【導讀】俗話(huà)說(shuō)，好馬配好鞍，好IGBT自然也要配備好的驅動(dòng)IC。一顆好的驅動(dòng)不僅要提供足夠的驅動(dòng)功率，最好還要有完善的保護功能，例如退飽和保護、兩電平關(guān)斷、軟關(guān)斷、欠壓保護等，為IGBT的安全運行保駕護航。
然而有保護功能的驅動(dòng)芯片，大部分的參數都是固定的，或者是只能靠外圍器件進(jìn)行粗放的調節。對于退飽和保護來(lái)說(shuō)，內部電流源的電流是固定的，短路消隱時(shí)間只能靠調節外接電容大小來(lái)調整。對于兩電平關(guān)斷功能來(lái)說(shuō)，兩電平持續的時(shí)間和電位需要靠外接電容和齊納二極管來(lái)實(shí)現。而軟關(guān)斷電流及米勒鉗位電流對于某一顆芯片來(lái)說(shuō)也是固定的，無(wú)法調整。這樣芯片的適用范圍就受到了限制，而且增加了BOM成本。
然而，英飛凌最新推出的X3系列驅動(dòng)芯片——1ED34X1及1ED38X0即將打破這種刻板印象。最高可達64檔的參數調節究竟能給IGBT應用帶來(lái)怎樣的益處？
1ED34X1是模擬控制芯片，1ED38X0是純數字芯片系列。它們外觀(guān)采用了300mil的寬體封裝。Pin腳數量與前代1ED020I12系列保持一致，都是16pin，但是pin腳間距從2.54mm降低到1.27mm，排布更加緊湊。
1ED34X1
1ED38X0
然而細看1ED34X1的PIN腳分布，可以發(fā)現這顆芯片最特別的地方在于原邊兩個(gè)控制PIN腳ADJA和ADJB。這兩個(gè)引腳連接不同阻值的電阻即可方便地調節退飽和保護功能的延遲以及濾波時(shí)間、兩電平關(guān)斷的電位及持續時(shí)間等參數。
而1ED38X0是純數字芯片，通過(guò)標準的I2C總線(xiàn)進(jìn)行參數配置，SCL與SDA是串行I/O及時(shí)鐘輸入接口?？梢詫?shí)現對多個(gè)參數的最高64個(gè)檔位的個(gè)性化設定。
數字化的驅動(dòng)芯片究竟有何過(guò)人之處？我們來(lái)一一揭曉
01 短路延遲及消隱時(shí)間可編程！
以往短路保護消隱時(shí)間需要通過(guò)外接電容來(lái)實(shí)現，而X3系列則不需要外接電容。其中，1ED34X1通過(guò)ADJB引腳連接不同阻值的電阻可設置不同的消隱時(shí)間，共有16檔可調。典型外圍電路設置如下圖。
短路保護時(shí)序圖如下圖所示。其中，tDESATleb是門(mén)極開(kāi)啟到DESAT功能被激活的時(shí)間。在此期間DESAT功能禁用，這是為了防止功率器件開(kāi)通過(guò)程中震蕩引起DESAT誤觸發(fā)。tDESATleb時(shí)間過(guò)后，芯片內部偏置電流開(kāi)始從DESAT pin流經(jīng)功率器件。當短路發(fā)生后，DESAT引腳的電位迅速上升到退飽和閾值電壓VDESAT。在經(jīng)過(guò)一定的濾波時(shí)間tDESATfilter之后，芯片內部比較器翻轉。再經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的延遲之后，輸出被拉低，系統報錯。
在1ED34X1中，退飽和閾值電壓是傳統的9.2V。而在1ED38X0中，退飽和閾值電壓也是可以調整的，閾值電壓從1.8V到9.2V，有18檔可以調節。
在整個(gè)退飽和過(guò)程中，tDESATfilter是一個(gè)重要的參數，它標志著(zhù)從DESAT腳電位達到9V，到比較器翻轉的時(shí)間。在經(jīng)典的1ED020I12-F2中，這一數值是250ns。這個(gè)時(shí)間太短，所以需外接DESAT電容來(lái)設定消隱時(shí)間。但在1ED34X1中，tDESATfilter從1575ns到3975ns，8檔可調。對于短路時(shí)間5us以下的器件，這個(gè)濾波時(shí)間足夠用了。這樣一來(lái)，傳統標配的退飽和電容完全可以省了！
1ED38X0的調節更加靈活，Tdesatled從0ns到3150ns有64檔可調，而tDESATfilter從0ns到6000ns有32檔可調！
1ED34X1和1ED38X0也支持經(jīng)典的退飽和電路。這樣，濾波時(shí)間tDESATfilter就要和外接電容所導致的消隱時(shí)間tblanking相疊加，形成一個(gè)相對較長(cháng)的短路保護反應時(shí)間。
有外接退飽和電容的1ED34X1
02 可調節的軟關(guān)斷電流！
1ED34x1還具有在故障情況下軟關(guān)斷的功能。在器件出現過(guò)流故障的情況下，驅動(dòng)芯片將會(huì )使用較低的電流關(guān)斷IGBT，將會(huì )減慢IGBT的di/dt，避免出現過(guò)高的電壓尖峰損壞IGBT。軟關(guān)斷的參數通過(guò) ADJA連接的電阻可調。系列中每一款芯片都有16檔關(guān)斷電流，ADJA電阻與軟關(guān)斷電流關(guān)系如下表所示。
1ED38X0也有軟關(guān)斷功能，軟關(guān)斷電流范圍根據型號不同而有所區別，各有16檔可調。
● 1ED3830M:15mA-233mA
● 1ED3860M:29mA-466mA
● 1ED3890M:44mA-699mA
03 擴展的米勒鉗位能力
就米勒鉗位而言，1ED34X1系列產(chǎn)品按鉗位方式分為兩種。一種是直接鉗位，例如1ED3431，即直接把clamp pin接到IGBT的門(mén)極。這種情況下鉗位電流的典型值是2A，適用于100A以下的IGBT。
另一種方式是在clamp PIN外接一個(gè)N-MOSFET，來(lái)擴展鉗位電流，以適應更大電流IGBT的需求。例如1ED3461及1ED3491。根據外接NMOS型號的不同，鉗位電流最大可擴展到20A。
對于1ED38X0來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)編程設定采用直接鉗位或者外接MOS進(jìn)行鉗位。而且鉗位延遲8檔可調。
04 兩電平關(guān)斷
1ED38X0有兩電平關(guān)斷功能，有4個(gè)相關(guān)參數，皆可調整。其中，關(guān)斷電平VTLTOFF從4.25V到12V，每0.25V為一檔位，共有32檔可調，兩電平關(guān)斷時(shí)間tTLToff同樣32檔可調。
這么多參數，是不是已經(jīng)眼花繚亂了？然而事情并沒(méi)有結束，1ED34X1與1ED38X0較上一代的改進(jìn)還有很多！
● 1ED34X1與1ED38X0采用16pin寬體封裝，通過(guò)了VDE 0884-11認證，符合加強絕緣標準。
● 1ED34X1與1ED38X0系列最高輸出電流可達9A。領(lǐng)導再也不用擔心輸出電流不夠用了！還省了推挽電路的BOM及成本，采購也夸我是省料小能手！
● 1ED34X1與1ED38X0能不能驅動(dòng)SiC？必須能！精確的退飽和時(shí)間設定簡(jiǎn)直就是為SiC量身定做，哪怕SiC的短路時(shí)間低到2us也是游刃有余。
一張圖總結一下干貨
1ED34X1產(chǎn)品系列完整型號如下表
1ED34X1產(chǎn)品系列完整型號如下表
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