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新型IGBT/MOSFET驅動模塊SKHI22A/B
摘要：SKHI22A/B是德國西門康（SEMIKRON）公司推出的一種新型的IGBT/MOSFET的驅動模塊。文章介紹了SKHI22A/B的主要結構特點和功能，給出了它的具體應用電路。１ 概述
ＳＫＨＩ系列驅動模塊是德國西門康（ＳＥＭＩＫＲＯＮ）公司推出的一種新型ＩＧＢＴ／ＭＯＳＦＥＴ驅動模塊。ＳＫＨＩ系列驅動模塊主要有以下特點：
●僅需一個不需隔離的＋１５Ｖ電源供電?
●抗ｄＶ／ｄｔ能力可以達到７５ｋＶ／μｓ?
●控制電路和ＩＧＢＴ主電路之間的隔離電壓可以達到４ｋＶ
●輸出峰值電流可以達到３０Ａ?
●同一橋臂上下開關管驅動信號具有互鎖功能，可以防止兩個開關管的貫穿導通?
●死區時間、ＶＣＥ的監控、ＲＧＯＮ／ＯＦＦ可以分別調節，因而可以對不同用戶的特殊需求進行優化?
●可以輸出差錯信號以通知控制系統?
●具有過流、欠壓保護功能。
下面主要以ＳＫＨＩ２２Ａ為例，對ＳＫＨＩ系列驅動模塊進行介紹。
２ 內部結構及原理
ＳＫＨＩ２２Ａ／Ｂ引腳功能排列如表１所列。圖１所示是ＳＫＨＩ系列驅動器的內部電路原理圖。
表1 SKHI22A的引腳功能
２．１ ＳＫＨＩ２２Ａ／Ｂ的脈沖整形電路
ＳＫＨＩ中的脈沖整形電路的作用是在控制ＩＢＧＴ的脈沖信號輸入后，用短脈沖抑制電路對脈沖寬度小于５００ｎｓ的開關脈沖進行抑制，以使其不能傳遞到ＩＧＢＴ，這樣可以有效的抑制電磁干擾引起的電壓尖峰對開關管的誤觸發，從而提高驅動電路的抗干擾能力。另外，模塊還可以對輸入的觸發脈沖進行整形（例如常用的ＳＧ３５２５芯片所產生的脈沖在上升沿往往有電壓尖峰，而且在脈沖高低電平時有時電平會有波動），而且在經過ＳＫＨＩ整形輸出以后，波形已十分標準，因而能可靠地對ＩＧＢＴ進行控制。
２．２ ＳＫＨＩ２２Ａ／Ｂ的脈沖互鎖電路
脈沖互鎖電路的互鎖時間由外接端子ＴＤＴ１、
ＴＤＴ２和ＳＥＣＥＬＴ所接的高低電平來決定。同時可由這三個端子進行數字調節（ＳＫＨＩ２２Ａ只有ＴＤＴ２）。這種設計可以使不同開關速度的開關器件的互鎖時間均大于ＩＧＢＴ的關斷延遲時間，從而避免貫穿導通。
２．３ ＳＫＨＩ２２Ａ／Ｂ的欠壓保護電路
模塊內部欠壓保護電路的作用是當電源電壓低于＋１３Ｖ時，將差錯輸出端的電平拉低，以輸出差錯信號。
以上三部分控制電路被集成在一塊ＡＳＩＣ中，與一般的分立元件組成的電路相比，這樣可以大大的提高控制電路的抗干擾能力，同時可靠性也得到了提高。另外，ＳＫＨＩ系列器件的初級（控制部分）和次級（主電路部分）之間還可通過變壓器實現隔離。
２．４ ＳＫＨＩ２２Ａ／Ｂ驅動器的輸出級
ＳＫＨＩ驅動器件的輸出級采用ＭＯＳＦＥＴ晶體管互補電路的形式以降低驅動源的內阻，同時可加速ＩＧ-ＢＴ的關斷過程。圖２所示是其輸出級電路。圖中，ＭＯＳＦＥＴ的源極分別和外部端子進行連接，這樣即可通過分別串接的ＲＯＮ和ＲＯＦＦ調節ＩＧＢＴ的開通和關斷速度；內部集成電壓源可提高模塊的可靠性；通過調節電源電壓可以在不減小ＶＧＥ的情況下提供滿功率輸出脈沖，從而防止因ＩＧＢＴ退出飽和而損壞。
２．５ ＳＫＨＩ２２Ａ／Ｂ的短路保護
ＳＫＨＩ模塊利用“延時搜索過電流保護”方法?通過檢測ＩＧＢＴ通態壓降的變化來實現ＩＧＢＴ的過電流保護。當電路出現短路時，出錯信號將由ＶＣＥ輸入并通過脈沖變壓器傳遞到差錯控制器，以封鎖所有到ＩＧＢＴ的脈沖并觸發出錯信號端（Ｐ１０）。該模塊通過調節檢測ＶＣＥ電壓信號的延時可以避免錯誤短路信號；其內部帶有故障缺省記憶功能，可以防止重復的高電流脈沖對開關管的損壞，經過幾個重復的高脈沖之后可以永久封閉脈沖輸出。此外，它還同時帶有差錯信號輸出，可以通知主控制板做出相應的動作。
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