新型IGBT MOS驱动模块SKHI2122

-2-《国外电子元器件》1997年第8期1997年8月
图1S KH I21/22电路框图S KHI21/22混合双路I G B T 、MOSF E T
驱动器是德国西门康(SEM I KRON )公司生产的专用新型I G B T 和MOSF E T 混合驱动器。

它有两路驱动器,可以直接驱动I G B T 半桥模块,典型工作频率为17k Hz 。

输入为CMOS 兼容型,内部有V CE 监控和自动关断电路,可提供有效的短路保护,具体见电路框图1。

在驱动半桥模块时,驱动器自动双路互锁,防止发生直通,并向用户提供“错误
(Error )”锁存信号。

并且由于其采用变压器
隔离技术,驱动多路信号均只需要一路电源,
是U PS 、电焊机和逆变器应用中理想的I G 2
B T 或MOSF E T 驱动模块。

S KHI21和S KHI22的内部电路结构基本相同,二者的区
别也在于电流应用对象不同,S KHI21用于驱动SEM I KRON 公司自己生产的I G B T ,而
S KHI22可用于驱动各种I G B T 模块,不过这二者都只能驱动200A 以下的I G B T 模块。

1、驱动器的内部结构和引脚功能
S KHI 21/22的引脚及尺寸图如图2所
示。

各引脚功能如下:
V S :电源输入端;GND :电源地端;V IN 1、V IN 2:两路信号输入端;
图2S KH21/22引脚及尺寸图
●新特器件应用
性能优良的混合双I G B T 、MOSF E T 驱动器S KH I21/22
重庆通信学院电源技术系
张海呈
朱桂斌
卜凤生
景春光
摘要:德国西门康(SEM I KRON )公司生产的S KHI21/22混合双路I G B T MOSF E T 驱动器具有先进的监控电路,可有效防止I G B T 损坏。

本文着重介绍了其内部结构功能和部分典型参数。

关键词:混合双路驱动器I G B T
互锁电路
-3-
图3
脉冲传输特性图
性能优良的混合双I G B T 、MOSF E T 驱动器S KHI21/22
Error :错误信号输出端,此控制端低电
平有效;
V C E :I G B T 的C 、E 间电压监控端;C C E 、E :用于外部设置门限电压V C Estat ,
E 端接I G B T 的E 端或S 端(MOS
F E T );
G O N 、G O FF :
设定I G B T 开关速度的控制端。

2、主要参数
电源电压V S :15±0.6V ;电源电流I S :≥160mA (85℃,V S =15V )。

输入信号电压:V IN +=12.9V (min )
V IN
-
=2.1V (max );
输入信号电流:Ii -0.34mA ;输出导通电压:+15V ;
输出关断电压:0/-15V (S KHI21/22);单路输出平均电流:I ou tavm ax =40mA ;单路输出峰值电流:I Gon /o f f <3.3A ;最大脉冲频率:100k Hz ;典型信号延迟时间:1μs (输入到输出关信号);1μs (错误输入到错误信号输出);
1μs +t TD (输入到输出开信号);
耐压:2500V RM S (初级到次级);
1500V RM S (次级两输出端之间);工作温度:-40℃～+85℃;
初次级最大电压变化率:25kV /μs 。

3、主要功能描述
3.1脉冲隔离驱动功能
作为驱动器,脉冲隔离驱动是它的基本
功能。

由图1知,当信号经V IN 1、V IN 2进入驱动器后,经过输入施密特触发器,对脉冲进行整形,此触发器有较大的阈值电压回差(V IN +=12.9V ,V IN -=2.1V ),因此具有较强的抗干扰能力。

整形后的脉冲经一与门后进入隔离变压器初级,在其次级得到与输入脉冲同相的驱动信号,具体传输特性见图3。

同时由于采用了隔离变压器技术,因此整
个驱动器用一路电源即可将两路脉冲信号进行隔离驱动。

同样,多路信号也可以只用一
路电源,选用多个SH KI21/22系列驱动器即可完成隔离驱动功能。

整块驱动器采用了模块的封装形式,可以同时驱动两路信号。

只用一路时,使用输出
1,输出2的V C E 2(S1)端和E 2(S0)端短接。

3.2内锁电路
内部具有双I G B T 互锁电路,以防止两路信号同时为开态,一路I G B T 关信号同另一路I G B T 的开信号互锁的典型时间t TD =2.7μs ,避免I G B T 半桥直通,详见图3。

3.3窄脉冲抑制
如果开关脉冲过窄,脉冲变压器则不能充分充磁,且其输出端的耦合电容也不能充分充电,这样,驱动器输出端触发器
(fli p 2flo p )将保持原状态。

窄脉冲抑制功能可
以确保只能传送有效触发脉冲。

3.4错误监控与存贮
S KHI21/22的电路监控器主要有V S
监控和V C E 监控。

3.4.1电源监控
驱动器电源电压V S 最小值为13V ,如果低于该值,即产生错误信号,从而封锁I G 2B T 驱动脉冲,电源达到其正常值(15V )
-4-《国外电子元器件》1997年第8期1997年8月
图5V CE stat 与R CE 关系曲线
图4
典型应用电路图4μs 以后,才允许输入脉冲。

3.4.2V C E 监控
V C E 监控主要用于监视I G B T 开态时集
电极和发射极间的电压V C E ,V C E 的门限为
10V 。

如果I G B T 的C 、E 间电压超出参考电
压V C E re f ,输出信号会立即为零,V C E re f 是可
变的。

I G B T 开启的瞬间高电压是允许的,利用“reset ”信号可把V C E re f 设置成这个电压,参考电压V C E re f 的稳态电压值V C E re f 则用外接电阻R CE (连接在引脚C C E 和E 之间)设置但不能超过10V ,并联在R C E 两端的电容C C E 可用来增加V C E re f 的延迟时间常数,此时间即为控制I G B T 开通到V C E 监控激活的最小时间。

当I G B T 的C 、E 间电压超过V C E re f
t m in 时间后,V C E 监控才起作用。

3.4.3Error 存贮
错误存贮单元可对错误监控电路提供的信号进行存贮,一旦有“错误存贮”将同时阻塞对两个I G B T 的开脉冲,当错误监控电路无脉冲输出且双路输入均为零时,错误存贮才能被清除,错误存贮信号送至“Error ”端子并可连接至控制电路。

在错误监控电路中,有一个禁止脉冲发生器,主要用于区别形状信号和错误信号,它使错误监控功能只在形状脉冲上升沿才能起作用。

因为脉冲变压器在充磁时初级会增加
一个负向尖峰,如果没有禁止脉冲,该负向尖
峰电压将触发错误监控电路。

4、典型应用电路
信号经过驱动模块功率放大后,分别送
到接成半桥形式的两个I G B T 的C 、E 端。

其典型电路如图4所示。

4.1R TD 的选择
在一些特定电路中,需要更长的内部互锁时间,即通过在R TD 端外接电阻来实现。

由两个外接电阻R TD 设置信号延迟时间,电阻接在引脚R TD 和V S 之间,其典型时间t TD =2.7+0.13×R TD ,R TD <100k Ω。

式中,R TD 单位为k Ω。

4.2R C E 、C C E 的选择
①V C Estat 的选择参见图5。

②根据公式计算R C E (R C E >10k Ω),计算公式为:
V C Est at (V )=
9・R CE (k Ω)-2510+R CE (k Ω)
③选择t m in (t m in 小于10μs )④根据公式计算C C E (C C Em ax =2.7n F )
t m i n =C CE (n F )・10R CE (k Ω)10+R CE ・l n
15-V CEstat (V )10-V CEstat
典型参数:R TD =0,R C E =24k Ω,
C C E =330p F ,V C Estat =5.6V ,t m in =1.75μs
4.3R O N 、R O FF 的选择
外接电阻R O N 用于设置I G B T 开启速
度,R O N 越大开启速度越低,且空程二极管
-5-●新特器件应用
1、MC145442/MC145443简介
MC145442/MC145443是低速CMOS 型单片调制解调器,其波特率为300b p s,片上包含了调制器和解调器。

MC145442和MC145443都支持300波特率的全双工或半双工通信。

它们内部都有双工电路,通过变压器耦合便可直接在电话线路上通信。

主要特性:
●MC145442与CCI T T V2.1标准兼容;
●MC145443与B ELL103标准兼容;
●片内有一个低频段带通滤波器(以下简称低带带通滤波器)和一个高频段带通滤波器(以下简称高带带通滤波器);
●可实现单工、半双工和全双工通信;
●可工作于呼叫模式或应答模式;
●可自己构成环路实现自测试;
●有载波检测电路;
●发送信号的电平(即幅度)和载波检测的延时时间可调;
●片内具有晶体振荡电路;
●单一的+5V电源;
●具有低功耗模式;
●内部具有半电压V DD/2发生器;
●驱动能力:在线路负载为600Ω时,输出功率可达-9dBm。

●工作环境温度范围:对于双列直插式塑料封装的产品(后缀为P)和扁平封装的产品(后缀为DW)均为-40～+85℃。

图1为MC145442/MC145443的结构框图。

2、引脚说明
图2为MC145442/MC145443引脚图,各引脚功能如下:
V DD(脚6):供电电压正极。

该脚通常接+5V。

V S S(脚12):供电电压负极。

该脚通常接0V(即地)。

V A G(脚19):模拟地。

该脚被内部偏置到(V DD-V S S)/2。

V A G与V S S脚之间、V A G 与V DD脚之间必须加一个0.1μF左右的退耦电容。

V A G是解调器中的开关电容滤波器
单片调制解调器MC145442/MC145443
西安邮电学院通信技术研究所葛茂
摘要:MC145442/MC145443是Motorla公司生产的300波特单片FS K调制解调器,支持全双工通信,内部电路完善,使用灵活方便,本文介绍了该芯片的特性、引脚说明,并阐述了它的应用方法。

关键词:调制解调波特率呼叫应答
单片调制解调器MC145442/MC145443
反向恢复峰值电流减小;外接电阻R O FF用于设置I G B T关断速度,R O FF越大,关断越慢,且寄生电感两端电压下降。

典型值:R O N m in=3.3Ω,R O FFm in=3.3Ω4.4I G B T模块过温保护电路的连接
模块温度监控可由Error端与GND端连接双金属热保护器实现。

超过标定温度时,保护器触点打开,使Error端有错误信号输出。

咨询编号:970801。