阻斷電壓600V以下功率器件驅動設計
功率器件驅動設計原則:
電氣隔離:訊號和電源隔離;
高可靠關斷和開通;
IGBT保護(可選);短路,過壓,欠壓,溫度,死區,最小脈衝抑制、安全停機。
電氣隔離:訊號和電源隔離:
功率器件訊號隔離包括兩個方面:開關訊號隔離(PWM)和反饋訊號隔離(故障,狀態)
常用整合訊號隔離晶片。
上述晶片常用於消費電子產品中功率驅動設計中,這些晶片透過一個整合晶片實現輸入訊號和輸出訊號之間隔離:具體的隔離內容包含下面這些。
無電氣絕緣隔離;
需要和控制器隔離;(電氣隔離)
存在寄生電感;
多路輸出(2,4,6路)
晶片實現輸入輸出訊號隔離方法:電平轉換器(簡單的就是高低電平相互轉換,整個電路設計都是同一個基準參考電位GND,所以控制和驅動上無電氣絕緣隔離,實際用CPU控制些晶片時候,還得設計電氣隔離通道。)
啥是電平轉換器?如下圖所示:
電平轉換器內部原理示意圖
控制訊號控制S1,S2開關工作,把電壓幅度較低控制訊號轉換為電壓幅度高的控制訊號。
電平轉換器訊號轉換示意圖
圖示訊號電平轉換器,5V轉換為0V, 0V轉換為15V;
電平轉換器應用設計:
橋臂上管應用電平轉換器
上圖設計,橋臂上管用了電平轉換器,下管沒有使用,而且控制邏輯參考電位與GNDL直接相連。上述用法在IGBT開關時,由於輸出側寄生電感存在,導致GNDH產生負電壓瞬變,幅度如圖所示(Ldi/dt 影響)導致整合晶片損壞。
電平轉換器應用橋臂(上下管)
上圖設計,橋臂上下管用了電平轉換器,消除GND和GNDL的耦合。透過對晶片絕緣層(SIO2)處理,可以讓晶片承受反向耐用(-100V) 解決上面的問題。
IR2136單片電平轉換器
IR2136內部框圖
IR2136單晶片整合多路電平轉換、死區和脈衝抑制、電壓監測等功能,適合消費電子低成本解決方案。