高性能厚膜驱动集成电路M57962L

1.引脚排列及主要性能参数

M57962L驱动器的印刷电路及外壳用环氧树脂封装，共有14根引脚，其外形与引脚排列如图4-13所示。M57962L驱动器引脚功能见表4-6。

图4-13 M57962L驱动器外形与引脚排列图

表4-6 M57962L驱动器引脚功能

M57962L的主要参数见表4-7。

表4-7 M57962L的主要参数

2.内部结构

图4-14 M57962L的内部结构框图

M57962L的内部集成了退饱和、检测和保护单元，当发生过电流时能快速响应但慢速关断IGBT，并向外部电路给出故障信号。它输出的正驱动电压为+15V，负驱动电压为-10V。其内部结构框图如图4-14所示。它由光耦合器、接口电路、检测电路、定时复位电路以及门关断电路组成。M57962L是N沟道大功率IGBT模块的驱动电路，能驱动600V/400A和1200V/400A的IGBT，M57962L具有以下几个特点：

1）采用快速型光耦合器实现电气隔离，适合20kHz左右的高频开关运行，光耦合器的原边已串联限流电阻（约185Ω），可将5V的电压直接加到输入侧；具有较高的输入输出隔离度（V_iso=2500Vrms）；(www.xing528.com)

2）采用双电源供电方式，以确保IGBT可靠通断；如果采用双电源驱动技术，其输出负栅压比较高。电源电压的极限值为+18V/-15V，一般取+15V/-10V；

3）内集成了短路和过电流保护电路。M57962L过电流保护电路是通过检测IGBT的饱和压降来判断IGBT是否过电流，一旦过电流，M57962L将对IGBT实施软关断，并输出过电流故障信号。

4）输入端为TTL门电平，适于单片机控制。信号传输延迟时间短，低电平转换为高电平的传输延迟时间以及高电平转换为低电平的传输延迟时间都在1.5μs以下。

3.应用电路

采用M57962L驱动器驱动IGBT的应用电路如图4-15所示，当IGBT过载（过电压、过电流）时，集电极电压上升至大于15V时，隔离二极管VD1截止，1脚为15V高电平，则驱动器将5脚置低电平，使IGBT截止，同时，8脚置低电平，使光耦合器工作，以驱动外接电路将输入端13脚置高电平。稳压二极管VS1用于防止VD1击穿而损坏M57962L。R_ext为限流电阻。VS3、VS2组成限幅器，以确保IGBT基极不被击穿。

图4-15 M57962L的典型应用实例

M57962L在驱动大功率IGBT时的典型应用电路如图4-16所示。在图4-16电路中，NPN和PNP构成的电压提升电路，该晶体管选用快速晶体管（t_f≤200ns），并且要有足够的电流增益以承载需要的电流。在使用M57962L驱动大功率IGBT时，应注意以下方面的问题：

图4-16 M57962L驱动大功率IGBT 模块时的典型电路

1）驱动芯片的最大输出电流峰值受栅极电阻R_G的最小值限制，例如，对于M57962L来说，R_G的允许值在5Ω左右，这个值对于大功率的IGBT来说高了一些，且当R_G较高时，会引起IGBT的开关上升时间t_d（on）、下降时间t_d（off）以及开关损耗的增大，在较高开关频率（5kHz以上）应用时，这些附加损耗是不可接受的。即便是这些附加损耗和较慢的开关时间可以被接受，驱动电路的功耗也必须考虑，当开关频率高到一定程度时（高于14kHz），会引起驱动芯片过热。

2）驱动电路缓慢的关断会使大功率IGBT的开关效率降低，这是因为大功率IGBT的栅极寄生电容相对比较大，而驱动电路的输出阻抗不够低。还有，驱动电路缓慢的关断还会使大功率IGBT需要较大的吸收电容。