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前言: 过年爱犯懒，但工作继续，梦想前行，今天说说IGBT驱动芯片的功能，说到IGBT的驱动设计一个关键部分是驱动芯片外围电路的设计，驱动芯片的功能有哪些，驱动芯片外围电路的设计包括哪些，都是做好驱动需要了解的，下面以英飞凌1ED020I12FTA为例进行介绍。 一、芯片功能介绍 英飞凌1ED020I12FTA是一款比较常用的驱动芯片，配套英飞凌的大部分IGBT的驱动设计。其内部结构图如下图1所示，驱动芯片内部采用了无芯传输技术传输将输入与输出连接，输入侧引脚包括电源引脚VCC1-GND1,PWM输入引脚IN+与IN-,复位引脚RST,故障引脚FLT,以及RDY信号。输出侧引脚包括电源VCC2-GND2-VEE2,钳位引脚CLAMP,PWM输出引脚OUT,IGBT饱和压降监测引脚DESAT，以及两级关断引脚TLSET。输入输出侧电源内部电路都具备欠压保护功能。输入侧将PWM信号传递到输出侧，输出侧将故障及RDY信号反馈到输入侧。 图1-英飞凌1ED020I12FTA驱动芯片内部结构图 二、短路保护功能 2.1为什么驱动芯片要做短路保护 电机控制器在IGBT模块质量及外围电路正常的情况下，驱动侧的高压短路一般出现在电机侧，电机侧的短路又分为电机相间短路与相对地的短路，而这些短路现象最终反映在电机控制器内部是IGBT集电极电流的急速上升。因此驱动芯片对于IGBT集电极电流侧监测是短路保护的主要手段，后续会做专题的电机控制器短路分析，在此不做详细说明。如图2所示为实测短路时集电极电流与IGBT的UCE电压之间的曲线图，短路时集电极电流可达到5.9KA,UCE之间的电压上升到16.86V。 2.2驱动短路保护的实现 DESAT引脚是驱动芯片监测IGBT短路故障的主要输入引脚。当出现短路时，IGBT的集电极电流会急剧上升，如上图1所示，集电极电流的上升引起IGBT集电极与发射极间的电压UCE升高，驱动芯片的DESAT引脚通过一个电阻和一个二极管连接到IGBT的集电极上，参考地为IGBT的发射极，即IGBT的UCE电压。DESAT引脚外围电路如图3所示。 图3 驱动芯片DESAT引脚短路保护简图 当IGBT由于过载或者短路过流发生时，UCE电压升高，导致驱动芯片外部电路二极管D1负极电压升高，D1截止。驱动芯片内部电路由于内部有上拉电压VCC2(15V)在DESAT引脚产生一个高电压，该电压与芯片内部9V电压通过芯片内部比较器K3进行比较，比较结果给芯片内部逻辑电路，输出故障信号。同时，该故障信号通过内部与门电路参与关断芯片的PWM输出，上报故障信号到芯片的FLT（16）引脚，FLT引脚输出低电平。故障信号通过无芯传输技术传输给芯片低压侧的故障引脚FLT，故障信号通常可用指示灯显示。该短路故障指示过程所需时间大概4微秒左右,可以及时关断IGBT，该保护方式是最快且有效的IGBT保护方式。 三、总结 IGBT驱动芯片的短路保护功能是电机控制器短路保护最及时有效的硬件保护方式，在系统出现短路时可以避免电机控制器IGBT的炸机，而具体电机控制器的短路保护也不止于本文内容，后续会持续更新相关介绍，如果您对此感兴趣请持续关注公众号：新能源汽车电机控制器，微信号：motor_controller。如果内容对您有帮助欢迎点赞，转发收藏。感谢大家持续关注，由于文章均为本人原创，为多年工作经验积累总结，更新较慢，希望能对您有所帮助。
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