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              MC33153驅動電路設計研究

              來源:網絡|發布時間:2020-12-24|瀏覽次數:
              MC33153驅動電路設計研究 介紹了MC33153的內部邏輯結構并詳細分析了其引腳功能和保護原理,在此基礎上設計了一款實用的IGBT驅動電路,實驗驗證了驅動電路的有效性。

              IGBT自進入市場以來,迅速拓展了其應用領域,成為中、大功率電力電子設備的主導器件。由于IGBT在電力電子行業的廣泛應用,其運行的可靠性變得越來越重要。IGBT的可靠性很大程度上取決于開關環境和電路條件,性能良好的驅動電路可保證IGBT工作在較為理想的開關環境下,在過流、短路等故障發生時,迅速關斷IGBT,從而保證IGBT及設備的安全,減少損失。為了提高IGBT可靠性,研發人員更加傾向于采用專用驅動芯片或模塊進行驅動電路設計。本文選用性價比較高、保護功能完善的驅動芯片MC33153設計實用的IGBT驅動電路。

              1MC33153內部結構及工作原理

              MC33153廣泛應用于電機控制、不間斷供電電源,可驅動單管或模塊IGBT。圖1所示為MC33153芯片內部結構框圖(MC33153data-sheet.Fromhttp://www.onsemi.cn)。圖1MC33153內部結構1腳為電流檢測輸入腳,可用于集成電流檢測功能IGBT的過流和短路檢測,應用于無電流檢測功能IGBT時,應將1腳接VCC。2腳為開爾文地GND,應用時此管腳接IGBT的發射極。3腳為電源地VEE,典型IGBT驅動電壓設計為+15V/-5V,此時3腳接-5V,若設計的驅動電壓為+15V/0V,此時3腳接0V,將2腳與3腳相連。4腳為信號輸入腳,接收來自控制器的PWM信號,低電平有效。5腳為驅動信號輸出腳,通過驅動電阻后連接到IGBT的柵極。6腳為電源VCC,典型值為15V。7腳為故障信號輸出腳,當檢測到IGBT過流或短路故障時,7腳輸出高電平故障信號回送至控制器。8腳為退保和檢測輸入腳,監測IGBT的導通飽和狀態。本文針對無電流檢測功能單管IGBT進行驅動電路設計,采用退飽和原理設計保護電路。退保和檢測保護原理是(ZhengW,MeiyingQ.TheapplicationofIGBTdriverMC33153[C]//InformationScienceandEngineering(ICISE),20102ndInternationalConferenceon.IEEE,2010:1-3):當IGBT正常工作時,處于飽和狀態,其管壓降小于電壓門限(6.5V),比較器輸出低電平,7腳輸出低電平;當IGBT過流或短路時,IGBT退出飽和工作狀態而進入線性放大區,管壓降急劇增大,超過電壓門限時,比較器輸出高電平,經過與門和狀態鎖存器后輸出高電平故障信息,同時關斷驅動輸出信號。

              2基于MC33153驅動電路設計

              2.1驅動芯片外圍電路設計結合MC33153數據手冊進行外圍電路設計,如圖2所示,本文設計的驅動電壓為+15V/-5V,由隔離DC/DC模塊供電。由于MC33153輸入輸出不隔離,逆變電路在高壓工作時會干擾控制器,可能導致控制器死機,從而發生危險。為了增加電路的可靠性,驅動電路采用光纖隔離,供電電壓為5V。為了保證驅動上電時序的正確性,將驅動信號輸入腳(4腳)通過電阻上拉,使信號輸入為高電平。為了優化IGBT的工作性能,驅動輸出采用不同的驅動電阻設計,使得IGBT關斷時柵極快速放電。在IGBT柵極和源極之間采用TVS進行保護,防止IGBT由于柵極過壓而損壞。2.2驅動電路工作時序分析圖3所示為IGBT正常工作和故障時驅動電路硬件工作時序。從圖3(b)中可以看出:硬件電路自身的保護不足以保證IGBT不損壞,因此在軟件中編寫故障保護程序,在檢測到故障信號后關斷驅動輸入信號,驅動芯片輸出低電平IGBT關斷。

              3驅動電路實驗驗證

              設計的驅動電路實物如圖4所示,以插拔的方式盡可能靠近IGBT安裝,減少柵極寄生電感。圖5所示為此驅動電路應用在T型三電平逆變器中的驅動波形,可以看出驅動電路工作狀態良好。

              4總結

              MC33153內部邏輯清晰,應用簡單,保護功能完善,有利于設計出性價比高且經濟實用的驅動電路。

              作者:丁建佳 單位:中國船舶重工集團公司第七一五研究所 日本在线无码中文一区免费|中文字幕 有码|亚洲一二区制服无码中字,色播五月亚洲综合网站,欧美日韩国产在线一区二区,成本人片在线观看 <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链>

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