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再探IGBT驱动在逆变器上的应用-更新照片和原理图

经过一些项目的实际应用,发现IGBT做逆变器真的非常好,但是IGBT驱动的难题一直困扰。

现在终于有时间能够用一些比较好的驱动芯片,来配合SPWM,实现高性能的逆变输出了。

我找了很多关于IGBT的驱动芯片,比如PC929,A316J, A330,332之类的专用驱动光耦,这些芯片都是带VCE管压降探测的电路。

这些芯片都有其优点和缺点,光耦一般都限制了最高的传输的PWM频率,而且光耦有寿命老化的问题。

IGBT做逆变器上,需要非常好的保护,才能最大限度的发挥他的优势,不能保护的非常灵敏,否则最大功率受限制,启动一些负载就会发生保护,也不能不保护,否则IGBT比MOSFET更容易坏。

后来发现有一种很好的芯片出来了,那就是TI的ISO5500芯片,我之前看了它的规格书,很类似于A316J的驱动光耦,而且还是管脚基本兼容。我是被它的高速开关频率传输速度吸引了,可以上到500KHZ,我想这么高的开关频率做什么都足够了。

先放上它的DATASHEET:ISO5500 

看看他的典型特性:

 


下面慢慢补充,后面会有好东西上传,看看楼层盖的如何啦。

照片,看看老美干的这东西,居然用了4层板去搞。

 

 

 

下面是他的电路图,等有空,我在说说每个引脚的功能,和实际的测试波形,包括保护的机制。

 

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2012-11-13 15:36

坐沙发听讲

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天堂水
LV.5
3
2012-11-13 20:14
坐板凳听讲
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ceh168
LV.5
4
2012-11-13 21:09
好像台湾有一款射频传输的驱动性能也不错,而且价格不高,叫什么来着,什么8330好像
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古榕树
LV.4
5
2012-11-14 14:22
@ceh168
好像台湾有一款射频传输的驱动性能也不错,而且价格不高,叫什么来着,什么8330好像

占个位置听课

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zhouboak
LV.8
6
2012-11-14 19:31
@古榕树
占个位置听课

磁耦合的抗磁场干扰能力差,这是他的主要缺点。大型电源里的谐波分量的频带很宽,串扰很大。大功率开关管开通关闭时还有很大的辐射磁场,会形成空间辐射干扰。用光电的就没有这个问题。但要注意温度。光电式的在100度以上,传输延时会明显增大

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ddddd6666
LV.1
7
2012-11-14 21:42
想知道,LZ不要卖关子了。
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2012-11-16 13:30

期待张工更新 后面的更精彩 哈哈~~

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竹筏艇
LV.6
9
2012-11-16 13:30
来取经来了。
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samsung陈
LV.8
10
2012-11-16 13:48

请问张工这个ISO5500是光耦吗,看内部电路很复杂的,隔离部份好像不是光耦的,还自带压降探测了,如果用这个做驱动是不是不要其它额外的短路保护了呢?

这东相贵不贵啊,做个H桥用四片成本也不低啊

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dulai1985
LV.10
11
2012-11-16 13:58
@samsung陈
请问张工这个ISO5500是光耦吗,看内部电路很复杂的,隔离部份好像不是光耦的,还自带压降探测了,如果用这个做驱动是不是不要其它额外的短路保护了呢?这东相贵不贵啊,做个H桥用四片成本也不低啊
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dulai1985
LV.10
12
2012-11-16 14:07
@天堂水
坐板凳听讲
这么高的频率啊~牛片~~
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jchy
LV.3
13
2012-11-16 14:15

路过

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dulai1985
LV.10
14
2012-11-16 14:26
@dulai1985
[图片]

是个驱动光耦的芯片,哈哈

然后通过光耦驱动IGBT~是这样理解吗??

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竹筏艇
LV.6
15
2012-11-16 14:35
@dulai1985
是个驱动光耦的芯片,哈哈然后通过光耦驱动IGBT~是这样理解吗??
正解,也就是所谓的隔离驱动的一种。
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yitt
LV.9
16
2012-11-16 15:00
@jchy
路过
顶贴   学习
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lizlk
LV.10
17
2012-11-16 18:12
@samsung陈
请问张工这个ISO5500是光耦吗,看内部电路很复杂的,隔离部份好像不是光耦的,还自带压降探测了,如果用这个做驱动是不是不要其它额外的短路保护了呢?这东相贵不贵啊,做个H桥用四片成本也不低啊

他是电容隔离式的一种芯片,比光耦更加好,光耦上不到的频率他很容易做上去。而且没有寿命衰减问题。

现在业界集成在IC的封装的隔离技术有几种:

1,光耦隔离,代表性的厂家有安华高。

2,硅隔离器件,代表公司有SL公司,这个我在批量用了,非常不错,只是对电源异常铭感。

3,CLT技术,这是英飞凌的东西,就东是无磁芯变压器技术,这个在一些高端的产品上见得多。

4,磁隔离技术,ADI的东西,也是非常好的东西。

5,电容隔离技术,就是TI在弄的一些东西。

从2-5的这几个技术的产品,完全突破原来光耦隔离的一些弊端,可以将IC做的非常小,速度提高很多很多,基本忽略传输延迟和低脉冲丢失的问题。

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lizlk
LV.10
18
2012-11-16 18:15
@ceh168
好像台湾有一款射频传输的驱动性能也不错,而且价格不高,叫什么来着,什么8330好像
SI8220,这是SL公司的。硅隔离器件。
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samsung陈
LV.8
19
2012-11-16 18:19
@lizlk
他是电容隔离式的一种芯片,比光耦更加好,光耦上不到的频率他很容易做上去。而且没有寿命衰减问题。现在业界集成在IC的封装的隔离技术有几种:1,光耦隔离,代表性的厂家有安华高。2,硅隔离器件,代表公司有SL公司,这个我在批量用了,非常不错,只是对电源异常铭感。3,CLT技术,这是英飞凌的东西,就东是无磁芯变压器技术,这个在一些高端的产品上见得多。4,磁隔离技术,ADI的东西,也是非常好的东西。5,电容隔离技术,就是TI在弄的一些东西。从2-5的这几个技术的产品,完全突破原来光耦隔离的一些弊端,可以将IC做的非常小,速度提高很多很多,基本忽略传输延迟和低脉冲丢失的问题。
这个ISO5500看图上是带有同步压降探测的,那么缓降栅功能也有了吧

什么时候用上示波器差分探头的技术就更牛了

张工不说,真还不知道有这么多的隔离技术了

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dulai1985
LV.10
20
2012-11-16 18:26
@lizlk
他是电容隔离式的一种芯片,比光耦更加好,光耦上不到的频率他很容易做上去。而且没有寿命衰减问题。现在业界集成在IC的封装的隔离技术有几种:1,光耦隔离,代表性的厂家有安华高。2,硅隔离器件,代表公司有SL公司,这个我在批量用了,非常不错,只是对电源异常铭感。3,CLT技术,这是英飞凌的东西,就东是无磁芯变压器技术,这个在一些高端的产品上见得多。4,磁隔离技术,ADI的东西,也是非常好的东西。5,电容隔离技术,就是TI在弄的一些东西。从2-5的这几个技术的产品,完全突破原来光耦隔离的一些弊端,可以将IC做的非常小,速度提高很多很多,基本忽略传输延迟和低脉冲丢失的问题。
原来是这样啊,我说错啦。师父~~~
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dulai1985
LV.10
21
2012-11-16 18:26
@yitt
顶贴  学习
必须好好学习~~~
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lizlk
LV.10
22
2012-11-16 18:35
@samsung陈
这个ISO5500看图上是带有同步压降探测的,那么缓降栅功能也有了吧什么时候用上示波器差分探头的技术就更牛了张工不说,真还不知道有这么多的隔离技术了

是的,带有VCE电压检测,是有软关闭的功能。

上次电源网开会,搞笑的是好像那个高压差分探头被TI的人给获得了,真羡慕他,呵呵。



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ceh168
LV.5
23
2012-11-16 18:38
@lizlk
是的,带有VCE电压检测,是有软关闭的功能。上次电源网开会,搞笑的是好像那个高压差分探头被TI的人给获得了,真羡慕他,呵呵。
张工,看来我的TLP250要抛弃啦,让你说的动心了啊
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samsung陈
LV.8
24
2012-11-16 18:42
@ceh168
张工,看来我的TLP250要抛弃啦,让你说的动心了啊
没那么简单,这东西性能如此之好,价钱必定吓人,一个H桥用四片,一般人用不起
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lizlk
LV.10
25
2012-11-16 18:53
@samsung陈
[图片]没那么简单,这东西性能如此之好,价钱必定吓人,一个H桥用四片,一般人用不起
不是的,H桥的话,看PWM的方式,如果逆变上,只要2个就可以了。呵呵。
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samsung陈
LV.8
26
2012-11-16 19:12
@lizlk
不是的,H桥的话,看PWM的方式,如果逆变上,只要2个就可以了。呵呵。

那还有两个是用其它驱动吗,这个IOS5500的推荐电路用+-15V,超过一般的+15-5了

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lizlk
LV.10
27
2012-11-16 19:20
@samsung陈
[图片]那还有两个是用其它驱动吗,这个IOS5500的推荐电路用+-15V,超过一般的+15-5了

那是规格书上的,其实他不要负压都可以的。-5v肯定足够好了。

其他2个共地的话,直接用三极管都OK呀,不要专用芯片了,呵呵。

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dulai1985
LV.10
28
2012-11-16 19:25
@lizlk
是的,带有VCE电压检测,是有软关闭的功能。上次电源网开会,搞笑的是好像那个高压差分探头被TI的人给获得了,真羡慕他,呵呵。
这也可以啊,TI的人还这个东西~~
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chendelei
LV.8
29
2012-11-16 21:01
顶.问下楼主富士的IGBT可以工作在多少频率?
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dulai1985
LV.10
30
2012-11-16 22:01
@chendelei
顶.问下楼主富士的IGBT可以工作在多少频率?
,师父你用过富士的IGBT吗?
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dulai1985
LV.10
31
2012-11-16 22:45
@dulai1985
[图片],师父你用过富士的IGBT吗?
ISO5500 是一款用于IGBT 和MOSFET 的隔离式栅极驱动器,额定功率高达IC=150A 和
VCE=1200V。输入TTL 逻辑和输出功率级由一个电容、二氧化硅(SiO2),隔离栅隔离开来。当与隔离式电源配合
使用时,这些器件可以阻止高电压、隔离接地,并防止噪声电流进入本地接地和干扰或损坏敏感的电路。
在一个欠压闭锁电路(UVLO) 监视输出电源的同时,此器件为IGBT 和MOSFET 提供过流保护(DESAT) 功能以保
证足够的栅极驱动电压。如果输出电源电压下降至低于12V,通过将栅极驱动输出驱动至一个逻辑低电平状
态,UVLO 将功率晶体管关闭。
对于一个DESAT 故障,在防止较大di/dt 感应电压尖峰出现的同时,ISO5500 启动一个软关断过程来将
IGBT/MOSFET 电流缓慢减少至零。然后穿过隔离隔栅发送一个故障信号,有效驱动开漏FAULT输出低电平并且
禁用器件输入。输入在FAULT引脚为低电平的时间内被阻断。在输入针对一个输出低电平状态进行配置之
前,FAULT保持低电平,随后是一个RESET引脚上的逻辑低电平输入。
ISO5500 采用一个16 引脚小外形尺寸集成电路(SOIC) 封装,额定运行温度范围为-40°C 至125°C。
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