【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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技术问答 发布时间 : 2018-04-28
【产品】金芯诚亚克力胶锂电池专用的PI黑膜高温胶带，总厚度0.05-0.085mm可选，支持定制
金芯诚原膜选用高品质耐高温的PI黑膜（非染色膜），表面做了耐高温涂层处理，具有出色的绝缘性、耐温性和耐酸碱性及耐酒精擦拭。有黑色及哑黑两种颜色可供选择，同时有提供模切加工复底膜的相同材料，方便一次性加工成型使用。
产品 发布时间 : 2022-11-02
东胜Pi Home Assistant网关支持WIFI、蓝牙等协议，成为连接更多支持协议的设备的强大助手
Home Assistant是一个免费的开源软件平台，用于管理和自动化您家中的电子设备。它为各种智能家居设备制造商提供连接，为语音控制和自动化等功能的便捷实施铺平了道路。
产品 发布时间 : 2024-09-18
【产品】黑色感光PI保护膜PI-B045-BR，用于PCB表面保护、绝缘及防氧化
赛伍推出的黑色感光PI保护膜PI-B045-BR是在1000级净化环境下生产，以改性PI为使用层的阻焊性油墨膜，用于PCB表面保护、绝缘及防氧化等作用。
产品 发布时间 : 2023-06-02
【产品】赛伍推出的白色高反感光PI膜PI-W050-BR，具有更高的反射率和表面平整度
赛伍推出的白色高反感光PI膜PI-W050-BR是在1000级净化环境下生产，以改性PI为使用层的阻焊性油墨膜，用于nimiLED基板反射，取代油墨印刷，具有更高的反射率、表面平整度，并且制程环保。
产品 发布时间 : 2023-04-25
现货市场
品牌：PI
品类：Energy Efficient, High-Power Off-Line Switcher with Accurate Primary-Side Regulation (PSR)
价格：￥4.0974
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：￥6.6060
现货：3,840
品牌：PI
品类：Energy Efficient, High-Power Off-Line Switcher with Accurate Primary-Side Regulation (PSR)
价格：￥3.2612
现货：3,840
品牌：PI
品类：Energy Efficient, High-Power Off-Line Switcher with Accurate Primary-Side Regulation (PSR)
价格：￥5.0172
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>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
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