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一文弄懂IGBT驱动_暗记_旗子

萌界大人物 2024-09-22 09:11:58 0

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“IGBT本来便是驱动电机的,为什么它自己还须要一个驱动?IGBT驱动到底是做什么的?”

这个问题说来大略,就像《极简电力电子学》中所说:“IGBT实质上便是一个电子开关,就好比你家里墙上的开关,按一下,开关闭合,电灯亮起;再按一下,电灯熄灭。

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当然,操作IGBT,不再是手,而是电子脉冲。
高电平来临时,器件开通;低电平来临时,器件就关断。
手动操作开关,可能一秒钟一两次,而我们的电子开关,一秒钟可以开关上万次,几十万次。

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(图片来自网络侵删)

那么这时候问题来了:掌握IGBT电子脉冲从哪儿来?

有的同学要举手了:我知道我知道!
掌握脉冲可以从MCU来!

非常棒!
你都会抢答了!

MCU就像我们的大脑,它掌握我们身体的一举一动。
但它发出的神经元旗子暗记非常微弱,根本无法按动开关。
以是大脑须要把这个旗子暗记传送给手,由手部肌肉运动来产生一定的力量,摁下开关。
IGBT的驱动便是掌握IGBT的、机动又有力量的“手”。

那么,旗子暗记从MCU到IGBT驱动芯片,中间都经历了什么?

首先

MCU的输出电流是mA级别,而IGBT须要的驱动电流可能达到几安培。
IGBT驱动要完成的紧张任务,便是作为一个放大器,放大电流。

其次

MCU输出电平一样平常是3.3V,而IGBT一样平常的驱动电压要达到15V。
IGBT驱动须要把3.3V旗子暗记转成15V旗子暗记。
而且这个15V,不是一样平常的15V。
IGBT一样平常事情在桥式电路中。
桥式电路会承受母线电压。
当电路不开关时,桥式电路的中点会承受一半的母线电压;在上管开通时,中点电位与母线电压相同。

这时上管IGBT驱动的事情,便是要在几百伏或上千伏的母线电压根本之上,再天生一个15V的电压旗子暗记来。
好比说MCU供应了一颗长在地上的小树苗,IGBT驱动的事情不只是要把小树苗变成大树,还要把它移植到高山上去。
听起来是不是很厉害!

末了

MCU 在低压侧,其供电电压一样平常为5V。
IGBT在高压侧,母线电压可达几千伏。
由于低压侧会有人机接口,以是绝对不能让高压侧高电压流窜到低压侧,给人体造成侵害!
有的时候,IGBT驱动须要有一定的电气隔离能力,做为低压侧和高压侧之间的樊篱,防止副边高压对原边操作的人体造成侵害。
如果IGBT驱动不具有绝缘能力的话,绝缘樊篱就要加在MCU与人机接口之间。

能完成以上功能的驱动,我们称之为紧凑型驱动。
比如英飞凌1ED X3 compact系列:

在有些运用处景下,驱动要供应丰富的保护功能。
首先,驱动器要长出一双“眼睛”(故障检测),不雅观察“电灯”(负载)或者“开关”(IGBT)运行是否正常。
如果负载有非常,故障检测急速发送旗子暗记给“大脑”MCU,MCU发指令给IGBT驱动,IGBT驱动关闭功率器件,避免炸机。
我们把具有保护功能的IGBT驱动IC称为增强型驱动。
IGBT驱动的保护功能包括欠压关断、短路保护、过压保护、过温保护、米勒钳位、软关断等。

这一类驱动,我们称之为增强型驱动芯片,代表产品有英飞凌1ED34x1MC12M:

英飞凌供应完全的功率器件+驱动芯片办理方案。

英飞凌驱动芯片技能有两类:非隔离型和隔离型。
非隔离型的驱动,利用的是level-shift电平转移技能,顾名思义,它能把平地上的“小树苗”移植到高山上去,但不具有绝缘能力。
个中,SOI是一种特殊的level-shift技能,它在绝缘的二氧化硅层上制作晶体管,杜绝了泄电流的产生,从而使驱动芯片具有很强的抗负压能力。

隔离型的驱动,既能完成电平转换,也具有原副边电气隔离的能力。
市情上常见的隔离技能有光隔离,磁隔离,容性隔离。
英飞凌隔离型驱动采取的是磁隔离技能,它利用两个线圈分别作为原边和副边的旗子暗记吸收器,二氧化硅作为中间的绝缘层,又叫做无磁芯变压器技能。

说到这里,不知道大家有没有创造一个有趣的征象,全体电力系统就像是一个层层放大的套娃:MCU发出的mA级微弱旗子暗记,经IGBT驱动芯片放大到几安培,驱动芯片后面可能还有一个booster电路将驱动电流放大到十几安培,这个电流再经由IGBT,可以放大到几百安乃至几千安的,从而举起矿石,升起电梯,驱动高铁。
IGBT驱动是全体系统中至关主要的一环。

刚刚打仗IGBT驱动芯片的小伙伴,面对琳琅满目的IC型号难免眼花缭乱。
实在选择得当的IGBT驱动芯片非常大略,英飞凌有在线的驱动IC选择工具,只须要输入系统的电压、电流、绝缘等级等大略信息,工具就会推送得当的产品了。

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