HL402A(B)具有自保护功能的IGBT厚膜驱动器集成电路.docVIP

HL402A(B)具有自保护功能的IGBT厚膜驱动器集成电路 HL402驱动器是国家“八、五”攻关新成果，1995年国家级新产品。它具有先降栅压、后软关断的双重短路保护功能，其降栅压延迟时间、降栅压时间及软关断斜率均可通过外接电容器进行整定，因而能适应不同饱和压降IGBT的驱动和保护。它的研制成功填补了国内空白，达到了国际90年代的先进水平。 一、各引脚的排列、名称、功能及用法　　HL402的外形尺寸及引脚排列如图1所示。它采用标准单列直插式17引脚厚膜集成电路封装，对外引线共有15个引脚。 图1　HL402的外形尺寸及引脚排列示图 　　各引脚的名称、功能及用法── 　　引脚1：驱动输出脉冲负极连接端。使用时，接被驱动IGBT的发射极。　　引脚2：被驱动的IGBT脉冲功率放大输出级正电源连接端。应用中接驱动输出级电源，要求提供的电压为+25～+28V。　　引脚3：驱动输出脉冲正极连接端。使用中，经电阻RG后直接接被驱动IGBT的栅极，电阻RG的取值随被驱动IGBT容量的不同而不同。当被驱动的IGBT为50A、1200V时，RG的典型值为0～20Ω(1W)。　　引脚4：被驱动的IGBT脉冲功率放大输出级正电源参考地端。接用户为输出级提供的正电源(一般为+24～+25V)地端。　　引脚5：软关断斜率电容器C5的接线端及驱动信号的封锁引入端。使用中，可通过光耦合器二次侧并联于C5两端(集电极接引脚5，发射极接引脚10，发光二极管接用户集中封锁信号输入)来直接封锁被驱动IGBT的脉冲输出。　　引脚5、10：软关断斜率电容器C5连接端(其引脚10在HL402内部已与引脚4接通)。该两端所接电容量的大小决定着被驱动的IGBT软关断斜率的快慢，C5推荐值为1000～3000pF。　　引脚6：软关断报警信号输出端，最大负载能力为20mA。它可作为被驱动的输入信号封锁端，可通过光耦合器(引脚6接光耦合器阴极)来封锁控制脉冲形成部分的脉冲输出，亦可通过光耦合器来带动继电器分断被驱动IGBT所在的主电路。　　引脚7：空脚，使用中悬空。　　引脚8：降栅压报警信号输出端，最大输出电流为5mA。该端可通过光耦合器(引脚8接光耦合器阴极)来封锁控制脉冲形成部分的脉冲输出，亦可通过光耦合器来带动继电器分断被驱动的IGBT所在的主回路。　　引脚9：降栅压信号输入端。使用中，需经快恢复二极管接至被驱动IGBT的集电极，当需要降低动作门槛电压值时，可再反串入稳压二极管(稳压管的阴极接引脚9)。需要注意的是，该快恢复二极管必须是高压、超高速快恢复型，其恢复时间应不超过50ns，经反串稳压二极管后，由原来的动作门槛电压(8.5V)减去稳压管的稳压值即为新的门槛电压。降栅压功能可通过将引脚13与引脚10相短接而删除。　　引脚11、10：降栅压延迟时间电容器C6的连接端。该两端所接电容器电容量的大小决定着降栅压延迟时间的长短，该电容推荐值为0～200pF，当该电容值的电容量大时短路电流峰值较大，所以此电容一般可不接。　　引脚12、10：降栅压时间定时电容器C7的连接端。当该电容器较大时，降栅压时间较长后被驱动的IGBT才关断，这意味着造成被驱动的IGBT损坏的危险性在增加，所以C7的值不能取得太大；但C7的值也不能取得太小，过小的C7将造成被驱动的IGBT快速降栅压后关断，这有可能导致回路中的电感因被驱动的IGBT快速关断，而引起过高的di/dt产生尖峰过电压Ldi/dt击穿被驱动的IGBT，所以C7的取值要适当，一般推荐使用值为510～1500pF。　　引脚16：内置静电屏蔽层的高速光耦合器阴极连接端。应用中，直接接用户脉冲形成部分的输出(当引脚17通过电阻接正电源时)，亦可直接接控制脉冲形成部分的地(当引脚17接脉冲形成部分的脉冲输出时)。　　引脚17：内置静电屏蔽层的高速光耦合器阳极连接端。应用中，通过一电阻接正电源，亦可通过一电阻接用户脉冲形成单元输出端，要求提供的电流幅值为12mA，无论是接用户脉冲形成部分的输出还是接正电源，串入的电阻值可按下式计算： R=(VIN-2V)/12mA (kΩ) 二、工作原理 　　HL402原理框图如图2所示。图中，VL1为带静电屏蔽的光耦合器，它用来实现与输入信号的隔离。由于它具有静电屏蔽，因而显著提高了HL402抗共模干扰的能力。图中V2为脉冲放大器，晶体管V3、V4实现驱动脉冲功率放大，V5为降栅压比较器，正常情况下由于引脚9输入的IGBT集电极电压VCE不高于V5的基准电压VREF，V5不翻转，晶体管V6不导通，故从引脚17、16输入的驱动脉冲信号经V2整形后不被封锁。该驱动脉冲经V3、V4放大后提供给被驱动的IGBT使之导通或关断，一旦被驱动的IGBT退饱和，则引脚9输入的集电极电压取样信号V