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用于隔离栅双极性晶体管（IGBT）的富士混合IC驱动器 |
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使用说明
1.介绍 2.特点
3.应用 4.综合图表 5.尺寸
6.功能方框图 7.额定值和特性 8.应用电路
9.操作 10.注意 11.操作波型
| 一、介绍
隔离栅双极性晶体管(IGBT）正日益广泛地应用于小体积，低噪音，高特性的电源，逆变器，不间断电源（UPS）以及电机速度控制装置之中。用于IGBT的富士混合IC驱动器吸取了IGBT的全部优点而开发。
二、特点
- 不同的系列
标准系列：最大 10kHz运行
高速系列：最大 40kHz运行
这些系列包括了全部 IGBT产品范围
- 内装用于高隔离电压的光耦合器：2500VAC一分钟
- 单供电操作
- 内装过流保护电路
- 过流保护输出
- 高密度安装的SIL封
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| 三、应用
- 通用逆变器和电机控制
- 伺服控制
- 不间断电源（UPS）
- 电焊机
| IGBT
|
600V
IGBT drive |
1200V
IGBT drive |
| 150A
|
400A
|
75A
|
300A
|
| 标准型
|
EXB850 |
EXB851 |
EXB850 |
EXB851 |
| 高速型 |
EXB840 |
EXB841 |
EXB840 |
EXB841 |
注： 1．标准型：驱动电路信号延迟；大到
4μs（最大）
2．高速型：驱动电路信号延迟；大到 1.5μs（最大）
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五． 尺寸，mm
EXB850/EXB840
 |
EXB851/EXB841
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六 ． 功能方框图
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| 脚
码 |
说明 |
| ① |
连接用于反向偏置电源的滤波电容 |
| ② |
电源（+20V） |
| ③ |
驱动输出 |
| ④ |
用于连接外部电容，以防止过流保护电路误动作（绝大部分场合不需要电容。） |
| ⑤ |
过流保护输出 |
| ⑥ |
集电极电压监视 |
| ⑦ ⑧ |
不接 |
| ⑨ |
电源（ov） |
| ⑩ ⑾ |
不接 |
| ⒁ |
驱动信号输入（-） |
| 驱动信号输入（+） |
|
七． 额定参数和特性
| 项目
|
符号
|
条件
|
额定值
|
单位
|
| EXB850
EXB840
《中容量》 |
EXB851
EXB841
《大容量》 |
| Supply
voltage供电电压 |
Vcc
|
|
25 |
V
|
| 光耦合器输入电流 |
Ii
|
|
10 |
MA |
| 正向偏置输出电流 |
Ig1
|
PW=2μs duty at
0.05 or less |
1.5 |
4.0 |
A
|
| 反向偏置输出电流 |
Ig2
|
PW=2μs duty at 0.05 or less |
1.5 |
4.0 |
A |
| 输入／输出隔离电压 |
VISO
|
AC 50/60Hz, 1miute |
2500 |
V
|
| 工作表面温度 |
Tc
|
|
-10 to +85 |
oC |
| 存贮温度 |
Tstg
|
|
-25 to +125 |
oC
|
| 项目
|
符号
|
推荐工作条件
|
单位
|
| 标准型
|
高速型
|
| EXB850
|
EXB851
|
EXB840
|
EXB841
|
| 供电电压 |
Vcc
|
20 ± 1 |
V |
| 光耦合器输入电流 |
Ii
|
5 |
10 |
mA
|
| 项目
|
符号
|
条件
|
额定参数
|
单位
|
| EXB840，EXB841
（高速） |
EXB850，EXB851
（中速） |
| Mi
|
Typ
|
Max
|
Mi
|
Typ
|
Max
|
| Turn-on time 1 导通时间 |
ton |
Vcc=20V, IF=5mA |
|
|
1.5 |
|
|
2.0 |
μsec |
| Turn-on
time 2 导通时间 |
toff |
Vcc=20V,
IF=5mA |
|
|
1.5
|
|
|
4.0
|
μsec
|
| 过流保护电压 |
tocp |
Vcc=20V, IF=5mA |
|
7.5 |
|
|
7.5 |
|
V |
| 过流保护延迟 |
tocp |
Vcc=20V,
IF=5mA |
|
|
10
|
|
|
10
|
μsec
|
| 延迟 |
tALM |
Vcc=20V, IF=5mA |
|
|
1 |
|
|
1 |
μsec |
| 反向偏置电源电压 |
tRB |
Vcc=20V |
|
5
|
|
|
5
|
|
V
|
注：EXB850和EXB851（中速）需应用电路所示的IF过驱动。
| 八． 应用电路
1. EXB850应用电路
EXB850为混合IC，能驱动高达150A的600V IGBT和高达75A的1200V IGBT由于驱动电路的信号延迟＜μS，所以此混合IC适用于高达大约10kHz速度的开关操作。
使用此混合IC时，请注意以下方面：
- IGBT栅射极驱动回路接线必需小于1m
- IGBT 栅射极驱动接线应为绞线。
- 如在IGT集电极产生大的电压尖脉冲，那么增加IGBT栅串联电阻（RG）。
- 33μF（＃）电容器吸收由电源接线阻抗而引起的供电电压变化。它不是电源滤波器电容器。
|
推荐的栅电阻和电流损耗
| IGBT 额定值
|
600V |
10A |
15A |
30A |
50A |
75A |
100A |
150A |
| 1200V
|
- |
8A |
15A |
25A |
- |
50A |
75A |
| RG |
250 Ω |
150 Ω |
82 Ω |
50 Ω |
33 Ω |
25 Ω |
15 Ω |
| Icc |
5kHz |
24mA |
|
24mA |
|
26mA |
| 10kHz |
24mA |
|
25mA |
|
29mA |
| 15kHz
|
25mA |
|
27mA |
|
32mA |
2. EXB851应用电路
EXB851是混合IC，能驱动高达400A的600V IGBT和高达300A的1200V
IGBT。因为驱动电路信号延迟≤ 4μs，所以此混合IC适用于高约10kHz的开关操作。使用此混合IC时，请注意以下方面：
- IGBT的栅射极驱动回路接线必需小于1米。
- IGBT的栅射极驱动接线应为绞线。
- 如果在IGBT的集电极产生大的电压尖脉冲，那么增加IGBT的栅串联电阻（RG）。
- 47μF（＃）电容器吸收由电源接线阻抗引起的供电电压变化。它不是电源滤波器电容器。
推荐的栅电阻和电流损耗
| IGBT 额定值
|
600V |
200A |
300A |
400 A |
|
| 1200V |
100A |
150A |
200A |
300A |
| RG |
12 Ω |
8.2 Ω |
5 Ω |
3.3 Ω |
| Icc |
5kHz |
27mA |
29mA |
30mA |
34mA |
| 10kz |
31mA |
34mA |
37mA |
44mA |
| 15kHz |
34mA |
39mA |
44mA |
54mA |
| 3. EXB840应用电路
EXB840是混合IC能驱动高达150A的600V IGBT和高达75A的1200V
IGBT。因为驱动电路信号延迟≤1μs，所以此混合IC适用于高约40kHz的开关操作，当使用此混合IC时请注意以下方面：
- IGBT的栅射极驱动回路接线必需小于1米。
- IGBT的栅射极驱动接线应用绞线。
- 果在IGBT的集电极产生大的电压尖脉冲，那么增加IGBT的珊串联电阻（RG）。
- 33μF（＃）电容器吸收由于电源接线阻抗而引起的供电电压变化。它不是电源滤波器的电容器。
|
推荐的栅电阻和电流损耗
| IGBT额定位 |
600V |
10A |
15A |
30A |
50A |
75A |
100A |
150A |
| 1200V |
- |
8A |
15A |
25A |
- |
50A |
75A |
| RG |
250 Ω |
150 Ω |
82 Ω |
50 Ω |
33 Ω |
25 Ω |
15 Ω |
| Icc |
5kHz |
17mA |
|
17mA |
|
19mA |
| 10kHz |
17mA |
|
18mA |
|
22mA |
| 15kHz |
18mA |
|
20mA |
|
25mA |
| 4. EXB841应用
EXB841是混合IC能驱动高达400A的600V IGBT和高达300A的
1200V IGBT。因为驱动电路信号延迟≤ 1μs，所以此混合IC适用于高约40KHZ的开关操作。当使用混合IC时注意如下方面：
- IGBT的珊射极驱动回路接线一定要小于1米。
- IGBT的栅射驱动接线应为绞线。
- 如果在IGBT集电极产生大的电压尖脉冲，那么增加IGBT的珊串联电阻（RG）。
- 47μF（＃）电容器吸引由于电源接线附抗引起的供电电压变化。它不是电源滤波器的电容器。
|
推荐的栅电阻和电流损耗
| IGBT额定位 |
600V |
200A |
300A |
400 A |
|
| 1200V |
100A |
150A |
200A |
300A |
| RG |
12 Ω |
8.2 Ω |
5 Ω |
3.3 Ω |
| Icc |
5kHz |
20mA |
22mA |
23mA |
27mA |
| 10kHz |
24mA |
27mA |
30mA |
37mA |
| 15kHz |
27mA |
32mA |
37mA |
47mA |
九、操作 
- 概要
以下内部功能只使 IGBT获得最充分的应用。
- 信号隔离电路
- 驱动放大电路
- 过流检测器
- 低速过流切断电路
- 栅关断电源
- 信号隔离电路
具有高隔离电压的光耦合器用作信号隔离，因此此混合IC能被用在 480VAC为动力的设备上。因为驱动电路信号延迟依赖于光耦合器的特性，所以按照混合IC的规格来选择高速或通用光耦合器。
- 过流检测
IGBT能抵抗10μs的短路过流，所以必须有极快的保护电路。
此混合IC装有一个过流保护电路。按驱动信号与集电极电压之间的关系检测过流。
此混合过流检测的原理示于右图。当集电极电压高时，虽然加入开信号也认为存在过流。
| |
VCE低
|
VCE高
|
| 开信号 |
正常 |
过流 |
| 失信号 |
|
正常 |
- 低速过流切断电路
作为对过流的响应，低速切断电路慢速关断IGBT。
当以正常驱动速度切断过流时，产生的集电极电压尖脉冲足以损坏IGBT。
低速切断电路保护IGBT而被损坏。（低速切断电路对于≤10μs期间的过流不动作）。
- 栅关断电源
IGBT需要一个+15V开栅电压以获得一个低开电压，以及-5V关栅电压，以防止关状态时的错动作。
这是一个内装电路，可从20V供电产生恒电压，以实现IGBT栅关断。
不要外加电压到脚1。
十、注意
- 输入电路与输出电路分开
输入电路（光耦合器）接线远离输出电路接线以保证有适当的绝缘强度和高的噪音阻抗。
- 在推荐的操作条件下使用
如果遵守第7部分推荐的操作条件，IGBT工作最佳。
- 注意由于超过了IGBT栅电压；所以过高驱动供电电压会损坏IGBT，并且不足的驱动电压会不正常地增加IGBT的ON电压。
- 注意过高的输入电流会增加驱动电路的信号延迟，并且不足的输入电流会引起驱动电路操作不稳定。
- 注意不足的栅电阻能增加IGBT和稳流二极管的开关噪音。注意没能遵守推荐的操作条件的地方。
十一、操作波型
- EXB850
操作条件
Vcc=20V Iin=4mA IGBT模块
2MB150-060
 
 
- EXB841
操作条件
Vcc=20V Iin=4mA IGBT模块
2MB150-060
 
输入-输出波型
过流波型与EXB851一样
|
