全球領先的功率管理技術公司IR日前發布了一系列帶有完備保護功能的高壓IGBT控制集成電路。與基于光耦或變壓器的分立元件的傳統方案相比,新方案除了功能先進之外,噪聲免疫力更高,并將使用元器件數減少30%,占用的電路板面積縮減一半。新推出的IC系列包括1200V及600V的柵極驅動集成電路及電流傳感接口集成電路,應用領域為換向電機驅動器、通用換向電路、開關電源SMPS和不間斷電源UPS。
IR中國及香港銷售總監嚴國富指出:采用IR高壓IC技術開發的新型柵極驅動及傳感IC實現了在微小電路上整合過去只有高端設備才具備的完備功能,如接地失效保護等。這一新器件將為低端工業應用和伺服驅動,以及其他必須嚴格控制成本的電器開辟了嶄新的開發路徑。
采用IGBT或MOSFET進行功率轉換,必須對短路、過流和接地錯誤等進行保護。為完成保護功能,除了保護電路之外,還必須對錯誤狀態通過傳感元件進行檢測。IR此次發布的驅動IC和傳感IC滿足了上述要求,同時減少了使用元件的數量,簡化了電路。
適宜工業應用的1200V HVIC
共有5款采用IR的HVIC技術開發的1200V柵極驅動器。
IR22381是一款模擬三相IGBT柵極驅動器。死區時間僅為0.5微秒,比類似的光耦驅動器快十倍。IR22381還大幅減少了溫度漂移以及器件性能隨時間而發生的變化。
集成退飽和功能提供了所有的過流保護模式,包括接地、穿通和相間短路保護。過流狀態可觸發軟關斷,隨即關斷所有六路輸出。器件帶有一個關斷輸入,可用來定制關斷功能。IR22381還帶有可編程死區時間,輸出驅動器帶有獨立的開通和關斷管腳,并具備兩級輸出開通,以獲得需要的IGBT dv/dt開關水平。電壓反饋提供了精確測量,自舉電源功能省卻了對輔助電源的需要。
IR2277和IR22771是一組用于電機驅動的高速單相電流傳感IC,帶有同步采樣功能。電流通過一個外置分流電阻檢測,用一個精密的雙斜率系統將模擬電壓值轉化為離散的時間序列值。該時間序列經過電平轉換,毋需附加邏輯電路,即可提供適于DSP和模數接口的數字PWM輸出。最大采樣速率為每秒40k,適用于最高頻率20kHz的非對稱PWM調制,20kHz頻率下的最大延遲為7.5微秒。器件還帶有一個雙向電平轉換噪聲免疫電路,可抗最高達50V/ns的共模dv/dt噪聲。IR2277提供模擬輸出及PWM輸出,IR22771只提供PWM輸出。
IR2214和IR22141用于驅動功率開關半橋電路和三相380V交流電路,80°C時最大電流50A。與光耦方案相比,IR2214和IR22141柵極驅動器在使用中更穩定,并提供了參數匹配功能,如高低端通道的傳輸延遲、死區時間插入等。其高端靜態電流很低,并可用以啟動節省空間和成本的自舉電路。多相應用時,IGBT退飽和的錯誤反饋可自動關斷IGBT。IR2214帶有高低端退飽和檢測及內部電阻偏置, IR22141帶有有源退飽和二極管偏置。IR2214和IR22141可通過專用管腳相連,防止系統的相間短路。輸入和輸出管腳與3.3V CMOS閾值兼容,簡化了與微處理器的接口。獨立的電源地和信號地管腳可實現發射極分流器配置,簡化了對低端IGBT電流的檢測。器件采用SSOP-24封裝。
適宜電器應用的600V HVIC
考慮到電器的馬達驅動以及更廣泛的通用換向電路應用,IR還推出了1200V HVIC的600V版本。其中,IR21381為模擬三相驅動器,類似于IR22381。IR2177和IR21771分別是IR2277和IR22771的600V版本。IR2114和IR21141分別是IR2214和IR22141的600V版本。