GA系列IGBT單開關型模塊的內部接線圖

IGBT驅動電路
下圖為M57962L驅動器的內部結構框圖,采用光耦實現電氣隔離,光耦是快速型的,適合高頻開關運行,光耦的原邊已串聯限流電阻(約185 Ω),可將5 V的電壓直接加到輸入側。它采用雙電源驅動結構,內部集成有2 500 V高隔離電壓的光耦合器和過電流保護電路、過電流保護輸出信號端子和與TTL電平相兼容的輸入接口,驅動電信號延遲最大為1.5us。
當單獨用M57962L來驅動IGBT時。有三點是應該考慮的。首先。驅動器的最大電流變化率應設置在最小的RG電阻的限制范圍內,因為對許多IGBT來講,使用的RG 偏大時,會增大td(on )(導通延遲時間),t d(off)(截止延遲時間),tr(上升時間)和開關損耗,在高頻應用(超過5 kHz)時,這種損耗應盡量避免。另外。驅動器本身的損耗也必須考慮。
如果驅動器本身損耗過大,會引起驅動器過熱,致使其損壞。最后,當M57962L被用在驅動大容量的IGBT時,它的慢關斷將會增大損耗。引起這種現象的原因是通過IGBT的Gres(反向傳輸電容)流到M57962L柵極的電流不能被驅動器吸收。它的阻抗不是足夠低,這種慢關斷時間將變得更慢和要求更大的緩沖電容器應用M57962L設計的驅動電路如下圖。
電路說明:電源去耦電容C2 ~C7采用鋁電解電容器,容量為100 uF/50 V,R1阻值取1 kΩ,R2阻值取1.5kΩ,R3取5.1 kΩ,電源采用正負l5 V電源模塊分別接到M57962L的4腳與6腳,邏輯控制信號IN經l3腳輸入驅動器M57962L。雙向穩壓管Z1選擇為9.1 V,Z2為18V,Z3為30 V,防止IGBT的柵極、發射極擊穿而損壞驅動電路,二極管采用快恢復的FR107管。
IGBT模塊接線注意事項:
1)柵極與任何導電區要絕緣,以免產生靜電而擊穿,IGBT在包裝時將G極和E極之問有導電泡沫塑料,將它短接。裝配時切不可用手指直接接觸G極,直到 G極管腳進行永久性連接后,方可將G極和E極之間的短接線拆除。
2)在大功率的逆變器中,不僅上橋臂的開關管要采用各自獨立的隔離電源,下橋臂的開關管也要采用各自獨立的隔離電源,以避免回路噪聲,各路隔離電源要達到一定的絕緣等級要求。
3)在連接IGBT 電極端子時,主端子電極間不能有張力和壓力作用,連接線(條)必須滿足應用,以免電極端子發熱在模塊上產生過熱。控制信號線和驅動電源線要離遠些,盡量垂直,不要平行放置。
4)光耦合器輸出與IGBT輸入之間在PCB上的走線應盡量短,最好不要超過3cm。
5)驅動信號隔離要用高共模抑制比( CMR)的高速光耦合器,要求 tp《0.8μs,CMR》l0kV/μs,如6N137,TCP250 等。
6)IGBT模塊驅動端子上的黑色套管是防靜電導電管,用接插件引線時,取下套管應立即插上引線;或采用焊接引線時先焊接再剪斷套管。
7)對IGBT端子進行錫焊作業的時候,為了避免由烙鐵、烙鐵焊臺的泄漏產生靜電加到IGBT上,烙鐵前端等要用十分低的電阻接地。焊接G極時,電烙鐵要停電并接地,選用定溫電烙鐵最合適。當手工焊接時,溫度260℃±5℃,時間(10 +1)s。波峰焊接時,PCB要預熱80 ~105℃,在245℃時浸入焊接3~4s。
8)儀器測量時,應采用1000 電阻與G極串聯。在模塊的端子部測量驅動電壓( VGE)時,應確認外加了既定的電壓。
9)IGBT模塊是在用lC泡沫等導電性材料對控制端子采取防靜電對策的狀態下出庫的。這種導電性材料在產品進行電路連接后才能去除。
10)僅使用FWD而不使用IGBT時(比如在斬波電路等中應用時),不使用的IGBT的G-E間應加-5V以上(推薦-15V、最大- 20V)的反偏壓。反偏壓不足時,IGBT可能由于FWD反向恢復時的dv/dt引起誤觸發而損壞。
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