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      高壓IGBT模塊2SD315AI-33的應(yīng)用研究

      時間:2024-06-14 20:14:48 理工畢業(yè)論文 我要投稿
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      高壓IGBT模塊2SD315AI-33的應(yīng)用研究

      摘要:介紹了一種新型高性能高壓IGBT集成驅(qū)動模塊2SD315AI-33的管腳功能和工作原理,同時還給出了該模塊與同類產(chǎn)品相比的顯著性能特點,介紹了2SD315AI-33在“雙逆變器-電機”能量互饋式交流傳動試驗系統(tǒng)中的應(yīng)用方法,討論了在實際應(yīng)用中的注意事項。

      2SD315AI-33是瑞士CONCEPT公司專為3300V高壓IGBT的可靠工作和安全運行而設(shè)計的驅(qū)動模塊,它以專用芯片組為基礎(chǔ),外加必需的其它元件組成。該模塊采用脈沖變壓器隔離方式,能同時驅(qū)動兩個IGBT 模塊,可提供±15V的驅(qū)動電壓和±15A的峰值電流,具有準確可靠的驅(qū)動功能與靈活可調(diào)的過流保護功能,同時可對電源電壓進行欠壓檢測,工作頻率可達兆赫茲以上;電氣隔離可達到6000VAC。

      1 2SD315AI-33簡介

      1.1 外形及管腳功能

      圖1所示為2SD315AI-33的外形圖,該芯片共有44個管腳。具體功能如下:

      1,2腳(VDD):信號電源;

      3腳(SO1):通道1狀態(tài)輸出;

      4腳(VL/Reset): 定義邏輯電平/錯誤信號復(fù)位;

      5腳(RC1):通道1死區(qū)RC網(wǎng)絡(luò);

      6腳(InB):PWM2/ENABLE;

      7腳(RC2):通道2死區(qū)RC網(wǎng)絡(luò);

      8腳(MOD):模式選擇;

      9腳(SO2):通道2狀態(tài)輸出;

      10腳(InA):PWM1/PWM;

      11,12腳(GND):15V電源地;

      13~17腳(VDC):DC/DC驅(qū)動電源;

      18~22腳(GND):DC/DC驅(qū)動電源地;

      23腳(Ls2):通道2的狀態(tài)顯示端;

      24腳(C2):通道2的集電極檢測端;

      25腳(Rth2): 通道2的值電阻端;

      26,27腳(E2):通道2的發(fā)射極;

      28腳(Viso2): 通道2的DC/DC輸出側(cè)電源;

      29,30腳(COM2):通道2的DC/DC輸出側(cè)地;

      31,32腳(G2):通道2的柵極;

      33,34腳(NC):未用;

      35腳(Ls1):通道1的狀態(tài)顯示端;

      36腳(C1):通道1的集電極檢測端;

      37腳(Rth1):通道1的值電阻端;

      38,39腳(E1):通道1的發(fā)射極;

      40腳(Viso1):通道1的DC/DC輸出側(cè)電源;

      41,42腳(COM1):通道1的DC/DC輸出側(cè)地;

      43,44腳(G1):通道1的柵極。

      1.2 主要參數(shù)

      2SD315AI-33的極限參數(shù)如下?

      ●供電電壓VDD和VDC:16V;

      ●邏輯信號輸入電平:VDD;

      ●門極峰值電流Iout:±18A;

      ●內(nèi)部開關(guān)電源輸出功率:6W;

      ●輸入輸出隔離電壓:6000VAC?50Hz/min?;

      ●工作溫度:-40~85℃;

      下面是2SD315AI-33的主要電參數(shù)?

      ●輸入輸出延遲開通時間tpd?on?:300ns;

      ●關(guān)斷時間tpd(off):350ns;

      ●短路或欠壓保護阻斷時間:1s;

      ●輸出上升時間tr(out):160ns;

      ●輸出下降時間tf(out):130ns;

      ●最大電壓上升率:100kV/μs。

      2 工作原理及性能特點

      2.1 工作原理

      圖2為2SD315AI-33的功能框圖。它主要由DC/DC轉(zhuǎn)換電路、輸入處理電路、驅(qū)動輸出及邏輯保護電路組成。

      DC/DC轉(zhuǎn)換電路的功能是將輸入部分與工作部分進行隔離。而其輸入處理電路由LDI001及其外圍電路組成。由于控制電路產(chǎn)生的PWM信號不能直接通過脈沖變壓器,尤其是當脈沖信號的頻率和占空比變化較大時,尤為困難。LDI001就是專門為此而設(shè)計的,此專用集成芯片的功能主要是對輸入的PWM信號進行編碼,以使之可通過脈沖變壓器進行傳輸。由于該器件內(nèi)部帶有施密特觸發(fā)器,因此對輸入端信號無特殊的邊沿陡度要求,并能提供準靜態(tài)的狀態(tài)信號反饋。將其設(shè)計為集電極開路方式,可以適應(yīng)任何電平邏輯,并可直接產(chǎn)生死區(qū)時間。以上優(yōu)點使得接口既易用又靈活,從而省去了其它專用電路所必需的許多外圍器件。

      驅(qū)動輸出及邏輯保護電路的核心芯片是IGD001。它將變壓器接口、過流短路保護、阻斷邏輯生成、反饋狀態(tài)記錄、供電監(jiān)視和輸出階段識別等功能都已集成在一起。每個IGD用于一個通道,其具體功能是對脈沖變壓器傳來的PWM信號進行解碼,對PWM信號進行功率放大,對IGBT的短路、過流及電源的欠壓檢測保護,并向LDI反饋狀態(tài),以產(chǎn)生短路保護的響應(yīng)時間和阻斷時間等。

      2.2 性能特點

      2SD315AI-33與其它驅(qū)動器相比具有以下幾個顯著的特點:

      (1)可靈活定義邏輯電平;

      (2)可自由選擇工作模式;

      (3)具有短路和過流保護功能;

      (4)具有欠壓監(jiān)測功能;

      (5)可動態(tài)設(shè)定短路保護

      3 2SD315AI-33在實際中的應(yīng)用

      3.1 應(yīng)

      高壓IGBT模塊2SD315AI-33的應(yīng)用研究

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