b、端口VL/Reset
这个端子是用来定义具有施密特性质的输入InA和InB的,使得输入在2/3VL时开通,在I/3 VL时作为关断信号。当PWM信号是TTL电平时, 该端子连接如图3-5所示,当输入InA和InB信号为15V的时候,该端子应该通过一个大约1K左右的电阻连接到++15V电源上,这样开启和关断电压 分别应该是lov和5V。另外,输入UL/Reset端还有另外的功能:如果其接地,则逻辑驱动接口单元l.DI001内的错误信息被清除。
c、门极输出端
门极输出Gx端子接电力半导体的门极,当SCALE驱动器用15V供电的时候,门极输出土15V.负的门极电压由驱动器内部产生。使用如图3-6 结构的电路可以实现开通和关断的速度的不一样,增加了用户使用的灵活性。
d、布局和布线
驱动器应该尽可能近的和功率半导体放在一起,这样从驱动器到电力晶体管的引线就会尽可能的短,一般来说驱动器的连线尽量不要长 过10厘米。同时一般要求到集电极和发射极的引线采用绞合线,还有可以在IGBT的门极和发射极之间连接一对齐纳稳压二极管(15~18V) 来保护IGBT不会被击穿。
驱动模块的模式选择端MOD外接+15V电源,输入引脚RC1和RC2接地,为直接工作模式。逻辑控制电平采用+15V,信号输入管脚InA、 InB连 接在一起接收来自单片机的脉冲信号,进行同步控制。2SD315A的SO1和SO2两只管脚外接三极管和光耦用来向单片机输出两输出通道的 工作状态,其输出端结构皆为集电极开路输出,可以通过外接上拉电阻以适用于各种电平逻辑。 在管脚SO1、SO2和电源之间以及VisoX 和LSX之间加发光二极管进行故障指示。正常情况下SO1和SO2输出皆为高电平,上电后D3和D4先亮,延时几秒后熄灭,同时D8和D15发亮。
当检测到故障信号时,SO1和SO2的输出电平被拉低到地,即D3和D4发亮,同时D8和D15闪烁。2SD315A是通过监测UCE(sat)来 判断回路是否 短路和过流,当检测到一路或两路发生过流现象时,检测电路会把异常状态回馈到驱动模块,驱动模块内部会产生一个故障信号并将它 锁存,锁存时间为1s,在这段时间内,驱动模块不再输出信号,而是将两组IGBT及时关断予以保护。同时,状态输出管脚SO1和SO2的高电平 被拉低,光耦TLP521导通,两路状态信号通过或门74LS32送给单片机。为防止因关断速度太快在IGBT的集电极上产生很高的反电动势,在门极输出 端采用如图所示的电路结构实现开通和关断速度的不同。开通时门极电阻为3.4Ω,关断时电阻为6.8Ω,二极管采用快恢 复型,这样就使关断速度下降到安全水平。
IGBT短路失效机理
IGBT负载短路下的几种后果
(1) 超过热极限:半导体的本征温度极限为250℃,当结温超过本征温度,器件将丧失阻断能力,IGBT负载短路时,由于短路电流时结温升 高,一旦超过其热极限时,门级保护也相应失效。
(2) 电流擎住效应:正常工作电流下,IGBT由于薄层电阻Rs很小,没有电流擎住现象,但在短路状态下,由于短路电流很大,当Rs上的压降 高于0.7V时,使J1正偏,产生电流擎住,门级便失去电压控制。
(3) 关断过电压:为了抑制短路电流,当故障发生时,控制电路立即撤去正门级电压,将IGBT关断,短路电流相应下降。由于短路电流大, 因此,关断中电流下降率很高,在布线电感中将感生很高的电压,尤其是在器件内封装引线电感上的这种感应电压很难抑制,它将使器件有过电流变为关断过电压而 失效。
IGBT过流保护方法
(1) 减压法:是指在故障出现时,降低门级电压。由于短路电流比例于外加正门级电压Ug1,因此在故障时,可将正门级电压降低。
(2) 切断脉冲方法:由于在过流时,Uce电压升高,我们利用检测集电极电压的方法来判断是否过流,如果过流,就切断触发脉冲。同时尽 量采用软关断方式,缓解短路电流的下降率,避免产生过电压造成对IGBT的损坏。






