M57962L模塊的分析

M57962AL是一種14腳單列直捕式結(jié)構(gòu)的厚膜驅(qū)動(dòng)模塊，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。它由光耦合器、接口電路、檢測(cè)電路、定時(shí)復(fù)位電路以及門關(guān)斷電路組成，驅(qū)動(dòng)功率大，町以驅(qū)動(dòng)600A/600V及400A/l200V等系列IGBT模塊。

M5796AL具有高速的輸入輸出隔離，絕緣電壓也可達(dá)到AC 2500V/min；輸入電平與TTL電平兼容，適于單片機(jī)控制；內(nèi)部有定時(shí)邏輯短路保護(hù)電路，同時(shí)具有延時(shí)保護(hù)特性；采用雙電源供電方式，相對(duì)于EXB84l來(lái)說(shuō)，雖然多使用一個(gè)電源．但I(xiàn)GBT可以更可靠地通斷。典型應(yīng)用圖如圖4所示。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過(guò)腳14和腳13時(shí)，經(jīng)過(guò)高速光耦隔離，由M57962AL內(nèi)置接口電路傳輸至功率放大極，在M57962AL的腳5產(chǎn)生+15V開柵和一10V關(guān)柵電壓，驅(qū)動(dòng)IGBT通斷。當(dāng)腳1檢測(cè)到電壓為7V時(shí)，模塊認(rèn)定電路短路，立即通過(guò)光耦輸出關(guān)斷信號(hào)，使腳5輸出低電平，從而將IGBT的G—E兩端置于負(fù)向偏置，可靠關(guān)斷。同時(shí)，輸出誤差信號(hào)使故障輸出端（腳8）為低電平，從而驅(qū)動(dòng)外接的保護(hù)電路工作。延時(shí)2～3s后，若檢測(cè)到腳13為高電平，則M57962AL恢復(fù)工作。穩(wěn)壓管DZ1用于防止D1擊穿而損壞M57962AL，Rg為限流電阻，DZ2和DZ3起限幅作用，以確?？煽客〝?。

比較：與EXB841相比，M57962AL需要雙電源（+15V，一1OV）供電，外周電路復(fù)雜。而正是因?yàn)镸57962AL可輸出一10V的偏壓，使得IGBT可靠地關(guān)斷；另外，M57962AL具有過(guò)流保護(hù)自動(dòng)閉鎖功能，并且軟關(guān)斷時(shí)間可外部調(diào)節(jié)，而EXB84l的軟關(guān)斷時(shí)間無(wú)法調(diào)節(jié)。所以M57962AL較EXB841更安全、可靠。

HL402模塊的分析

HL402是17腳單列直插式結(jié)構(gòu)，內(nèi)置有靜電屏蔽層的高速光耦合器實(shí)現(xiàn)信號(hào)隔離，抗干擾能力強(qiáng)，響應(yīng)速度快，隔離電壓高。它具有對(duì)IGBT進(jìn)行降柵壓、軟關(guān)斷雙重保護(hù)功能，在軟關(guān)斷及降柵壓的同時(shí)能輸出報(bào)警信號(hào)，實(shí)現(xiàn)封鎖脈沖或分?jǐn)嘀骰芈返谋Ｗo(hù)。它輸出驅(qū)動(dòng)電壓幅值高，正向驅(qū)動(dòng)電壓可達(dá)15～17V，負(fù)向偏置電壓可達(dá)10～12V，因而可用來(lái)直接驅(qū)動(dòng)容量為400A/600V及300A/1200V以下的IGBT。

HL402結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。圖5中，VL1為帶靜電屏蔽的光耦合器，它用來(lái)實(shí)現(xiàn)與輸入信號(hào)的隔離。由于它具有靜電屏蔽，因而顯著提高了HL402抗共模干擾的能力。圖5中U1為脈沖放大器，S1、S2實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)脈沖功率放大，U2為降柵壓比較器，正常情況下由于腳9輸入的IGBT集電極電壓VCE不高于U2的基準(zhǔn)電壓VREF，U2不翻轉(zhuǎn)，S3不導(dǎo)通，故從腳17和腳16輸入的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)經(jīng)S2整形后不被封鎖。該驅(qū)動(dòng)脈沖經(jīng)S2、S2放大后提供給IGBT使其導(dǎo)通或關(guān)斷，一旦IGBT退飽和，則腳9輸入集電極電壓給IGBT使其導(dǎo)通或關(guān)斷，并且腳9輸入的集電極電壓采樣信號(hào)VCE高于U2的基準(zhǔn)電壓VREF，比較器U2翻轉(zhuǎn)輸出高電平，使S3導(dǎo)通，由穩(wěn)壓管DZ2將驅(qū)動(dòng)器輸出的柵極電壓VGE降低到10V。此時(shí)，軟關(guān)斷定時(shí)器U3在降柵壓比較器U2翻轉(zhuǎn)達(dá)到設(shè)定的時(shí)間后，輸出正電壓使S4導(dǎo)通，將柵極電壓軟關(guān)斷降到IGBT的柵射極門限電壓，給IGBT提供一個(gè)負(fù)的驅(qū)動(dòng)電壓，保證IGBT可靠關(guān)斷。

HL402典型應(yīng)用圖如圖6所示。在實(shí)際電路中，C1、C2、C3、C4需盡可能地靠近H1402的腳2、腳l、腳4安裝。為了避免高頻耦合及電磁干擾，由HL402輸出到被驅(qū)動(dòng)IGBT柵射極的引線需要采用雙絞線或同軸電纜屏蔽線，其引線長(zhǎng)度不超過(guò)1m。腳9和腳13接至IGBT集電極的引線必須分開走，不得與柵極和發(fā)射極引線絞合，以免引起交叉干擾。光耦合器L1可輸入脈沖封鎖信號(hào)，當(dāng)L1導(dǎo)通時(shí)，HLA02輸出脈沖立即被封鎖至-10V。光耦合器L2提供軟關(guān)斷報(bào)警信號(hào)，它在軀動(dòng)器軟關(guān)斷的同時(shí)導(dǎo)通光耦合器L3，提供降柵壓報(bào)警信號(hào)。使用中，通過(guò)調(diào)整電容器C5、C6、C7的值，可以將保護(hù)波形中的降柵壓延遲時(shí)間、降柵壓時(shí)間、軟關(guān)斷斜率時(shí)間調(diào)整至合適的值。在高頻應(yīng)用時(shí)，為了避免IGBT受到多次過(guò)電流沖擊，可在光耦合器L2輸出數(shù)次或1次報(bào)警信號(hào)后，將輸入腳16和腳17間的信號(hào)封鎖。

小結(jié)：以上三者中，M57962AL和HL402都采用陶瓷基片黑色包裝，EXB841采用覆銅板黃色包裝，由于陶瓷基片的散熱性能和頻率特性比覆銅板好，HL402的負(fù)載能力和散熱性能最好，加之合理的布局設(shè)計(jì)，在三者中的工作頻率最高，保護(hù)功能最全，而EXB841和M57962AL都沒(méi)有降柵壓保護(hù)功能。另外，HL402和M57962AL提供負(fù)偏壓的穩(wěn)壓管，放于外部，既有靈活性又提高了可靠性，而EXB841的穩(wěn)壓管在內(nèi)部，經(jīng)常因穩(wěn)壓管的損壞而失效。因此，HL402憑借其優(yōu)越的性能可以彌補(bǔ)另外兩者的缺陷。