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高速驱动集成电路系列:IR优化方案

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:IR公司推出一系列带有完备保护功能的高压IGBT驱动和控制集成电路,其与基于光耦合器或变压器的分立元件的传统方案相比,新方案除了功能先进之外,抗噪声能力更高,并将使元器件数减少30%,占用的电路板面积缩减一半。IR此次发布的驱动IC和检测IC满足了上述要求,同时减少了使用元件的数量,简化了电路。IR2214和IR22141用于驱动功率开关半桥电路和三相380V交流电路,80℃时最大电流50A。表4-13 采用IRHVIC技术开发的600V栅极驱动器集成电路

高速驱动集成电路系列:IR优化方案

IR公司推出一系列带有完备保护功能的高压IGBT驱动和控制集成电路,其与基于光耦合器或变压器的分立元件的传统方案相比,新方案除了功能先进之外,抗噪声能力更高,并将使元器件数减少30%,占用的电路板面积缩减一半。新推出的IC系列包括1200V及600V的栅极驱动集成电路及电流检测接口集成电路,应用领域为换向电机驱动器、通用换向电路、开关电源(SMPS)和不间断电源(UPS)。

采用IR高压IC技术开发的新型栅极驱动及检测IC实现了在微小电路上整合过去只有高端设备才具备的完备功能,如接地失效保护等。这一新器件将为低端工业应用和伺服驱动以及其他必须严格控制成本的电器开辟了崭新的开发途径。

采用IGBT进行功率转换,必须对短路、过电流和接地故障等进行保护。为完成保护功能,除了保护电路之外,还必须通过检测元件对故障状态进行检测。IR此次发布的驱动IC和检测IC满足了上述要求,同时减少了使用元件的数量,简化了电路。IR采用HVIC技术开发的适宜工业应用的1200V栅极驱动器共有5款。

IR22381是一款模拟三相IGBT栅极驱动器,死区时间仅为0.5μs,比类似的光耦合器驱动器快十倍。IR22381还大幅减少了温度漂移以及器件性能随时间而发生的变化。IR22381还集成退饱和功能,并提供了所有的过流保护模式,包括接地、桥臂功率管直通和相间短路保护。过电流状态可触发软关断,随即关断所有六路输出。器件带有一个关断输入,可用来设置关断功能。IR22381还带有可编程死区时间,输出驱动器带有独立的开通和关断引脚,并具备两级输出开通,以获得IGBT需要的dv/dt开关水平。电压反馈提供了精确测量,自举电源功能省略了对辅助电源的需要。

IR2277和IR22771是一组用于电动机驱动的高速单相电流检测IC,带有同步采样功能。电流通过一个外置分流电阻检测,用一个精密的双斜率系统将模拟电压值转化为离散的时间序列值。该时间序列经过电平转换,毋需附加逻辑电路,即可提供适用于DSP和模数接口的数字PWM输出。最大采样速率为40kbit/s,适用于最高频率20kHz的非对称PWM调制,20kHz频率下的最大延迟为7.5μs。器件还带有一个双向电平转换抗噪声电路,可抗最高达50V/ns的共模dv/dt噪声。IR2277提供模拟输出及PWM输出,IR22771只提供PWM输出。

IR2214和IR22141用于驱动功率开关半桥电路和三相380V交流电路,80℃时最大电流50A。与光耦合器方案相比,IR2214和IR22141栅极驱动器在使用中更稳定,并提供了参数匹配功能,如高低端通道的传输延迟、死区时间插入等。其高端静态电流很低,并可用以启动节省空间和成本的自举电路。多相应用时,IGBT退饱和的故障反馈可自动关断IGBT。IR2214带有高低端退饱和检测及内部电阻偏置,IR22141带有有源退饱和二极管偏置。IR2214和IR22141可通过专用引脚相连,防止系统的相间短路。输入和输出引脚与3.3V的CMOS阈值兼容,简化了与微处理器的接口。独立的电源地和信号地引脚可实现发射极分流器配置,简化了对低端IGBT电流的检测,器件采用SSOP-24封装。

考虑到电动机驱动以及更广泛的通用换向电路应用,IR还推出了1200VHVIC和600VIC系列产品。IR专有的HVIC技术是用以设计驱动IGBT产品的理想选择,栅极驱动器输出采用抗锁定CMOS电路设计。该技术将低压驱动和高压电平转换整合在一起,开发出在单一IC芯片上的高低端栅极驱动器。采用IRHVIC技术开发的1200V栅极驱动器集成电路见表4-12。(www.xing528.com)

表4-12 采用IRHVIC技术开发的1200V栅极驱动器集成电路

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采用IRHVIC技术开发的600V栅极驱动器集成电路见表4-13。

表4-13 采用IRHVIC技术开发的600V栅极驱动器集成电路

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