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高压栅驱动集成电路(HVIC)

国际整流器公司的 MOSFET 和 IGBT 栅驱动集成电路,为驱动最高可达12kW的应用中1200V以下的MOSFET或IGBT提供了最为简单小巧、成本最低的解决方案,并且与分离式光耦合器或变压器为基础的解决方案相比,可以节省30%的部件数量和50%的PCB面积。IR的驱动集成电路只增加了极少的外部元件,却可提供具有专门设计耐用性的全驱动系统能力,有着极快的切换速度、内在设计的耐用性和低功率散失。

栅驱动集成电路通过DSP的逻辑输入、微控制器或其他逻辑器件产生可启动和关闭MOSFET或IGBT的必要电流和电压。典型输入为3.3伏逻辑级信号。所有的IR栅驱动集成电路与CMOS相兼容、大多数与TTL兼容。输出电流能力最高达2A。



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集成电路选型指南

IR的优势所在

死区时间低至500ns,可使频率达到100khz

为电机驱动控制增加速度范围和扭矩控制

可进行耐用栅驱动设计

低功率散失

相对于光耦合解决方案:

部件减少30%,PCB板缩小50%

毋需额外电源

延迟时间加快10倍(± 50ns)

超时无降级性能

更短的过电流信号(1.5μ 对6μ)

EMI和电压尖峰减少

应用

电机驱动

照明镇流器

切换模式的电源

汽车

等离子体显示屏

特性一览

用于MOSFET和IGBT的单个集成电路600V和1200V栅极驱动器

多种配置:

单相高侧

半桥

三相反激驱动器

高至+2.0/-2.0A的输出源/沉降电流,可实现快速切换

集成保护和回馈功能

可选的死区时间控制

可承受负极电压过渡

高至50V/ns dV/dt的抗力

可选的软开启

使用低成本的自举电源

CMOS 或LSTTL输入兼容


IR
的栅极驱动集成电路使设计得以简化
栅极驱动器集成电路要在半桥拓扑或三相反激支架的高侧位置驱动MOSFET或IGBT,这提出了一项挑战,即要在源部分,而不是基础部分使用栅极驱动器。源电源是最高可达到总线的最大电压浮点电压,或者是MOSFET或IGBT的电压比,对于电机驱动、照明或SMPS应用可达到600V及以上。IR的栅极驱动器使用一种已申请专利的电压移位技术用于高压应用,在业内是唯一可提供1200V电压比的技术。

这些集成电路结合了广泛的系统功能,从而简化了电路设计。它们使用低成本的自举电源,而基于光耦合的电路一般都需要额外的电源。针对低侧和高侧驱动器以及三相驱动器,IR的栅极驱动集成电路提供可选的单相输入或双相输入可编程死区时间控制,以保证设计的灵活性并使跨导减至最低。独特的三相驱动器可以仅使用单个集成电路驱动一个三相反激器。

IR的栅极驱动集成电路可实现耐用的驱动器设计

IR的栅格极驱动器集成电路,是考虑了电机驱动的应用而专们设计的。最新的软开启功能对电压和电流尖峰加以限制,并缩减了EMI。此外,它们还具有高达50V/ns dV/dt 的免疫性能,可承受瞬间负电压现象。低压锁闭可用于大多数驱动器,在加电和去电时,无需额外的电路即可防止击穿电流和设备故障。输出驱动器具有为最小驱动器跨导所设计的高脉冲电流缓冲阶段。

噪音免疫功能对于有浮点电压并且可能存在高噪音水平的高侧位置非常重要,尤其是在电机驱动应用中更是如此。噪音免疫功能可保证MOSFET或IGBT不至于意外开启。这一功能是通过拉下施密特触发器进行输入实现的。在某些集成电路中,通过分离逻辑和地针可获得额外的噪音免疫功能,如14针封装中的600V集成电路。

IR的栅极驱动集成电路可实现快速的切换速度

与基于光耦合的解决方案相比,IR的栅极驱动集成电路的延时匹配有着优于其十倍的性能。在低侧和高侧驱动器之间位于典型的±50ns(以及一些低至±10ns的专业产品),可实现完全的死区时间控制,以在电机驱动应用中实现更好的速度范围和力矩控制。更快的切换速度也降低了切换功率损失,借助这一点可以为当前市场上最快速的IGBT带来全面的好处,在更广泛的速度范围内实现更好的扭矩控制。

应用笔记
AN-978: HV浮动MOS栅极驱动器集成电路

AN-985:六道输出600VMGD简化了三相电机驱动

设计笔记:
DN500:为功率反激器设计的短路保护

DN501:高压电机驱动中的精确电流感应

DN502:为三相功率反激器设计的短路保护

设计提示:
DT92-2:为控制集成电路设计的高电流缓冲

DT04-4:使用单块集成电路的高压栅极驱动器

选型指南:
FS8464:提供电机控制高压产品集成电路

 
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