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Concept 2SC0535T(4)


2SC0535T SCALE-2驱动器的详细工作原理
电源及电气隔离
这款驱动器配有DC/DC电源,可实现电源和门极驱动电路的电气隔离。所有的变压器(包括DC/DC和信号变压器)都符合EN50178的安全隔离标准,原方与任何一个副方都可达到Ⅱ级防护等级以及EN 50124要求。请注意,驱动器需要稳定的电源电压。
电源监控
驱动器的原方及两个副方驱动器通道都有本地欠压检测电路。
在原方电源发生欠压时,功率半导体将在负电压的驱动下保持关断状态(驱动器输出被封锁),故障信号被同时传送到SO1和SO2,直到该故障消失。
在副方电源发生欠压时,对应的功率半导体将在负电压的驱动下保持关断状态(驱动器对应通道被封锁),故障信号被同时传送到对应的SOx输出端。在阻断时间结束后,该SOx输出端会自动复位(恢复到高阻抗状态)。
IGBT和MOSFET工作模式
这款驱动器支持两种工作模式:
 第一种模式是默认IGBT设置,使用一个15V(典型值)的正(稳压)开通电压和一个(非稳压)关断电压(参见图7)。
 第二种模式专为超快速MOSFET器件设计。它仅包含单一开通电压,关断电压设置为0V。连接副方端子COMx和VEx即可激活MOSFET模式。如果要将2SC0535T驱动器用于MOSFET模式,请参阅应用指南AN-1101 /4/。请注意,当在MOSFET工作模式下使用2SC0535T时,􁯭􀣐􀵘􀢟􄗩VISOx和VEx之间的电源电压必须高于10V。
VCE检测/短路保护
IGBT的开通特性
图8 IGBT的开通特性
2SC0535T驱动器的每个通道都配有VCE检测电路。推荐的外部电路如图7所示。电阻Rthx 可以与Rvceix和Rdivx一起用于设定关断的参考阈值。建议为1700V IGBT和3300V IGBT分别选择大约10.2V和50V的阈值电压。在这种情况下,驱动器将能可靠地进行IGBT短路保护,但是不一定能进行过流保护。过流保护的时间优先级较低,建议通过主控制器来实现。
在响应时间内,VCE检测电路不起作用。响应时间是指从功率半导体开通后直至驱动器开始检测集电极电位所经过的时间(如图8所示)。每个通道的IGBT集电极-发射极电压是独立检测的。在导通状态下经过响应时间后再检查VCE,以判断短路或过流状况。如果在响应时间结束时测得的VCE超过阈值VCEthx,则驱动器判断为短路或过流。然后,驱动器关闭对应的IGBT。故障信号立即传输到相应的SOx输出端。该IGBT一直保持关断状态(截止),且管脚SOx一直指示故障,直到阻断时间Tb结束。
每个通道的阻断时间Tb是各自独立的。在响应时间区间以外,当VCE超过检测电路的VCE阈值时,Tb立即开始计时。
使用二极管检测IGBT退饱和进行短路保护
如果2SC0535T需要使用检测二极管进行退饱和保护,请参阅应用指南AN-1101 /4/。请注意,对于电压等级超过1700V的IGBT模块,建议不要使用检测二极管进行退饱和保护。
2SC0535T并联
如果需要将2SC0535T进行并联,请参考应用指南AN-0904 /5/。
三电平或多电平拓扑
如果要将2SC0535T用于三电平或者多电平拓扑,请参考应用指南AN-0901 /6/。

参考文献
/1/ Paper: Smart Power Chip Tuning, Bodo’s Power Systems, May 2007
/2/ “Description and Application Manual for SCALE™ Drivers”, CONCEPT
/3/ Data sheet SCALE™-2 driver core 2SC0535T, CONCEPT
/4/ Application note AN-1101: Application with SCALE™-2 Gate Driver Cores, CONCEPT
/5/ Application note AN-0904: Direct Paralleling of SCALE™-2 Gate Driver Cores, CONCEPT
/6/ Application note AN-0901: Methodology for Controlling Multi-Level Converter Topologies with SCALE™-2 IGBT Drivers, CONCEPT
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