【经验】实现IGBT驱动互锁芯片SI8261，在保障功能同时又可以降低设计成本

时间： 2018-08-28 来源：世强

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IGBT是常用的功率器件，由于做逆变开关管使用，往往以桥臂式存在，所以在做IGBT驱动时往往要考虑桥臂直通的风险，主流的做法是通过控制芯片来实现IGBT驱动信号的死区时间设置，保证驱动信号不同时为高，这种做法可能在驱动信号受干扰情况下，也会造成桥臂直通炸管的风险；另一种驱动IGBT的方法则是通过驱动芯片自身来形成驱动信号互锁，防止IGBT桥臂直通炸管风险，这是一种比较简单可靠的设计方法，在伺服和变频大量的运用。SILICON LABS推出的Si8261 IGBT驱动芯片可以满足互锁驱动需求，另外在成本上比目前光耦驱动方案低，在保障功能同时又可以降低设计成本。

图1为常用的光耦做互锁驱动IGBT的运用，电阻RI为限流电阻，满足原边发光二极管十几个毫安电流导通，通过发光二极管将驱动信号传输到副边来驱动IGBT,这种驱动方法只能允许一路驱动芯片导通，而另一路则因为反压，发光二极管处于截止状态，驱动信号不能传递到副边；该方法实现了同一时间只会有同桥臂的一个IGBT管导通，另一个IGBT管是截止状态，这样有效避免了IGBT的直通风险。但是由于目前光耦价格不是很便宜，而产品会有成本压力，这种实现互锁的方法可以通过另一种相对低成本的SI8261驱动芯片来实现；图2是SI8261做驱动互锁的设计，通过R1和R2来实现限流，由于SI8261的原边侧属于模拟等效发光二极管，在反向截止时只需要控制反向电流不超过10mA就可以；正向电流不超过30mA即可。

图1 光耦驱动互锁运用

图2 SI8261驱动互锁运用

图3 SI8261原边模拟等效发光二极管

图3是等效发光二极管的电路，具有与方管二极管一样的特性，通过ESD二极管和稳压管来实现；所以在驱动芯片互锁设计时需要与光耦的区别主要是控制反向的电流；比如正向电流16mA,反向控制在5Ma;则计算R1，R2取值如下：

正向电流I_f=V_in-2.2V/(R1+R2)

反向电流I_r=V_in-0.7V/(R1+R2)

通过计算，选择合理的R1和R2可以实现SI8261互锁的运用；相比光耦的好处如下：

1）具有4A的驱动能力，驱动能力更强，在某些功率段不加推挽的情况下可以直接驱动IGBT；

2）支持宽的工作温度范围-40℃-125℃，满足不同温度的工作需求；

3）支持5KV的绝缘耐压，并且通过AEC-Q100认证，保障芯片高可靠性；

4）高于50KV/us的CMTI，提升芯片的抗干扰能力；

5）属于轨到轨输出，支持副边电压6.5V-30V,信号的延时时间低于60ns，满足高速传输要求；

6）从成本上考虑，SI8261具有更好的性价比优势，满足目前产品成本需求；

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全部评论（5）

海锋 Lv9. 科学家 2018-10-18

学习了
Clarence Lv8. 研究员 2018-10-15

学习
Jin Lv8. 研究员 2018-09-26

不错！
LiuSir Lv7. 资深专家 2018-08-28

了解一下
小伟 Lv7. 资深专家 2018-08-28

不错，收藏了！

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型号- MKS4J022202D00MSSD,10-FZ12NMA080NS03-M260F,0505025.MX52LEP,TFLEX HD300,BGM111,C2M1000170D,EFR32MG13P732F512GM48-C,RBN75H125S1GP4-A0,10-FY12NMA160SH01-M820F18,KT05,PS9402,SGM6022,MLX91208,28R1101-000,28R0610-000,30-FT12NMA160SH-M669F28,PS9031,LSIC2SD120E30CC,30-FT12NMA200SH-M660F08,LXXXX 15.00/05/90 4.5SN GR,28R1476-100,92ML,LX 15.00/05/90 4.5SN GR BX,MKS4J033305D00KSSD,TPCM780,RC12-6-01LS,SMBJ18CA,28R1953-000,PS9531L3,SI86XX,28B0141-000,WDU50N,SGM6032,WGM110,R5F56514FDLJ,C4D30120D,WDU70N,RBN40H125S1GPQ-A0,C2M0080120D,V23990-P629-L43,SGM2019,LSIC1MO120E0080,SID11X2K,SI8261BCD-C-IS

WEIDMUELLER,LITTELFUSE,LAIRD,SILICON LABS,WIMA,RENESAS,VINCOTECH,STANDEX-MEDER,II-VI MARLOW,WOLFSPEED,PI,ROGERS,MELEXIS,SGMICRO - 优选器件方案 - V2.1

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型号- TFLEX HD300,C3M0065090D,C2M1000170D,10-F124NID150SH03-LG18F98,10-F124NIE150SH03-LG28F98,RA-8565SA,PS9402,MLX91208,10-F124NIX150SH03-LGX8F98,28R1101-000,28R0610-000,LSIC2SD120E30CC,28R1476-100,92ML,TPCM780,RC12-6-01LS,SMBJ18CA,KT05-1A-BV88622,28R1953-000,28B0141-000,WGM110,R5F56514FDLJ,WM 4C,C4D30120D,10-FY09S2A065ME-L869L08,SID1152K,SI8621BD-B-IS,SI8261BCD-C-IS,SID11X2K

WEIDMUELLER,LITTELFUSE,LAIRD,SILICON LABS,CREE,RENESAS,VINCOTECH,STANDEX-MEDER,II-VI MARLOW,EPSON,PI,ROGERS,MELEXIS - 优选器件方案 - V1.1

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型号- SI8261ABD-C-IS,SI8261BBD-C-IS,ACPL-3130,HCPL-3120,SI8261BAC-C-IP,SI8261AAC-C-IP,ACPL-0302,SI826XXBX,SI8261AAC-C-IS,SI8261BAC-C-IS,SI8261AAD-C-IS,SI8261BBC-AS,SI826XAXX,SI8261BCC-C-IP,SI8261ACC-C-IP,ACPL-3020,SI8261ACC-C-IS,SI8261BCC-C-IS,HCNW3130,SI8261BAD-C-IS,SI826XXCX,HCNW3120,SI8261BBC-C-IS,SI8261ABC-C-IS,SI826XXAX,SI826X,SI826XBXX,SI8261BBC-C-IP,SI8261ABC-C-IP,SI8261ACD-C-IS,SI8261BCD-C-IS

2019年8月26日 - SILICON LABS - 数据手册 - Rev. 1.5 代理服务技术支持批量订货

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型号- SI8261ABD-C-IS,SI8261BBD-C-IS,SI8261BAC-C-IP,SI8261BCD-AS,SI8261AAC-C-IP,SI826XXBX,SI8261AAC-C-IS,SI8261BAC-C-IS,SI8261AAD-C-IS,SI8261BBC-AS,SI8261BBC-AP,SI826XAXX,SI8261BCC-C-IP,SI8261ACC-C-IP,SI8261ACC-C-IS,SI8261BCC-C-IS,SI8261BAD-C-IS,SI826XXCX,SI8261BBC-C-IS,SI8261ABC-C-IS,SI826X,SI826XXAX,SI826XBXX,SI8261BCC-AS,SI8261BBC-C-IP,SI8261ABC-C-IP,SI8261ACD-C-IS,SI8261BCD-C-IS