PDF《ED0215-33Z 产品说明书》

15 15.5 V INX 对地 14.5

15 15.5 V ED0215-33Z www.firstack.com 2019-04-10 Page

8 电气特性 电源 备注 最小值 典型值 最大值 单位 电源电流 不带载 注10.08 A 耦合电容 原副边 注215 pF 电源监测 欠压阈值 12.6 V 输入输出逻辑 输入阻抗 53.1 kΩ 开通阈值 注34.9 V 关断阈值 注48.2 V WR_ERR 输出(故障)

15 V 短路保护 VCE 监测阈值 7.5 V 响应时间 注58us 阻断时间

100 ms 时间特性 开通延时 注6250 Ns 关断延时 注7500 Ns 上升时间 注840 ns 下降时间 注9110 ns 故障保持时间

100 ms 输出电平 高电平

15 V 低电平 -8 V 除非有特殊说明,所有的数据都是基于+25℃环温以及 VDC=15V 下测试 ED0215-33Z www.firstack.com 2019-04-10 Page

9 注解说明: 1. 电源电流:在没有输入任何 PWM 信号,但连接 IGBT 模块;

2. 耦合电容:耦合电容值在表中所给值范围之内;

3. 开通阈值:开通时电平翻转时刻的输入电压值;

4. 关断阈值:关断时电平翻转时刻的输入电压值;

5. 响应时间:短路保护响应时间指从发生故障到开始执行软关断;

6. 开通延时:从原边输入的 PWM 信号上升沿传输到副边门极驱动上升沿所需的时间;

7. 关断延时:从原边输入的 PWM 信号下降沿传输到副边门极驱动下降沿所需的时间;

8. 上升时间:从门极关断电压(-8V)的10%至门极开通电压(+15V)的90%的时间量;

9. 下降时间:从门极开通电压(+15V)的90%至门极关断电压(-8V)的10%时间量;

ED0215-33Z www.firstack.com 2019-04-10 Page

10 主要功能说明 ? PWM 互锁 运行时,当上位机工作异常,或者传输线受到干扰时,有可能使得原本互补的 上下管的控制指令出现同高的现象.在桥臂结构中,同高的控制指令将同时开通上 下管,引起模块退饱和,产生大量的热,严重时将损坏模块. 这一问题,驱动器集成了 PWM 互锁功能,当发现上下管两路的 PWM 指令同 时为高时,驱动将自动忽略高的指令,但不会返回故障信息. 图4PWM 互锁时序图 ED0215-33Z www.firstack.com 2019-04-10 Page

11 ? 短路保护 驱动电路通过检测 IGBT 开通时的集电极电压 VCE 来判断 IGBT 是否处于短路状态. 集电极电压通过高压二极管来检测.当VCE 电压超过设定阈值,驱动判定 IGBT 处 于短路状态,驱动将启动软关断,将IGBT 缓慢的关断, 同时将故障返回给上位机. 图5VCE 退饱和检测电路 ? 欠压保护 驱动板同时监测副边侧正负电源. 当副边侧正电压或者负电压低于阈值电压时, 驱动电路将判定发生了欠压故障,驱动电路将自动封锁 IGBT,同时反馈一个故障信号 给上位机.当故障消除后,再经过阻断时间(block time),原边的故障口会自动复位. 对于 IGBT 桥臂,Firstack 智能驱动强烈建议不要让桥臂中的任一个 IGBT 工作在 欠压状态.由于 CGC 的存在,当桥臂中的某个 IGBT 开通时,其带来的高 dv/dt 可通过 CGC 耦合到另一个 IGBT, 导致另一个 IGBT 微导通. 同时, 较低的门极电压, 将增大 IGBT 的开关损耗. ED0215-33Z www.firstack.com 2019-04-10 Page

12 ? 软关断 当发生短路直通时,IGBT 会迅速退饱和,其两端的电压 VCE 会达到直流母线电压;

而流过 IGBT 的电流 IC,会达到额定电流的

4 倍甚至更多,取决于 IGBT 的类型及门极 电压.这时,IGBT 所消耗的功率,会瞬时达到兆瓦级.如果不能在很短的时间内减小 短路电流,IGBT 会因为芯片过热而烧毁.然而,如果短路时的关断速度像正常关断一 样快,会产生很大的 di/dt,由于寄生电感的存在,该di/dt 会在 IGBT 两端带来很大的 电压尖峰, 使得 IGBT 过压击穿. 为了解决短路时巨大的关断尖峰,Firstack 智能驱动电路引入了软关断技术.在IGBT 发生短路直通时, 在保证短路时间不超过 10us 的前提下, 通过缓慢的降低门极电 压VGE,既保证了 IGBT 芯片不会因为过温烧毁,也有效降低了 di/dt,避免了关断时的 电压尖峰,保证了 IGBT 的安全. 图62MBI600VN-120-50 在800V 下的短路波形 上图显示的是由 Firstack IGBT 驱动电路控制的 1200V/600A IGBT (2MBI600VN-120-50) 在直流母线为 800V 时的短路波形. 短路电流峰值 3320A (5.5 倍于额定电流),在软关断的作用下,IC 缓慢下降,VCE 几乎没有任何的过冲,有效安 全的关闭了 IGBT. ED0215-33Z www.firstack.com 2019-04-10 Page