2SD315AI-33模块是瑞士CONCEPT公司生产的SCALE系列驱动器之一,是驱动和保护大功率IGBT的专用集成驱动模块,内部集成有过流保护电路。它有两个驱动输出通道,适合两个单管或一个半桥式的双单元IGBT模块。作为半桥驱动器的时候,可以非常方便改变外接的RC死区设置环节来设置死区时间。
1.1 2SD315AI-33驱动模块内部结构
2SD315AI-33模块内部结构框图如图1所示,包含两路IGBT驱动电路。内部电路可以分为3大功能部分:第一功能部分是LDI主要接收来自控制侧的信号,经过处理后送给下一级IGD;并将IGD通过隔离变压器传送过来的短路、过流等信号处理之后送给控制电路。第二功能部分是IGD主要接收来自LDI的控制信号并输出驱动脉冲;同时,它还负责检测过流、短路等故障。第三功能部分是是输出与输入相隔离的DC/DC变换器,为IGD驱动提供两路隔离电源。
1.2 2SD315AI-33的主要特点
(1)可选择的工作模式和死区设置
2SD315AI-33驱动模块有两种工作模式,即直接模式和半桥模式,靠模式选择端MOD来决定。当模式选择端MOD外接高电平VCC的时候就选择了直接工作模式。在直接模式中两个驱动通道是相互独立的,INA 和INB分别为两个通道的输入,SO1 和SO2分别是两个通道工作状态输出端。这种工作模式下死区时间设置端RC1、RC2 一定要同时接地。如果MOD端子接地,则选择了半桥工作模式。半桥模式工作时,该驱动器同时驱动一个桥臂上的两个IGBT,此时死区时间设置端根据需要外接RC电路以产生所需要的死区时间。在半桥工作模式下,INA为PWM输入信号,2SD315AI-33模块将INA的输入信号分为两路互补并加入了死区的驱动信号,送给一个桥臂的上下管。INB为保护信号。
(2)短路过流保护
2SD315AI-33驱动器内部集成了过流保护电路,通过集电极检测电路来保护功率半导体器件。每个通道检测功率半导体Vce饱和导通压降,由于饱和导通压降Vce和Ic近似成正比例关系,通过检测Vce就可以判断回路是否短路或过流。需要注意的是输出端子Cx不能直接连接到主回路的集电极上,必须通过一个或两个串联在一起的反向二极管来保护测量端,一般选用1N4007作为串联使用的二极管。通过比较检测到的电压Vce和预设的阈值保护电压来确定是否过流,如发生过流则 和 输出过流保护信号,同时发出封锁信号封锁输出,封锁时间大约有1s左右的时间。
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