没有找到超过我的性能的产品,如果同行能找到,甘拜下风。
先说主要性能:
l 驱动延时极快:典型开启延时65ns,关闭延时40ns。
l 具有大于30A的瞬态驱动能力
l 工作占空比0-100%,临界输入脉冲宽度50ns。
l 内置缓冲结构,对驱动上升沿没有要求。
l 具有关断脚,反映速度<30ns。
体积小:56x20
我将陆续说明它的实现方式。
没有找到超过我的性能的产品,如果同行能找到,甘拜下风。
先说主要性能:
l 驱动延时极快:典型开启延时65ns,关闭延时40ns。
l 具有大于30A的瞬态驱动能力
l 工作占空比0-100%,临界输入脉冲宽度50ns。
l 内置缓冲结构,对驱动上升沿没有要求。
l 具有关断脚,反映速度<30ns。
体积小:56x20
我将陆续说明它的实现方式。
为达到高速驱动目的,必须颠覆现有的设计概念。IGBT驱动器结构就两部分:信号隔离和功率部分。电流保护部分暂不讨论。
信号隔离部分:
为达到目的,采取了边沿传输的方式。边沿传输有很多好处,比如速度快,体积小,可以集成。AD公司的icouple就是采用的边沿传输的方式,经过解码构成。它的脉冲可达1ns。我采用的是分立元件,没办法,从输入到输出最快也就做到10ns。
方法是这样的,脉冲的前、后沿各产生一个很短微分脉冲,经过后级触发器还原即可。
需要解决的问题就是信号完整性问题。即,有了开通脉冲,一定要有关闭脉冲。这里关闭脉冲是优先的,因为它牵扯到安全问题。对应后级的信号还原也是优先的。甚至宁可有关闭脉冲干扰也不希望产生误导通。
这样前面提到的施密特就可以简单解决这个问题。看一看最简单的实现方式:
关键是上下两路微分信号的选择问题,思考问题:哪一个做开通,哪一个做关闭呢?
信号还原。
但是还是前面的问题,采用具有优先权功能的触发器更好。不选择普通的RS触发器,可以避免出现重复导通现象,在信号传输的安全性上加一把锁。D触发器就可以具有此功能。
经常在逻辑电路中使用S和R做RS触发器(a),如果可能我建议使用(b)的形式,从外功能看不出来,但R有更高的优先级。这样对输入信号的要求就降低了。输入信号原则上只取决于脉冲的前沿,跟后沿无关,提高了抗干扰能力。
这就带来一个好处,输入脉冲宽度没有要求,甚至将驱动磁芯换成光耦,也可以将信号传输速度提高1个数量级。只用光耦的导通前沿来传输信号,可以用很强的大电流、短脉冲传送信号,不仅可以更快传输信号,同时延长了光耦的寿命。这是这种电路的另一种实现方式。
用这个分立元件做的信号传输,能够做到信号最小延时10ns,做一个5M以下的数字信号隔离传送器不成问题。就是管子和磁芯太热,开个玩笑。如果集成一下,还是可行的。
今天到这里,明天接着说。
各位大师帮忙顶一下。
实际应用用不到30A,那得多大IGBT。300A的IGBT驱动状态跟驱动0.1u电容差不多,下图是驱动0.1u电容,串联电阻1ohm的电流波形:
接着说实现方法吧。
首先,功率驱动关闭是优先的,实际系统的动态反应如何,保护如何,可靠与否就取决于关闭。开通反应慢一点一般不是主要问题。如果大功率能够实现过流瞬间关闭IGBT,谁也不会选择缓关闭一说。缓关闭产生的原因正是由于大功率驱动电流反应不灵敏,后期需要在已经产生极大短路电流的情况下,不得已而采取的技术。所以,快速关闭至关重要。
实现本身并不困难,关键是巧妙利用现有条件,加上元器件选择、布线来实现。在20V实现十几安培,100ns的驱动芯片比较少见,但可以找到。我这里需要大于20V的驱动,延时30ns左右,大于30A输出的驱动就不好找了。同时,要满足成本要求。
直接上图:
电路并不新鲜,用在这里却有奇效。为实现MOFETN,MOFETP正常工作,减小工作时的直通损耗,需要在MOSFETN,MOSFETP转换时关闭。前级的NPN,PNP适合驱动容性负载,至于同时关闭MOS,NPN、PNP在关闭瞬间本来就存在延时,就利用此延时实现。
一般信号输入为单信号输入,当进行电平转换时,必然产生延时。器件的有源开通是最快的,在这里采用有源的互补输入的方式。互补输入信号根本不用考虑,前面提到的触发器本身就是互补输出的。这样就顺理成章加快了驱动速度。
仔细观察,可以看出,电路一路反应快,一路反应慢,快的一路用来做关闭。如果对开通要求不是很高,合理布局,适当增加一点微分,此电路就可以使用了。关闭信号就可以满足要求。
我最先使用的原型就是用此电路,开通180ns,关闭130ns,这里关闭不快的原因就是电路布局不合理。高速工作,1cm的导线延时都是致命的。要想达到最佳状态,电路的优化必不可少。
这就需要各位大师自己思考了。
此电路如果可以适当集成,应该可以提高到到20ns以内。
如果想要图纸进行研究直接与我联系。
18810202132,13501028460 李
30A的栅驱动能力,至少可以驱动额定电流1000A以上的IGBT,这样大的IGBT自身的开关延时一般有几百纳秒到几微秒,采用几十纳秒的高速驱动毫无意义。
请问,什么条件下测的?
30A只是表示它的能力而已,真正用到的也就十几A。
IGBT很多理论都是以前低速器件的产物,有些可以重新研究一下了。
高速驱动目的主要是:1.保护需要,2.系统稳定需要
还有,它肯定损耗小,才可以做怎么强。损耗小总是有好处吧。我最早开发它的目的就是为满足高频损耗小的目的。
现在IGBT限制应用在20k,主要是关闭损耗大。如果大功率器件零流谐振工作,远可以超50k。大功率谐振电源的小型化的一个案子:300A的IGBT谐振工作到50k,不是一般的IGBT驱动器可以承受的,我这个就是干这个用的。
至于对保护的好处就不用多说了。
它很便宜,大批价格跟57962差不多,驱动MOSFET也可以。是一款大小通吃的驱动器。
它所采用的技术,适合集成化,可以集成到芯片。同时,是国内自己的技术,不受国外约束。国内的驱动器基本都是抄袭,可以卖到国外吗?
1. 每个IGBT的开关速度·都有4个参数,开通延时时间,开通时电流上升时间,关断延时时间,关断时电流下降时间,这4个时间在IGBT的规格书中都有,测试条件也有。
2. 57962有负载短路保护功能,你的没有,不能替代。
IGBT电流保护分2种情况
1. 短路保护,IGBT输出直接接负载(如:变频器输出直接接电机),严格地讲,这叫短路保护,不叫过流保护,一般用检测IGBT的CE压降来判断,IGBT允许短路的极限时间为10微秒,并且不允许在短时间内重复发生。可以57962类的驱动器做保护。发生短路时,IGBT必须软关断,以避免过高的C极关断尖峰电压。
2. 过流保护,IGBT不直接接负载,负载短路不会引起IGBT舜时严重过流,不能用检测EC压降来判断是否过流(因为这样检测到的电流误差很大),不可以使用57962类的驱动器做过流保护。过流检测应该使用其他方法(如电阻取样),根据实际过流的情况和抗干扰的需要,设定保护动作时间。
看过你以前的帖子,你还没明白我的意思。
正如你所说,短路保护主要指直接接负载的情况。如果是600V直接短路,暂时不考虑IGBT本身的电流上升率,假设IGBT电流上升率无穷大。这样短路后主要取决于线路电感的上升率。线路电感在这种情况下能是多少呢?如果是你设计,为了安全,系统将怎样设计呢?
如果是我,肯定第一步会限制它的电流上升率。对600a模块,600a/us够快了吧,短路电流设定为2倍,这样在短路发生后我可以在不到3倍电流输出的情况下关闭了模块。这样,是不是比发生完全短路,按照您以前所说的5倍电流好多了?电压过冲是不是也好多了?系统一般都有放过压的措施,也不复杂,这样比缓关闭是不更好?
也就是说,短路保护、过流保护完全可以统一,都可以统称为过流保护。在我看来,不过是多一级保护而已。
IGBT模块在不同电压下,饱和电流是不同的;不同厂家耐受力也是不同的;不同系统耐受力也是不同的;有的公司可以在额定电压下耐受10倍短路电流,比如三菱。有些厂家根本就不给这个指标。因此缓关闭的关闭条件正如你是参考infinion的模块,那西门子的,IXYS的,三菱的,等等的条件都满足吗?
所以快速关闭只是增加了驱动的功能而已,至于你愿意选择怎样的短路保护,你大可以在它外围电路做文章,我都可以满足要求,是不是?
感谢讨论,我现在也没搞明白,缓关闭是没有办法的办法,是在以前低速器件的条件下的解决方法,许多人把它奉为经典。根据我所看到的、用到的、没看到这种方法在现有条件下有什么特别的好处。
希望我是错的,对你的关注很感谢。
忘说了,有带电源,带短路保护功能的。体积都是一样。
也有模块化的,驱动、保护、电源分开的,版本不同。这样设计的原因就是可以设计成不同类型的保护模块。
由于是共漏输出,很多人不知怎样加入缓关闭保护,钳位保护,我早就解决了。没有公布的原因是,既然可以这么快关闭,还有什么意义呢?最多申请几个发明专利而已。
不带保护的模块都预留了扩展接口,就是为了应付客户各种保护功能要求的。