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新型IGBT/MOSFET驱动模块SKHI22A/B

2017-08-13 01:08 摘要：SKHI22A/B是德国西门康（SEMIKRON）公司推出的一种新型的IGBT/MOSFET的驱动模块。文章介绍了SKHI22A/B的主要结构特点和功能，给出了它的具体应用电路。

１　概述

ＳＫＨＩ系列驱动模块是德国西门康（ＳＥＭＩＫＲＯＮ）公司推出的一种新型ＩＧＢＴ／ＭＯＳＦＥＴ驱动模块。ＳＫＨＩ系列驱动模块主要有以下特点：

●仅需一个不需隔离的＋１５Ｖ电源供电

●抗ｄＶ／ｄｔ能力可以达到７５ｋＶ／μｓ

●控制电路和ＩＧＢＴ主电路之间的隔离电压可以达到４ｋＶ

●输出峰值电流可以达到３０Ａ

●同一桥臂上下开关管驱动信号具有互锁功能，可以防止两个开关管的贯穿导通

●死区时间、ＶＣＥ的监控、ＲＧＯＮ／ＯＦＦ可以分别调节，因而可以对不同用户的特殊需求进行优化

●可以输出差错信号以通知控制系统

●具有过流、欠压保护功能。

下面主要以ＳＫＨＩ２２Ａ为例，对ＳＫＨＩ系列驱动模块进行介绍。

２ 内部结构及原理

ＳＫＨＩ２２Ａ／Ｂ引脚功能排列如表１所列。图１所示是ＳＫＨＩ系列驱动器的内部电路原理图。

表1 SKHI22A的引脚功能

引脚号引脚名称引脚说明P14GND/0V相应输入信号的地P13Vs电源 15V±4%P12VIN1上开关管的输入开关信号1， 5V逻辑（对于SKHI22A/21A为 15V逻辑）P11FREE空置P10ERROR差错输出，低有效，集电极开路输出，最大为30V/15mAP9TDT2通过接地或接Vs数字调节桥臂上下开关管的死区时间P8VIN2下管的输入开关信号1， 5V逻辑（对于SKHI22A/21A为 15V逻辑）P7GND/0V相应输入信号的地S20VCE1接IGBT1的集电极（上开关管）S15CCE1通过外接RCE和CCE来调节参考电压S14GON1接RON到IBGT1的基极S13GOFF1接ROFF到IBGT1的基极S12E1接IGBT1的发射极（上开关管）S1VCE2接IGBT2的集电极（下开关管）S6CCE2通过外扫RCE和CCE来调节参考电压S7GON2接RON到IGBT2的基极S8GOFF2接ROFF到IGBT2的基极S9E2接IGBT2的发送极（下开关管）

２．１ ＳＫＨＩ２２Ａ／Ｂ的脉冲整形电路

ＳＫＨＩ中的脉冲整形电路的作用是在控制ＩＢＧＴ的脉冲信号输入后，用短脉冲抑制电路对脉冲宽度小于５００ｎｓ的开关脉冲进行抑制，以使其不能传递到ＩＧＢＴ，这样可以有效的抑制电磁干扰引起的电压尖峰对开关管的误触发，从而提高驱动电路的抗干扰能力。另外，模块还可以对输入的触发脉冲进行整形（例如常用的ＳＧ３５２５芯片所产生的脉冲在上升沿往往有电压尖峰，而且在脉冲高低电平时有时电平会有波动），而且在经过ＳＫＨＩ整形输出以后，波形已十分标准，因而能可靠地对ＩＧＢＴ进行控制。

２．２ ＳＫＨＩ２２Ａ／Ｂ的脉冲互锁电路

脉冲互锁电路的互锁时间由外接端子ＴＤＴ１、ＴＤＴ２和ＳＥＣＥＬＴ所接的高低电平来决定。同时可由这三个端子进行数字调节（ＳＫＨＩ２２Ａ只有ＴＤＴ２）。这种设计可以使不同开关速度的开关器件的互锁时间均大于ＩＧＢＴ的关断延迟时间，从而避免贯穿导通。

２．３ ＳＫＨＩ２２Ａ／Ｂ的欠压保护电路

模块内部欠压保护电路的作用是当电源电压低于＋１３Ｖ时，将差错输出端的电平拉低，以输出差错信号。

以上三部分控制电路被集成在一块ＡＳＩＣ中，与一般的分立元件组成的电路相比，这样可以大大的提高控制电路的抗干扰能力，同时可靠性也得到了提高。另外，ＳＫＨＩ系列器件的初级（控制部分）和次级（主电路部分）之间还可通过变压器实现隔离。