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Concept 1SP0635(4)


并联接口X2和X3描述
1SP0635V/1SP0635S(主板)以及1SP0635D(从板)上都配有并联接口X2和X3。它们可以进行以下连接:
 主驱动器连接到一个或两个从驱动器
 从驱动器连接到主驱动器或其他从驱动器
连接器X2和X3可采取并联方式。在此接口上可获得以下信号:
 主驱动器到从驱动器的电源电压
 主驱动器到从驱动器的驱动信号。驱动器配置为所有并联IGBT模块同步开通和关断。
 从驱动器到主驱动器的门极监控信号
关于推荐电缆的信息,请参阅第11页的“推荐的电缆和PCB连接器”。
并联接口对快速变化的磁场(电感耦合)和电场(电容耦合)的抗扰性在实验室中经过了广泛的测试。即使在严苛的电磁场环境中,使用推荐的并联电缆也不会干扰驱动器功能。但是,建议将并联电缆放置在低磁场和低电场耦合的环境中。请注意,使用双绞的扁平并联电缆和/或屏蔽该电缆可增强降低对电感耦合的抗扰性。
请注意,并联电缆处在高电位。推荐的电缆额定绝缘电压仅有300V。因此,它们必须进行充分的隔离。
LED状态指示灯
为了便于验证,主从驱动器各配有一个绿色的状态指示LED。这些指示灯分别位于光纤接口(主板)和并联接口X2(从板)附近,在正常工作条件下被点亮。LED熄灭表示相应的驱动器未获得电压、电源电压过低(主板和从板)或门极监控功能检测到故障状态(主板)。此外,IGBT短路时,主驱动器上的LED在延迟期间熄灭以清除故障状态(请参阅数据手册/3/以了解时间参数)。
1SP0635V和1SP0635S SCALE-2驱动器的工作原理(主板)
概述
1SP0635V和1SP0635S系列即插即用型单通道驱动器适用于大功率和高压IGBT模块。1SP0635V和1SP0635SSCALE-2驱动器具有常规的保护功能,例如用于短路保护的动态Vce检测、电源欠压保护以及状态反馈。门极监控功能还可在1SP0635V和1SP0635S驱动器中实现。此外,通过并联接口使用1SP0635D从驱动器可并联最多四个IGBT模块(另请参考图4)。
1SP0635V和1SP0635S SCALE-2驱动器的出色特性包括:外形紧凑、安装简单 —— 直接安装到IGBT模块上、动态高级有源钳位功能DA2C以及传输延迟时间极短。有源钳位设计用于限制IGBT在关断瞬间产生的过高电压。这种功能在高直流母线电压、大电流或短路的情况下关断IGBT时特别有效。
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。SCALE-2即插即用驱动器适用于具有相同绝缘测试电压的IGBT模块(请参阅数据手册/3/)。请注意,驱动器的供电需要稳定的电源电压。
电气间隙和爬电距离按照IEC 60077-1标准设计。
电源监控
驱动器副方配有一个本地欠压检测电路。
在发生副方电源欠压时,IGBT(包括所有并联IGBT)将在负门极电压的驱动下保持关断状态(驱动器输出被封锁),故障条件传送到光纤状态反馈端。
即使在电源电压过低的情况下,该驱动器也可在IGBT门极与发射极之间形成低阻抗回路。
在半桥电路中,建议不要在驱动器供电电压较低的情况下操作IGBT。否则,过高的Vce变化率可导致IGBT出现误导通。
Vce检测/短路保护
 IGBT的开通特性
图19 IGBT的开通特性
1SP0635V和1SP0635S门极驱动器中配置了动态Vce检测电路。IGBT集电极-发射极电压通过电阻网络测得。
在导通状态下经过响应时间后再检测Vce(请参考图14),以判断短路状况。如果此电压高于预设的阈值Vth,驱动器将会判断为IGBT短路,并立即将故障信号发送到光纤状态反馈端。在经过附加延迟时间后,关断相应的IGBT。故障反馈在经过延迟后自动复位以清除故障状态。故障状态消失后,下一个上升沿即可重新开通IGBT。
动态Vce检测电路可使Vce曲线形状拟合更佳。
应当注意,响应时间取决于直流母线电压。它在最大直流母线电压的大约50%到100%之间保持恒定,直流母线电压更低时该值会升高。请参阅相关的驱动器数据手册以了解短路响应时间的参数/3/。
注:退饱和检测功能仅用于短路保护,无法提供过流保护。但是,过流检测的时间优先级较低,可在具体应用中设定。
门极监控
主驱动器具有门极监控功能。所有门极电压(主驱动器和所有从驱动器)的平均值VGE,mean经过滤波后与开通和关断时的参考值进行比较(请参阅相应的数据手册以获得这些值/3/)。如果超过规定的值(导通时VGE,mean<VGE,on,min,关断时VGE,mean>VGE,off,max),驱动器将关断所有并联的IGBT,并将故障传送到状态输出端。
如有一个或多个并联驱动器未按参考值(驱动信号输入)开关,门极监控功能将阻止变换器运行。
请注意,门极监控功能无法应用于未通过并联接口连接到主驱动器的从驱动器。在这种情况下,相应的从驱动器不会开关,但是不生成任何门极监控故障。
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