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      - QP101死區發生器
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      TX-DA962D 系列大功率IGBT驅動板

      目錄
        1、產品特點及應用概述
        2、驅動特性參數
        3、DC/DC輔助電源電性能參數
        4、工作條件參數
        5、過流保護參數及說明
        6、產品結構框圖
        7、產品外型圖
        8、元器件位置示意圖
        9、輸入輸出接口和部分接插件的說明
        10、參數設置說明
        11、典型應用連接圖
        12、報警信號輸出說明
        13、特別提醒

      特點

      • 大功率IGBT驅動板,每路輸出6A電流,可驅動300A/1700V以下的IGBT,有二、四、六、七單元多種版本可選。
      • 專門設計的輸出插座,每單元既可驅動一只IGBT,也可驅動2只并聯的IGBT。
      • 保護報警輸出與其它部分是電隔離的,用戶可靈活處置。每路均有故障指示燈。
      • 每2個單元自帶1個獨立的DC/DC輔助電源,各單元的隔離度好。用戶只需提供一個獨立的15V驅動電源(可定制12-20V、20-30V、12-50V寬范圍輸入的版本)。
      • 支持多種輸入信號電平。統一的輸出使能端控制。
      • 輸入電源極性保護。

      應用

      • 逆變器、不間斷電源、變頻器、電焊機、伺服系統等

      驅動特性(除另有指定外,均為在以下條件時測得:Ta=25℃,Vp=15V,Fop=50KHz,模擬負載電容CL=220nF)

      參數

      符號

      測試條件

      最小值

      典型值

      最大值

      單位

      輸入脈沖電壓幅值

      Vpwm

      用戶調節,典型值為缺省值

      2

      15

       

      V

      輸入脈沖電流幅值

      Ipwm

       

      9

      10

      12

      mA

      輸出電壓

      VOH

         

      14.5

       

      V

      VOL

       

      -8

       

      輸出電流

      IOHP

      Fop=20KHz
      Ton=2μS

       

      6

       

      A

      IOLP

       

      -6

       

      柵極電阻

      Rg

      用戶設置,不可過小 ,( 典型值為廠家測試用 )

      1.5

      10

       

      Ω

      輸出總電荷

      Qout

         

      2

      2.8

      μC

      工作頻率

      Fop

       

      0

       

      60

      KHz

      占空比

      δ

       

      0

       

      100

      最小工作脈寬

      Tonmin

      CL=100nF

       

      0.5

       

      μS

      上升延遲

      Trd

         

      0.3

       

      μS

      下降延遲

      Tfd

       

      0.4

       

      使能端電平(1)

      ENA

      高電平使能 ( 1 - 6mA )

      2.2

       

      18

      V

      低電平禁止

         

      0.4

      絕緣電壓

      VISO

      輸入信號與驅動輸出間, 50Hz/1 min

       

      3500

       

      Vrms

      共模瞬態抑制

      CMR

         

      30

       

      KV/μS

      注 1 :如輸出使能端電平低于4.5V,需要用戶設置,參見后面的“參數設置說明”。

      DC/DC輔助電源電性能參數(除另有指定外,均為在以下條件時測得:Ta=25℃,Vp=15V)

      參 數

      符號

      測 試 條 件

      最小值

      典型值

      最大值

      單位

      輸入電壓 (1)

      Vdc

       

      12

      15

      20

      V

      電源輸入電流 (2)

      Idc

      驅動輸出空載,每 2 路

       

      0.05

       

      A

      每 2 路

         

      0.5

      輸出電壓

      Vo

         

      24.2

       

      V

      輸出功率

      Po

      每 2 路

         

      6

      W

      效率

      η

         

      75

       

      1. 輸入電壓超過 20V 可能損壞電源?啥ㄖ20-30V、12-50V寬范圍輸入的版本。
      2. 電源功率與工作頻率和負載情況有關,在 50KHz 時,每路 300A 的 IGBT 單管,大致需要 3 - 4W 。管子小,頻率低,電流將減少。
      3. 上電啟動時輸入電源 Vdc 提供的功率需要加倍,否則可能無法正常啟動。上電時使能端保持低電平,則啟動所需要的功率較小。為每路驅動提供 5W 的輸入功率可以滿足絕大部分需求。

      工作條件

      環境溫度

      符號

      測 試 條 件

      最小值

      典型值

      最大值

      單位

      工作溫度 Top  
      -30
      70
      存儲溫度 Tst  
      -40
      120

       

      短路保護性能(除另有指定外,均為在以下條件時測得:Ta=25℃,Vp=24V,Fop=50KHz,模擬負載電容CL=220nF)

      參 數

      符號

      測 試 條 件

      最小值

      典型值

      最大值

      單位

      保護動作閾值(1) Vn 用戶設置,典型值為缺省值  
      8.5
       
      V
      保護盲區(2) Tblind 用戶設置,最小值為缺省值
      1.2
       
      μS
      軟關斷時間(3) Tsoft 用戶設置,最小值為缺省值
      4
      μS
      故障后再啟動時間(4) Trst 用戶設置,典型值為缺省值
      1.1
      10
      mS
      故障信號延遲 Talarm  
      5
      μS
      故障信號輸出電流 Ialarm  
      10
      mA

      注: ( 以下阻容元件的調整方法均詳見后面的 “ 參數設置說明 ” )
      1 . 觸發過流保護動作時的集電極對發射極的飽和電壓。閾值電壓 Vn 可以由電阻 Rn 調整。
      當 IGBT 的電流過大,集電極對發射極的電壓達到閾值電壓時,驅動器啟動內部的保護機制。
      2 . 檢測到 IGBT 集電極的電位高于保護動作閾值后到開始軟關斷的時間。盲區時間 Tblind 可由電容 C blind 調整。
      因為各種尖峰干擾的存在,為避免頻繁的保護影響開關電源的正常工作,設立盲區是很有必要的。
      3 . 驅動脈沖電壓降到 0 電平的時間。軟關斷時間 Tsoft 可由電容 Csoft 調整。
      軟關斷開始后,驅動器封鎖輸入 PWM 信號,即使 PWM 信號變成低電平,也不會立即將輸出拉到正常的負電平,而要將軟關斷過程進行到底。軟關斷開始的時刻,驅動板上的插座 J12 的 4 、 5 腳分別輸出低電平和高電平報警信號,由用戶主控板處理。
      4 . 短路故障發生后,驅動器軟關斷 IGBT ,如果控制電路沒有采取動作,則驅動器再次輸出驅動脈沖的間隔時間。

      過流保護曲線:

      曲線說明:
      過流信號指的是驅動器內部輸入到過流檢測單元的信號,并不完全等同于實際的短路信號。圖中第二個短路信號以及相應的輸出波形是生產廠家在測試時給出的。如果實際的短路情況如第二個過流信號,則軟關斷后IGBT較高的集電極電位仍被視為過流信號,因此驅動器將軟關斷進行到底,并在"故障后再啟動時間Trst"后恢復輸出。

      結構框圖

      外形圖


      元器件位置示意圖:
      二單元IGBT驅動板DA962D2 (97.8x68.6mm ,安裝孔距91.4x62.2mm。安裝時注意在板的下部留有10mm以上的通風間隙)

      四單元IGBT驅動板DA962D4 (96.5x128mm ,安裝孔距90.1x121.7mm。安裝時注意在板的下部留有10mm以上的通風間隙)

      六單元IGBT驅動板DA962D6 (97.8x186.4mm ,安裝孔距91.4x180mm。安裝時注意在板的下部留有10mm以上的通風間隙)

      七單元IGBT驅動板DA962D7 (97.8x222.4mm,安裝孔距91.4x216mm。安裝時注意在板的下部留有10mm以上的通風間隙)

      1單元 主要元器件位置示意圖(點擊放大)

      點擊放大


      輸入輸出接口和部分接插件的說明:

      1. 紅色的元器件是直接與用戶應用有關的。

      2. Js,與主控制板的連接插座,使用20線壓接排線,雙線并聯連接,使用方便可靠。但要注意,這里的線號定義與原排線不同。
      . 1腳是驅動報警光耦中光電三極管的發射極,2腳是該管的集電極。正常工作時光電三極管不通,故障報警時導通。1、2腳與其它各腳間是電隔離的,用戶也可將此信號傳送到與輸入信號不共地的電路中,但這2部分間的電位差不宜超過40V。
      . 3腳是輸入信號使能端ENA。3腳接高電平時,可以傳送輸入信號;低電平時封鎖輸入信號。這里電平是相對于4腳GND的。上電啟動時ENA保持低電平,可以降低對輸入電源的要求。
      . 4腳是n路輸入信號的公共地端GND。
      . 5-10腳依次是7個輸入信號Vi1、Vi2、Vi3、Vi4、Vi5、Vi6。輸入高電平時IGBT導通。

      3. Jp,驅動板內置4路DC/DC電源的輸入電源插座,1腳接正,2腳接負。

      4. Jo1-Jo6分別為6路驅動的輸出端插座。2腳接柵極,3腳接發射極,5腳接集電極。如果要驅動并聯的2只IGBT,可用1、2腳各驅動1只,同時按照下面參數設置說明7的要求連接柵極電阻。

      5. Red是紅色故障指示燈,燈亮時表示該路已經啟動保護程序。

      6. Ri、Rn、Cb、Cd、Cs、Cr和Rg等參見參數設置部分。

      參數設置說明(除Rg外,參數設置元件最好用貼片的,焊在背面)

      1. 驅動信號電流需要10mA,輸入電阻 Rii 按下式確定: Rii =( Vpwm - Vm ) /10mA , Vpwm 是輸入 PWM 脈沖的正幅值, Vm = 2V 是驅動片輸入端的正向壓降, Rii = Ri//Rh , Ri 和 Rh 是驅動板上的 2 個并聯電阻,位于驅動板的背面,如 1單元器件位置圖中所示 。
      出廠時只焊有輸入電阻 Rh=1K2 ,適用于用戶 15V 控制板的情況。當用戶 12V 主控板系統時,需要另接并聯電阻 Ri = 3K ;當用戶控制系統是 5V 或 3.3V 時,因不同型號和品牌的控制器的輸出能力略有差異,需要根據其實際的輸出脈沖幅度確定 Ri 的數值。一般 5V 系統時, Ri = 240 - 330Ω ; 3.3V 系統時, Ri = 51 - 110Ω 。 Ri 的封裝 1206 或 0805 。如用戶控制系統電壓高于 15V ,則需將 Rh 換更大的電阻,滿足輸入電流 10mA 的要求。
      (新版本使用 KA962F 驅動片,其輸入信號正向壓降 Vd = 2V , Ri 電阻的設置如上所述。)
      (老版本驅動板使用 KA962 驅動片,其輸入信號正向壓降 Vd = 5V ,不支持 3.3V 信號輸入。出廠時驅動板上背面焊接的輸入電阻 Rh=750Ω ,適用于用戶 15V 控制板的情況。當用戶主控板是 5/12V 系統時,需要另接并聯電阻 Ri = 0Ω/1500Ω)

      2. 閾值電壓 Vn 可由電阻 Rn 設定,具體關系大致是 Rn/Vn(KΩ/V) = ∞/8.5 , 220/8.0 , 100/7.5 , 68/7.1 , 47/6.3 , 33/6.0 , 27/5.6 , 22/5.1 , 18/4.7 , 15/4.3 。 一般閾值電壓 Vn 可取 IGBT 正常導通電壓的 2 倍。

      3. 盲區 Tblind 可由電容 Cblind( 圖中 Cb) 設定,關系為 C blind/Tblind(pF/μS) = 0/1.2 , 22/1.8 , 47/3.0 , 68/4.2 , 100/6.2 , 150/9.2 。一般情況可設置在 2 - 4μS 。

      4. 軟關斷時間 Tsoft 可由電容 Csoft( 圖中 Cs) 設置,關系大致為 Cs/Tsoft(nF/μS) = 0/4 , 2.2/5 , 4.7/6.2 , 10/8.6 , 15/10.6 。

      5. 故障后重新啟動時間Trst可由電容Crst(板上Cr)設置,但在橋式電路中一般沒有必要設置。

      6. 每通道有4個柵極驅動電阻Rg和Ro,出廠時是完全并聯的。預焊的一個10Ω/1W是為廠家測試、老化用的,用戶應根據自己的情況換接合適的電阻,一般可用4只1W的金屬膜電阻,如RYG2型1W電阻,并聯后的總電阻值不能小于1.5Ω。
      注意:出廠時四只Rg和Ro是完全并聯的,如果用戶每單元要驅動并聯的2只IGBT,可以將Ro和Rg的并聯短路線割斷,短路線位于電路板背面,如上面 1單元器件位置圖 中輸出插座G1和G2間紅線所示,約1mm寬。2只并聯Ro對應G1,2只并聯Rg對應G2,并聯后阻值一般不小于2Ω。

      7. 輸出使能信號大于等于4.5V時不必設置,如信號幅值低于4.5V,需要改變輸入串聯電阻:或者將R1(3K3)改為1K,或者加焊R1A=1K2。R1和R1A位于排線座附近。用戶如不需要使能功能,也可加焊電阻R3=0R,相當于ENA=H,R3也位于信號座Js附近。

      應用連接(一路示意圖)點擊放大
      點擊放大

      1. 驅動板內部在柵射驅動輸出已接有10K電阻,這里的100K電阻應接在IGBT管子柵射兩極根部,防止驅動連線斷開時、偶然加主電高壓,通過米勒電容燒毀IGBT。

      報警信號輸出說明

      光耦是驅動板上的元件,C、E是信號插座Js的2、1腳;Vcc和GND是用戶主控板的電源端。用戶可以選擇2種報警電平。R1=Vcc/2mA。

      特別提醒:

      1. 用戶如要測試輸出波形,請參閱IGBT驅動器正常輸出波形的測試。
      2. 輸出插座Jo到IGBT柵極和發射極的引線要短一些,并使用絞線,以減小寄生電感,但集電極的反饋連線不要絞在一起。
      3. 謹防柵極和發射極輸出短路,短路時間超過幾秒,可能損壞板上器件。
      4. 盡量減小雜散電感,并設置良好的IGBT過壓吸收回路,避免尖峰電壓擊穿IGBT。

      5. 輸入電源接反,電源插座上并聯的二極管將短路外部輸入電源,做實驗時請注意。
      6. 本公司的IGBT驅動板產品出廠前100%經過嚴格老化測試,如線路板輸出電阻處銅箔表面出現顏色改變,一般系大負載老化所致,對產品性能及質量沒有任何影響,請放心使用。


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