【经验】PI 公司高压隔离驱动芯片CSD223A0在永磁电机逆变器控制器中IGBT的驱动应用
一、应用背景
在永磁电机逆变器控制器设计项目中,控制系统结构示意图如图1所示,整个控制系统主要分为两大部分:CPU控制系统部分和永磁电机逆变器控制部分。其中CPU控制部分主要由模拟量采样、数字量采样和CPU核心电路等组成;永磁电机逆变器控制部分主要由光纤PWM信号、高压隔离驱动电路、三相逆变器拓扑和永磁驱动电机等组成。
图1永磁电机控制系统结构示意图
接下来着重介绍一下永磁电机逆变器控制部分的高压隔离驱动电路的设计应用。在永磁电机逆变器控制器设计项目中,永磁电机逆变器主电路直流母线电压为1500V,设计电机逆变器功率为150KW,选用功率器件IGBT必须满足2倍母线电压以上,因此选用CE电压为3300V/1500A的IGBT。因此同时必须选择一款能够驱动3300V/1500A 的高压驱动芯片,并进行IGBT的驱动电路设计。
IGBT驱动电路的基本要求如下:
1)提供适当的正向和反向输出电压,使IGBT可靠的开通和关断;
2)提供足够大的瞬态功率或瞬时电流,使IGBT能迅速建立栅控电场而导通;
3)尽可能小的输入输出延迟时间,以提高工作效率;
4)足够高的输入输出电气隔离性能,使信号电路与栅极驱动电路绝缘。
二、IGBT驱动选型及电路设计
CSD223A0是PI 公司推出的一款集合高性价比和超紧凑性于一身且专为需要高可靠性的应用所设计的SCALE™-2双通道驱动内核,专门为要求高可靠性的工业和牵引应用领域而设计,可驱动高达3300V的所有通常的高功率IGBT模块。因此选用PI 公司的高压隔离驱动芯片CSD223A0作为永磁电机驱动控制项目的驱动电路设计。
图2 PI 公司的高压隔离驱动芯片CSD223A0工作原理图
接下来进行基于CSD223A0的IGBT驱动电路板原理图和PCB设计,高压隔离驱动芯片CSD223A0的额定供电电压为15VDC,因此必须采用15V供电。输入PWM信号为光信号,因此需要设计光电转化电路,进行驱动信号的收发。为了避免驱动控制一个变频器桥臂的上下IGBT直通,还需要设计硬件驱动互锁电路实现驱动保护。IGBT的开通关断电压分别为+15V和-10V,可有效及时的开通和关断IGBT,实现永磁电机三相逆变器的有效驱动控制。永磁电机逆变器控制器设计项目中,设计好的IGBT驱动电路板PCB如图3所示。
图3基于CSD223A0的IGBT驱动电路PCB
三、实际验证
永磁电机逆变器控制器设计中,由于逆变器的上下桥臂互补导通控制,CSD223A0需要处于半桥工作模式。通过电阻RM将MOD接到GND,RM需要在72K-181K之间,本项目选用150K电阻;PWM输入端INA和INB分别驱动上桥臂和下桥臂的IGBT。逆变器的上下桥臂IGBT驱动波形如图4所示,CPU控制系统发出PWM控制波形,驱动控制IGBT开通和关断,实现对永磁电机的驱动控制。
图4上下桥臂IGBT互补驱动波形
永磁电机逆变器控制器设计中,选用PI 公司的高压隔离驱动芯片CSD223A0作为永磁电机驱动控制项目的驱动电路设计。其具有一个隔离的DC/DC转换器,短路保护,先进的有源钳位以及电源电压监测,能够实现对永磁电机的完美驱动控制。
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SoloMa Lv7. 资深专家 2018-10-13价格不便宜啊
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行行摄摄 Lv7. 资深专家 2018-09-20谢谢分享!
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无SVHC产品的REACH符合性声明
PI - CABLE,DC-DC CONVERTER,IGBT驱动器,线缆,IGBT DRIVER,DC-DC变换器,2SC0535T2G0-33,2SC0435T2H0C-17,2SP0320T2A0-17,2SP0115T2C0-17,2SP0320T2A0-2MBI1000XB-170E-50,CSD194B0,2SP0115T2A0-17,2SP0320V2D0-17,2SP0320V2A0C-2MBI1800XXF170-50,CSD200A1,CSD145,CSD223A0,2SP0115T2B0-17,CSD242A0,2SC0108T2F1-17,2SP0115T2B0-FF225R17ME4,2SC0435T2F1-17,CSD214A0,CSD235A1,CSD207B0,CSD180D1,2SP0320T2A0-FF1000R17IE4,2SP0115T2E0-17,CSD180D3,2SC0535T2G0C-33,2SP0320T2A0-FF650R17IE4D_B2,PPIC201-005-0,2SC0435T261-17,PPIC201-007-0,2SP0115T2A0-FF450R17ME4,PPIC201-009-0,2SP0115T2B0-FF450R17ME4,2SC0108T2F1C-17,2SP0115T2A0-FF225R17ME4,2SP0115T2A0-FF300R17ME4,2SP0115T2D0-17,2SP0320T2A0-FF1000R17IE4D_B2,2SC0115T2A0-12,2SP0115T2C0C-FF600R17ME4,CSD207A0,2SC0108T2G0C-17,2SP0320T2A0-2MBI650VXA-170E-50,CSD224A2,2SP0320T2A0C-2MBI1400VXB-170E-50,2SP0320V2A0-17,CSD224A1,CSD247A0,ISO6125R-33,2SP0320T2E0-FF650R17IE4,2SP0320V2A0-FF1000R17IE4D_B2,2SC0106T2A1C-12,2SP0115T2A0-FF600R17ME4,CSD180C4,CSD180C2,2SC0108T2G0-17,2SP0320V2A0-FF450R17TE4,2SC0535T2A1C-33,2SC0108T2H0C-17,2SC0115T2A0C-12,CSD224A0,2SC0108T2H0-17,2SP0320V2A0-FF650R17IE4,2SP0320T2A0-FF1400R17IP4,2SC0106T2A1-12,2SP0320T2D0-17,2SP0115T2B0C-FF300R17ME4,CSD238A0,CSD216C0,2SP0320V2A0-2MBI1000VXB-170E-50,2SC0435T2H0-17,CSD236A1,2SP0320V2A0-FF1000R17IE4,2SP0320V2A0-2MBI1400VXB-170E-50,2SC0435T2G1C-17,2SP0115T2B0-FF600R17ME4,2SP0320T2C0-17,CSD211A0,2SP0115T2A0-2MBI550VN-170-50,CSD253A0,2SC0535T2A1-33,2SP0320T2A0C-2MBI1800XXF170-50
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PI - DC-DC CONVERTER,IGBT驱动器,IGBT 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B5,CSD180C2,1SP0335V2M1-45,2SP0115T2B0-FF600R12ME4,1SP0635S2M1-FZ1500R33HL3,2SP0320V2A0C-FF900R12IE4,CSD226E0,2SP0320T2A0-2MBI1400VXB-120P-50,1SP0635V2M1-FZ1500R33HL3,2SC0108T2H0C-17,CSD224A0,2SP0115T2A0-CM450DX-24T,2SP0115T2A0-FF225R12ME4,1SP0635V2M1-DIM1500ESM33-PR500,2SP0115T2A0-CM450DX-24S,2SP0115T2C0C-CM600DX-13T,1SP0630V2M1R-CM1200HC-66X,2SP0320T2A0-FF1400R17IP4,1SP0351V2D0C-T2000BB45G,2SP0115T2B0C-FF300R17ME4,1SP0635V2M1C-55NA1800E330400,2SP0115T2B0-FF6000R06ME3,CSD236A0,2SP0320V2A0-FF900R12IP4,CSD236A1,1SP0635V2M1-12,1SP0635V2M1-17,1SP0335D2S1-5SNA1200G450300,1SP0335V2M1-33,CSD191A1,2SP0115T2B0-FF600R17ME4,2SP0430V2A0C-FF1800R17IP5,2SP0320T2C0-17,1SP0335S2M1-65,2SP0115T2A0C-FF300R12ME4,2SP0115T2A0-2MBI550VN-170-50,2SP0115T2B0-06,2SP0320T2C0-12,2SP0320T2A0C-2MBI1800XXF170-50,CSD251A0,CSD229A0,1SP0635D2S1-DIM1500ESM33-TS000,1SP0335V2M1C-5SNA0500J650300,1SP0340V2M0-MBN900D45A,1SP0351V2B0C-5SNA2000K452300,1SP0635V2M1-25,1SP0335V2M1-65,1SP0335V2M1-FZ750R65KE3,1SP0635D2S1C-CM1200HCB-66X,1SP0635S2M1-CM1200HCB-66X,2SP0320V2D0-17,1SP0335D2S1-33,2SP0430T2A0C-FF1800R17IP5,ISO5125I-100,2SP0320V2A0C-2MBI1800XXF170-50,1SP0340V2M0-CM1500HC-90XA,CSD145,2SP0320V2D0-12,2SP0430V2A0C-FF1800R12IE5,1SP0635V2M1-33,CSD207B0,1SP0335S2M1-MBN500H65E2,1SP0351V2A0C-5SNA2000K452300,2SP0115T2A0C-FF600R12ME4,1SP0351V2C0C-T2000B845G,1SC0450V2A0-65,2SC0535T2G0C-33,2SP0430V2B0C-FF1800R12IE5,CSD190F0,2SP0430T2B0C-FF1500R17IP5,1SP0335D2S1-45,CSD158A1,CSD210A1,PPIC201-009-0,2SP0115T2B0-FF450R17ME4,2SP0115T2D0-12,2SP0115T2D0-17,2SP0320T2A0-FF1000R17IE4D_B2,2SC0115T2A0-12,CSD207A0,2SP0320T2A0C-2MBI1400VXB-120P-50,2SC0108T2G0C-17,1SP0635D2S1-17,1SP0351V2B0C-SSNA3000K452300,2SP0320V2A0-FF900R12IE4,1SP0340D2S0-CM1500HC-90XA,CSD260A0,1SP0635V2M1-FZ1000R33HE3,2SP0115T2B0-FF450R12ME4,1SP0635D2S1-12,ISO5125I-120,2SP0115T2A0-FF900R12ME7_B11,CSD167,1SP0335V2M1-5SNA0400J650100,1SP0635V2M1C-DIM1500ESM33-TS000,2SC0108T2H0-17,2SP0320T2B0-FF1400R1
【应用】Power Integrations高性能隔离驱动器SID1182K在10kV高压变频器中的应用
为了满足1000V直流母线的电气隔离功能,对隔离驱动芯片的绝缘耐压和电气间隙提出了很高的要求。Power Integrations推出的高性能隔离驱动SID1182K具有加强绝缘性能,在芯片内原副方电路之间填充固体绝缘材料,绝缘性能稳定且使用寿命长久。
在设计高压SVG功率单元时,IGBT模块驱动使用PI IDriver系列SID11x2驱动芯片,为实现IGBT退饱和压降检测功能,需要实时检测Vce管脚压降,请问IDriver芯片如何实现该功能?
在高压、大电流IGBT模块应用环境中,Vce退饱和压降检测功能是必须的。在PI的IDriver系列芯片中集成了比较器,设置了比较电平为7.8V固定值,当IGBT发生退饱和现象后,在Vce压降上升至7.8V后,内部电平发生反转,关断门极驱动电平,保护IGBT不被损坏。
采用LinkSwitchTM-II LNK605DG的高效率(≥75%)、3.6 W隔离式LED驱动器设计示例报告
本报告介绍了一种高效率(≥75%)的3.6W隔离式LED驱动器,适用于GU10灯具。该驱动器采用Power Integrations的LinkSwitch-II LNK605DG芯片,具有低成本、低组件数量和小型PCB板尺寸的特点。报告详细描述了电路设计、PCB布局、变压器规格、性能数据等,并提供了详细的测试结果,包括效率、无载功耗、输出特性、热性能、波形、线浪涌测试、高压测试、ESD测试和传导EMI测试等。
PI
【方案】低成本1kW伺服驱动器优选器件方案
本方案通过采用二氧化硅材料和横向叠放CMOS 集成电容技术的电容隔离驱动芯片,及其它相关器件,在保证产品性能的同时,可有效降低产品整体设计成本,提升产品竞争力。
RENESAS,WEIDMUELLER,SHINDENGEN,LITTELFUSE,PI,LAIRD,ROGERS,SILICON LABS,MELEXIS,SGMICRO - 信号接插件,电容隔离芯片,导热绝缘垫,PCB 散热,高压MOSFET,I/O 隔离芯片,单片机,TVS,整流桥,DC/DC,LDO,交流/直流,电容隔离驱动芯片,电流检测,MCU,PTC,直流/ DC,AC/DC,2SK2225-80-E,SGM46000,92ML,SMBJ,SMAJ,SMDJ,SMCJ,1812L,D30XT80,SI8660,TOP26X,TGARD500,SMF,SI8261,SC 3.81,SI838X,30R,R7S910035,MLX91210,60R,BC 3.81,2920L,SGM2019,1KW伺服驱动器,电机驱动装置,伺服驱动器,1KW SERVO,1KW伺服
在设计高压变频器功率单元时,使用的IGBT为450A/1700V模块,通常驱动光耦的输出级电流不能满足驱动需求,而PI的IDriver系列驱动芯片的输出电流最大可以做到8A,请问是如何做到的?
在驱动大电流的IGBT模块时,使用PI IDriver系列SID11x2,驱动芯片可以实现单芯片驱动,无需外加推挽电路。原因是在芯片内部集成了两颗N沟道MOS管,相对于传统光耦使用上P下N的形式,这种方式可以将驱动级电流增大3倍,从而轻松驱动大电流IGBT,无需外加推挽电路,使芯片外围电路更加简单。
现货市场
品牌:PI
品类:Energy Efficient, High-Power Off-Line Switcher with Accurate Primary-Side Regulation (PSR)
价格:¥3.2612
现货:3,840
品牌:PI
品类:Energy Efficient, High-Power Off-Line Switcher with Accurate Primary-Side Regulation (PSR)
价格:¥5.1009
现货:3,840
品牌:PI
品类:Energy Efficient, High-Power Off-Line Switcher with Accurate Primary-Side Regulation (PSR)
价格:¥5.0172
现货:3,840
品牌:PI
品类:Energy Efficient, High-Power Off-Line Switcher with Accurate Primary-Side Regulation (PSR)
价格:¥3.0104
现货:3,840
品牌:PI
品类:Energy Efficient, High-Power Off-Line Switcher with Accurate Primary-Side Regulation (PSR)
价格:¥6.6060
现货:3,840
服务
提供电机的输出反电势波形测试、驱动芯片输入/输出波形测试服务,帮助您根据具体应用场景来选择适合的电机驱动芯片型号,确保电机驱动芯片能够与其他系统组件协同工作达到最佳效果。支持到场/视频直播测试,资深专家全程指导。
实验室地址: 成都 提交需求>
可定制波导隔离器频率覆盖5.5GHz~110GHz,插损损低至0.25dB、隔离度、正向方向功率、封装尺寸参数。
最小起订量: 1pcs 提交需求>
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