英飞凌PrimePACK IGBT模块的驱动适配板(2)

2.4 引脚配置

模块适配器被正确安装到PrimePACK™ 模块后，所有的外部电气控制信号应加到图6和表2所示的连接器 X1 和 X2 。图5给出了MA300Exx和2ED300E17-SFO 一起使用时模块适配器必须的连接。模块驱动所需的控制信号应连接到应用笔记AN2007-05中所描述的2ED300E17-SFO的输入接口。在这种情况下，模块和 IGBT 驱动之间就不需要额外的连接。使用前安装准备如图2所示。

图 5 2ED300E17-SFO 和 MA300Exx之间的连接

图 6 MA300 模块适配器板和外部电气连接

表 2 MA300Exx 和外部电气信号描述

3 应用笔记

3.1 电路板实现的功能

MA300Exx基本上可用于半桥结构的IGBT驱动，并且对上下两个IGBT（低端和高端IGBT）可以独立提

供以下功能：

 栅极电阻

 栅极信号放大器 /射极跟随器 --功率放大器

 短路VCE 电压检测

 有源电压箝位

下图描述了上述MA300E12的功能以及各功能块布置的位置。

图 7 MA300E12（功能块标示）

3.2 栅极电阻

MA300E12 和 MA300E17 按上图7 所示组装和交付使用。正确的栅极电阻应由客户自己焊接。表3给出了1200V IGBT模块的栅极电阻值，表4给出了1700V模块的栅极电阻值。所有电阻的封装都是2512（EIA）。

表 3 1200V PrimePACK™ IGBT 模块的外部栅极电阻推荐值

1200V模块类型的RGon and RGoff 值是一样的，因此二极管D5, D25, D6, D26不需要焊接装配。

1700V PrimePACK™ IGBT 模块的外部栅极电阻推荐值

1700V PrimePACK™ 模块类型的RGoff 的值比RGon 高，因此二极管 D5 和 D25 必须按如图8所示焊接装配。

图 8 MA300E17（D5 和 D25的安装指导）

3.3 栅极信号放大器6

在IGBT开通或关断时，需要从驱动器给IGBT的门极提供或释放高峰值的门极电流。通常情况下，驱动器在驱动单模块时不存在技术上的问题。如果一个驱动器要驱动多个并联的IGBT模块，那么此时需要一个驱动放大电路来给并联的门极提供足够的驱动电流。这种开关条件可能导致门极的功率损耗集中在一个相对较小的物理区域，并有可能引起过热问题。高峰值电流要求采用一个高电流增益的驱动器。

当模块适配器含有一个专用的门极信号放大器时，就有可能克服电流放大增益的限制（图8，图13和图14）。MA300Exx已经有一个射极跟随器或增强级，由于有四个互补的双极型晶体管并联连接，最小的增益（@IG=30A）不会低于1007。

由于每个PrimePACK™ 模块自身带有模块适配器，所以驱动条件是相同的。模块适配器的输入电阻不低于37。

门极信号放大器有以下优点：

 每个 PrimePACK™ 模块栅射极电压可以快速控制

 简单的模块并联

3.4 通过监测VCE值来检测短路

如果IGBT流过的电流高于几倍额定值的电流，晶体管会欠饱且器件两端的电压会升高。利用该现象可实现短路检测来关断IGBT。英飞凌大功率IGBT模块能承受10μs的短路电流，在这段时间内，需要检测到短路电流且在不超过最大阻断电压情况下将IGBT关断。

当MA300Exx连接到2ED300E17-SFO一起使用时，需要正确选择用于定义软关断功能的RSSD电阻值，以保证正确的短路保护，具体过程已在AN2007-05 的3.5章节中介绍，

图9a给出了2ED300E17-SFO短路保护禁止时，三个并联的FF1000R17IE4 PrimePACK™模块的短路特性。关断过程中高的dIC/dt会产生高的过电压尖峰，这个过电压尖峰被有源电压箝位限制住。图9b给出了通过合理的选择RSSD电阻值把短路电流时间限制短于10μs时实现的软关断过程，并减小了关断时的集电极电流的变化率。

图 9 三个并联的FF1000R17IE4 PrimePACK™ 模块短路时的开关特性，系统包含有D300E17-SFO 和 MA300E17：9a为短路保护禁止时的，9b为短路保护使能时的

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