沒有找到超過我的性能的產品,如果同行能找到,甘拜下風。
先說主要性能:
l 驅動延時極快:典型開啟延時65ns,關閉延時40ns。
l 具有大于30A的瞬態驅動能力
l 工作占空比0-100%,臨界輸入脈沖寬度50ns。
l 內置緩沖結構,對驅動上升沿沒有要求。
l 具有關斷腳,反映速度<30ns。
體積小:56x20
我將陸續說明它的實現方式。
沒有找到超過我的性能的產品,如果同行能找到,甘拜下風。
先說主要性能:
l 驅動延時極快:典型開啟延時65ns,關閉延時40ns。
l 具有大于30A的瞬態驅動能力
l 工作占空比0-100%,臨界輸入脈沖寬度50ns。
l 內置緩沖結構,對驅動上升沿沒有要求。
l 具有關斷腳,反映速度<30ns。
體積小:56x20
我將陸續說明它的實現方式。
為達到高速驅動目的,必須顛覆現有的設計概念。IGBT驅動器結構就兩部分:信號隔離和功率部分。電流保護部分暫不討論。
信號隔離部分:
為達到目的,采取了邊沿傳輸的方式。邊沿傳輸有很多好處,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的方式,經過解碼構成。它的脈沖可達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、后沿各產生一個很短微分脈沖,經過后級觸發器還原即可。
需要解決的問題就是信號完整性問題。即,有了開通脈沖,一定要有關閉脈沖。這里關閉脈沖是優先的,因為它牽扯到安全問題。對應后級的信號還原也是優先的。甚至寧可有關閉脈沖干擾也不希望產生誤導通。
這樣前面提到的施密特就可以簡單解決這個問題??匆豢醋詈唵蔚膶崿F方式:
關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,哪一個做關閉呢?
信號還原。
但是還是前面的問題,采用具有優先權功能的觸發器更好。不選擇普通的RS觸發器,可以避免出現重復導通現象,在信號傳輸的安全性上加一把鎖。D觸發器就可以具有此功能。
經常在邏輯電路中使用S和R做RS觸發器(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,跟后沿無關,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,甚至將驅動磁芯換成光耦,也可以將信號傳輸速度提高1個數量級。只用光耦的導通前沿來傳輸信號,可以用很強的大電流、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現方式。
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。
實際應用用不到30A,那得多大IGBT。300A的IGBT驅動狀態跟驅動0.1u電容差不多,下圖是驅動0.1u電容,串聯電阻1ohm的電流波形:
接著說實現方法吧。
首先,功率驅動關閉是優先的,實際系統的動態反應如何,保護如何,可靠與否就取決于關閉。開通反應慢一點一般不是主要問題。如果大功率能夠實現過流瞬間關閉IGBT,誰也不會選擇緩關閉一說。緩關閉產生的原因正是由于大功率驅動電流反應不靈敏,后期需要在已經產生極大短路電流的情況下,不得已而采取的技術。所以,快速關閉至關重要。
實現本身并不困難,關鍵是巧妙利用現有條件,加上元器件選擇、布線來實現。在20V實現十幾安培,100ns的驅動芯片比較少見,但可以找到。我這里需要大于20V的驅動,延時30ns左右,大于30A輸出的驅動就不好找了。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。為實現MOFETN,MOFETP正常工作,減小工作時的直通損耗,需要在MOSFETN,MOSFETP轉換時關閉。前級的NPN,PNP適合驅動容性負載,至于同時關閉MOS,NPN、PNP在關閉瞬間本來就存在延時,就利用此延時實現。
一般信號輸入為單信號輸入,當進行電平轉換時,必然產生延時。器件的有源開通是最快的,在這里采用有源的互補輸入的方式?;パa輸入信號根本不用考慮,前面提到的觸發器本身就是互補輸出的。這樣就順理成章加快了驅動速度。
仔細觀察,可以看出,電路一路反應快,一路反應慢,快的一路用來做關閉。如果對開通要求不是很高,合理布局,適當增加一點微分,此電路就可以使用了。關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,關閉130ns,這里關閉不快的原因就是電路布局不合理。高速工作,1cm的導線延時都是致命的。要想達到最佳狀態,電路的優化必不可少。
這就需要各位大師自己思考了。
此電路如果可以適當集成,應該可以提高到到20ns以內。
如果想要圖紙進行研究直接與我聯系。
18810202132,13501028460 李
30A的柵驅動能力,至少可以驅動額定電流1000A以上的IGBT,這樣大的IGBT自身的開關延時一般有幾百納秒到幾微秒,采用幾十納秒的高速驅動毫無意義。
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物,有些可以重新研究一下了。
高速驅動目的主要是:1.保護需要,2.系統穩定需要
還有,它肯定損耗小,才可以做怎么強。損耗小總是有好處吧。我最早開發它的目的就是為滿足高頻損耗小的目的。
現在IGBT限制應用在20k,主要是關閉損耗大。如果大功率器件零流諧振工作,遠可以超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驅動器可以承受的,我這個就是干這個用的。
至于對保護的好處就不用多說了。
它很便宜,大批價格跟57962差不多,驅動MOSFET也可以。是一款大小通吃的驅動器。
它所采用的技術,適合集成化,可以集成到芯片。同時,是國內自己的技術,不受國外約束。國內的驅動器基本都是抄襲,可以賣到國外嗎?
1. 每個IGBT的開關速度·都有4個參數,開通延時時間,開通時電流上升時間,關斷延時時間,關斷時電流下降時間,這4個時間在IGBT的規格書中都有,測試條件也有。
2. 57962有負載短路保護功能,你的沒有,不能替代。
IGBT電流保護分2種情況
1. 短路保護,IGBT輸出直接接負載(如:變頻器輸出直接接電機),嚴格地講,這叫短路保護,不叫過流保護,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重復發生??梢?7962類的驅動器做保護。發生短路時,IGBT必須軟關斷,以避免過高的C極關斷尖峰電壓。
2. 過流保護,IGBT不直接接負載,負載短路不會引起IGBT舜時嚴重過流,不能用檢測EC壓降來判斷是否過流(因為這樣檢測到的電流誤差很大),不可以使用57962類的驅動器做過流保護。過流檢測應該使用其他方法(如電阻取樣),根據實際過流的情況和抗干擾的需要,設定保護動作時間。
看過你以前的帖子,你還沒明白我的意思。
正如你所說,短路保護主要指直接接負載的情況。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?如果是你設計,為了安全,系統將怎樣設計呢?
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,短路電流設定為2倍,這樣在短路發生后我可以在不到3倍電流輸出的情況下關閉了模塊。這樣,是不是比發生完全短路,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?系統一般都有放過壓的措施,也不復雜,這樣比緩關閉是不更好?
也就是說,短路保護、過流保護完全可以統一,都可以統稱為過流保護。在我看來,不過是多一級保護而已。
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。因此緩關閉的關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?
所以快速關閉只是增加了驅動的功能而已,至于你愿意選擇怎樣的短路保護,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,我現在也沒搞明白,緩關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,許多人把它奉為經典。根據我所看到的、用到的、沒看到這種方法在現有條件下有什么特別的好處。
希望我是錯的,對你的關注很感謝。
忘說了,有帶電源,帶短路保護功能的。體積都是一樣。
也有模塊化的,驅動、保護、電源分開的,版本不同。這樣設計的原因就是可以設計成不同類型的保護模塊。
由于是共漏輸出,很多人不知怎樣加入緩關閉保護,鉗位保護,我早就解決了。沒有公布的原因是,既然可以這么快關閉,還有什么意義呢?最多申請幾個發明專利而已。
不帶保護的模塊都預留了擴展接口,就是為了應付客戶各種保護功能要求的。