IR的集成HVIC技术实现了完备的保护功能,与基于光耦或变压器的

分立元件方案相比,可减少电路面积一半

全球领先的功率管理技术公司IR日前发布了一系列带有完备保护功能的高压IGBT控制集成电路。与基于光耦或变压器的分立元件的传统方案相比,新方案除了功能先进之外,噪声免疫力更高,并将使用元器件数减少30%,占用的电路板面积缩减一半。新推出的IC系列包括1200V及600V的栅极驱动集成电路及电流传感接口集成电路,应用领域为换向电机驱动器、通用换向电路、开关电源SMPS和不间断电源UPS。

IR中国及香港销售总监严国富指出：采用IR高压IC技术开发的新型栅极驱动及传感IC实现了在微小电路上整合过去只有高端设备才具备的完备功能,如接地失效保护等。这一新器件将为低端工业应用和伺服驱动,以及其他必须严格控制成本的电器开辟了崭新的开发路径。

采用IGBT或MOSFET进行功率转换,必须对短路、过流和接地错误等进行保护。为完成保护功能,除了保护电路之外,还必须对错误状态通过传感元件进行检测。IR此次发布的驱动IC和传感IC满足了上述要求,同时减少了使用元件的数量,简化了电路。

适宜工业应用的1200V HVIC

共有5款采用IR的HVIC技术开发的1200V栅极驱动器。

IR22381是一款模拟三相IGBT栅极驱动器。死区时间仅为0.5微秒,比类似的光耦驱动器快十倍。IR22381还大幅减少了温度漂移以及器件性能随时间而发生的变化。

集成退饱和功能提供了所有的过流保护模式,包括接地、穿通和相间短路保护。过流状态可触发软关断,随即关断所有六路输出。器件带有一个关断输入,可用来定制关断功能。IR22381还带有可编程死区时间,输出驱动器带有独立的开通和关断管脚,并具备两级输出开通,以获得需要的IGBT dv/dt开关水平。电压反馈提供了精确测量,自举电源功能省却了对辅助电源的需要。

IR2277和IR22771是一组用于电机驱动的高速单相电流传感IC,带有同步采样功能。电流通过一个外置分流电阻检测,用一个精密的双斜率系统将模拟电压值转化为离散的时间序列值。该时间序列经过电平转换,毋需附加逻辑电路,即可提供适于DSP和模数接口的数字PWM输出。最大采样速率为每秒40k,适用于最高频率20kHz的非对称PWM调制,20kHz频率下的最大延迟为7.5微秒。器件还带有一个双向电平转换噪声免疫电路,可抗最高达50V/ns的共模dv/dt噪声。IR2277提供模拟输出及PWM输出,IR22771只提供PWM输出。

IR2214和IR22141用于驱动功率开关半桥电路和三相380V交流电路,80°C时最大电流50A。与光耦方案相比,IR2214和IR22141栅极驱动器在使用中更稳定,并提供了参数匹配功能,如高低端通道的传输延迟、死区时间插入等。其高端静态电流很低,并可用以启动节省空间和成本的自举电路。多相应用时,IGBT退饱和的错误反馈可自动关断IGBT。IR2214带有高低端退饱和检测及内部电阻偏置, IR22141带有有源退饱和二极管偏置。IR2214和IR22141可通过专用管脚相连,防止系统的相间短路。输入和输出管脚与3.3V CMOS阈值兼容,简化了与微处理器的接口。独立的电源地和信号地管脚可实现发射极分流器配置,简化了对低端IGBT电流的检测。器件采用SSOP-24封装。

适宜电器应用的600V HVIC

考虑到电器的马达驱动以及更广泛的通用换向电路应用,IR还推出了1200V HVIC的600V版本。其中,IR21381为模拟三相驱动器,类似于IR22381。IR2177和IR21771分别是IR2277和IR22771的600V版本。IR2114和IR21141分别是IR2214和IR22141的600V版本。

设计支持

新器件的数据表可查阅IR网站www.irf.com。其他相关的设计辅助工具包括：

• IRMD22381Q为IR22381和IR21381的演示电路板,是一套完整的采用30A功率模块的AC及无刷电机驱动器
• IRMD2214SS为IR2214、IR22141、IR2114和IR21141的评估板
• IRCS2277S为IR2277和IR2177的参考设计包

IR高压集成电路（HVIC）技术

IR专有的HVIC技术是用以设计驱动MOSFET和IGBT产品的理想选择。栅极驱动器输出采用抗锁定CMOS电路设计。该技术将低压驱动和高压电平转换整合在一起,开发出在单一IC芯片上的高低端栅极驱动器。