【应用】低成本电容隔离驱动芯片SI8261用于驱动1kW伺服驱动器制动IGBT单管

时间： 2018-12-07 来源：世强

技术问答

1kW伺服驱动器通常由整流、制动、IPM三部分组成，框图如图1所示，传统的1kW伺服驱动器制动部分采用1颗驱动光耦来驱动制动IGBT单管，由于光耦采用环氧材料和光耦合垂直叠放技术，导致光耦的成本相对过高，本方案伺服驱动器制动部分通过采用二氧化硅材料和横向叠放CMOS集成电容技术的SILICON LABS低成本电容隔离驱动芯片 SI8261，能够较大程度缓解客户的成本压力。

图1 1kW伺服驱动器框图

Silicon Labs公司的电容隔离驱动芯片Si8261，可PIN-TO-PIN替代行业内主流驱动光耦芯片，器件成本更低，可降低产品设计成本，提升产品市场竞争力。

使用Si8261作为制动IGBT驱动芯片，具有以下优势特点：

1. 相比其它光耦驱动方案，SI8261本身的价格会更低，在刹车制动电路的设计上具有更低的设计成本优势；

2. SI8261原边具有的导通电流在6mA-30mA，作为设计者可以在原设计基础上无改动的条件下实现设计；

3. SI8261满足宽的供电电压范围6.5V-30V，留有更大的余量进行IGBT的开通和关断电压设计同时，还能满足芯片在超过实际设计时比如15V开通，-9V的关断的电压余量，防止芯片由于电压波动损坏；

4. 芯片的最大副边工作绝缘有效电压具有1414V，1140V，891V，630V可供选择，另外驱动电流具有4A和0.6A，封装兼具SOIC-8，DIP8，LGA8，SDIP6等，与主流的驱动芯片可以实现pin to pin替换，另外又节省设计者的选取参数时间，降低开发成本；

5. 相比其它的光耦低共模抑制比指标，SI8261的CMTI可达50KV/us，对信号的抗干扰能力更强；另外芯片还具有3.75KV，5KV的隔离电压可供选择，满足不同的设计需求；

6. 针对芯片本身的保护能力，SI8261具有5V，8V，12V的欠压保护可满足不同的设计需求，大大的提高设计速度及可靠性；

7. 在可靠性方面，SI8261具有60ns的低延时时间，比同类型的驱动芯片延时时间低，提供控制的精准度；另外具有宽的工作温度-40℃-125℃，隔离电压达5KV，支持10KV的浪涌电压能力，提高系统的可靠性；

以上是世强代理的Silicon Labs公司的电容隔离驱动芯片Si8261在低成本1kW伺服驱动器中的应用，另外想获知框图中包含的其它单元部分器件，可参阅具体方案《低成本1kW伺服驱动器优选器件方案》。

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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

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

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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

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

IGBT驱动波形中米勒平台产生的原理是什么？

IGBT驱动波形中米勒平台产生的原理当IGBT在开关时普遍会遇到的一个问题即寄生米勒电容开通期间的米勒平台。米勒效应在单电源门极驱动的应用中影响是很明显的。基于门极G与集电极C之间的耦合，在IGBT关断期间会产生一个很高的瞬态dv/dt，这样会引发门极VGE间电压升高而导通，这是一个潜在的风险，因此为了规避这个风险，有源米勒钳位功能应运而生。图1：下管IGBT因寄生米勒电容而导通有源米勒钳位解决方案要想避免RG优化、CG损耗和效率、负电源供电成本增加等问题，另一种方法是使门极和发射极之间发生短路，这种方法可以避免IGBT不经意的打开。具体操作方法是在门极与射极之间增加三级管，当VGE电压达到某个值时，门极与射极的短路开关(三级管)将被触发。这样流经米勒电容的电流将被增加的三极管截断而不会流向VOUT。这种技术被称为有源米勒钳位技术，具体方法见如下图2。图2：有源米勒钳位采用外加三极管一般选用的隔离驱动芯片（以Silicon Labs Si8285为例）通过IGBT栅极和集电极间寄生电容C_CG及Si8285副边VH pin、外部RH及内部PMOS源极电阻RSS、内部NMOS等对IGBT门极电荷进行放电来达到软关断效果。直至最后退饱和工作完成，故障通过FLT pin隔离输出，反馈给MCU。

技术问答发布时间 : 2018-10-18

Si826x 5KV LED EMULATOR INPUT, 4.0 A ISOLATED GATE DRIVERS

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

数据手册 - SILICON LABS - Rev. 1.51 - 3/2020 PDF 英文下载查看更多版本

Si826x 5KV LED EMULATOR INPUT, 4.0 A ISOLATED GATE DRIVERS

型号- SI8261AAD-C-IS,SI8261BCC-C-IP,SI8261ABD-C-IS,SI8261BBD-C-IS,SI8261ACC-C-IP,SI8261ACC-C-IS,SI8261BCC-C-IS,SI8261BAD-C-IS,SI8261BAC-C-IP,SI8261BBC-C-IS,SI8261ABC-C-IS,SI8261AAC-C-IP,SI826X,SI8261AAC-C-IS,SI8261BAC-C-IS,SI8261BBC-C-IP,SI8261ACD-C-IS,SI8261ABC-C-IP,SI8261BCD-C-IS

数据手册 - SILICON LABS - Rev. 1.4 - 12/17 PDF 英文下载

Si826x 5 KV LED EMULATOR INPUT, 4.0 A ISOLATED GATE DRIVERS

数据手册 - SILICON LABS - Rev. 1.51 - 3/2020 PDF 英文下载

Si826x 5KV LED EMULATOR INPUT, 4.0 A ISOLATED GATE DRIVERS

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

数据手册 - SILICON LABS - Rev. 1.4 - 12/17 PDF 英文下载收起

碾压光耦！5.0kVRMS电压隔离+10kV浪涌保护的隔离器

Silicon Labs推出的隔离式栅极驱动器Si8261可替代传统的光耦隔离方案，无论从成本，还是产品可靠性上均更具优势，相信会成为未来主流的高性价比设计方案。

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Silicon Labs（芯科科技）Si826x 隔离门驱动器数据手册

描述- Si826x 5 KV LED EMULATOR INPUT, 4.0 A ISOLATED GATE DRIVERS 数据手册

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

数据手册 - SILICON LABS - Rev. 1.5 - 2019年8月26日 PDF 英文下载

【PCN】Release of Automotive Grade Isolation Devices（200902851）

型号- 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

产品变更通知及停产信息 - SILICON LABS - 9/1/2020 PDF 英文下载

数字隔离器选型：速度高达150M的Silicon Labs数字隔离器，成熟应用于新能源汽车，医疗，工业控制等领域

Silicon Labs数字隔离器产品具有低功耗，最多可达8通道，提供良好的电磁兼容性，有效避免外部电磁干扰，全系产品均过AEC-Q100车规级认证，常年备库存，价格便宜20%。世强是Silicon Labs数字隔离器代理商，可提供Silicon Labs数字隔离器新产品新技术、技术资料、Silicon Labs数字隔离器选型，Silicon Labs数字隔离器供应等服务。

原厂动态发布时间 : 2018-06-11

40037519 CERTIFICATE OF CONFORMITY WITH FACTORY SURVEILLANCE

型号- SIB712AC-B,SI8711BC-B,SI8735BC,SI8720BC-A,SI8261BBC-C,SI8622BT,SI8715BD-A,SI8640ET,SI8631ET,SI8710CC-B,SI8641BT,SI8261ACC-C,SI8635ET,SI8710AD-B,SI8261AAD-C,SI8645BT,SI8712BC-B,SIB620BT,SIB712BC-B,SI8711CD-B,SI8711AC-B,SI8261BCC-C,SIB261BBD-C,SI8719BD-A,SI8621ET,SI8710BD-B,SI8642ET,SI8261ABC-C,SI8631BT,SI8261BAD-C,SIB620ET,SI8635BT,SI8712AC-B,SI8712CD-B,SIB261ABD-C,SI8716BC-A,SIB712CC-B,SI8711BD-B,SIB920AC,SI8736BC,SI8261BBD-C,SIB261BAD-C,SI8621BT,SI8717BC-A,SI8920BD,SI8715BC-A,SI8630ET,SI8710AC-B,SI8710CD-B,SI8640BT,SI8261ACD-C,SI8642BT,SI8261AAC-C,SI8712BD-B,SIB261AAD-C,SI8920AD,SI8711CC-B,SI871BBC-A,SI8711AD-B,SI8261CAC-C,SIB920BC,SI8261BAC-C,SI8261BCD-C,SI8719BC-A,SI8622ET,SI8710BC-B,SI8641ET,SI8630BT,SI8645ET,SI8261ABD-C,SI8712AD-B,SI8718BC-A,SI8638BT,SI8712CC-B

测试报告 - SILICON LABS - 2017-12-15 PDF 英文下载