn)物,有些可以重新研究一下了。
高速驅(qū)動目的主要是:1.保護(hù)需要,2.系統(tǒng)穩(wěn)定需要
還有,它肯定損耗小,才可以做怎么強(qiáng)。損耗小總是有好處吧。我最早開發(fā)它的目的就是為滿足高頻損耗小的目的。
現(xiàn)在IGBT限制應(yīng)用在20k,主要是關(guān)閉損耗大。如果大功率器件零流諧振工作,遠(yuǎn)可以超50k。大功率諧振電源的小型化的一個案子:300A的IGBT諧振工作到50k,不是一般的IGBT驅(qū)動器可以承受的,我這個就是干這個用的。
至于對保護(hù)的好處就不用多說了。
它很便宜,大批價格跟57962差不多,驅(qū)動MOSFET也可以。是一款大小通吃的驅(qū)動器。
它所采用的技術(shù),適合集成化,可以集成到芯片。同時,是國內(nèi)自己的技術(shù),不受國外約束。國內(nèi)的驅(qū)動器基本都是抄襲,可以賣到國外嗎?
1. 每個IGBT的開關(guān)速度·都有4個參數(shù),開通延時時間,開通時電流上升時間,關(guān)斷延時時間,關(guān)斷時電流下降時間,這4個時間在IGBT的規(guī)格書中都有,測試條件也有。
2. 57962有負(fù)載短路保護(hù)功能,你的沒有,不能替代。
IGBT電流保護(hù)分2種情況
1. 短路保護(hù),IGBT輸出直接接負(fù)載(如:變頻器輸出直接接電機(jī)),嚴(yán)格地講,這叫短路保護(hù),不叫過流保護(hù),一般用檢測IGBT的CE壓降來判斷,IGBT允許短路的極限時間為10微秒,并且不允許在短時間內(nèi)重復(fù)發(fā)生??梢?7962類的驅(qū)動器做保護(hù)。發(fā)生短路時,IGBT必須軟關(guān)斷,以避免過高的C極關(guān)斷尖峰電壓。
2. 過流保護(hù),IGBT不直接接負(fù)載,負(fù)載短路不會引起IGBT舜時嚴(yán)重過流,不能用檢測EC壓降來判斷是否過流(因?yàn)檫@樣檢測到的電流誤差很大),不可以使用57962類的驅(qū)動器做過流保護(hù)。過流檢測應(yīng)該使用其他方法(如電阻取樣),根據(jù)實(shí)際過流的情況和抗干擾的需要,設(shè)定保護(hù)動作時間。
看過你以前的帖子,你還沒明白我的意思。
正如你所說,短路保護(hù)主要指直接接負(fù)載的情況。如果是600V直接短路,暫時不考慮IGBT本身的電流上升率,假設(shè)IGBT電流上升率無窮大。這樣短路后主要取決于線路電感的上升率。線路電感在這種情況下能是多少呢?如果是你設(shè)計(jì),為了安全,系統(tǒng)將怎樣設(shè)計(jì)呢?
如果是我,肯定第一步會限制它的電流上升率。對600a模塊,600a/us夠快了吧,短路電流設(shè)定為2倍,這樣在短路發(fā)生后我可以在不到3倍電流輸出的情況下關(guān)閉了模塊。這樣,是不是比發(fā)生完全短路,按照您以前所說的5倍電流好多了?電壓過沖是不是也好多了?系統(tǒng)一般都有放過壓的措施,也不復(fù)雜,這樣比緩關(guān)閉是不更好?
也就是說,短路保護(hù)、過流保護(hù)完全可以統(tǒng)一,都可以統(tǒng)稱為過流保護(hù)。在我看來,不過是多一級保護(hù)而已。
IGBT模塊在不同電壓下,飽和電流是不同的;不同廠家耐受力也是不同的;不同系統(tǒng)耐受力也是不同的;有的公司可以在額定電壓下耐受10倍短路電流,比如三菱。有些廠家根本就不給這個指標(biāo)。因此緩關(guān)閉的關(guān)閉條件正如你是參考infinion的模塊,那西門子的,IXYS的,三菱的,等等的條件都滿足嗎?
所以快速關(guān)閉只是增加了驅(qū)動的功能而已,至于你愿意選擇怎樣的短路保護(hù),你大可以在它外圍電路做文章,我都可以滿足要求,是不是?
感謝討論,我現(xiàn)在也沒搞明白,緩關(guān)閉是沒有辦法的辦法,是在以前低速器件的條件下的解決方法,許多人把它奉為經(jīng)典。根據(jù)我所看到的、用到的、沒看到這種方法在現(xiàn)有條件下有什么特別的好處。
希望我是錯的,對你的關(guān)注很感謝。
忘說了,有帶電源,帶短路保護(hù)功能的。體積都是一樣。
也有模塊化的,驅(qū)動、保護(hù)、電源分開的,版本不同。這樣設(shè)計(jì)的原因就是可以設(shè)計(jì)成不同類型的保護(hù)模塊。
由于是共漏輸出,很多人不知怎樣加入緩關(guān)閉保護(hù),鉗位保護(hù),我早就解決了。沒有公布的原因是,既然可以這么快關(guān)閉,還有什么意義呢?最多申請幾個發(fā)明專利而已。
不帶保護(hù)的模塊都預(yù)留了擴(kuò)展接口,就是為了應(yīng)付客戶各種保護(hù)功能要求的。