M57962AL集成电路：厚膜驱动器

M57962AL适用于驱动大功率IGBT器件，可根据其内部的自保护功能对其应用电路进行安全可靠设计。该模块采用双电源驱动，有过电流过电压检测电路和保证IGBT可靠通断电路。能够安全地驱动开关、变频器中的大功率IGBT。

1.M57962AL内部电路组成及其特点

（1）内部电路组成

M57962AL是日本三菱公司生产的专用驱动模块。其内部结构框图如图4-17所示。

（2）M57962AL主要特点

M57962AL的主要特点有：

1）采用高速光耦合器隔离，绝缘强度高达2500VAC/min。

2）输入输出电平与TTL电平兼容，适于单片机控制。

图4-17 M57962AL内部结构框图

3）内部有定时逻辑短路保护电路，同时具有延时保护特性。

4）具有可靠通断措施（采用双电源）。

5）驱动功率大，可以驱动600A/600V或400A/1200V的IGBT。

2.M57962AL引脚排列及主要性能参数

（1）M57962AL的引脚排列

M57962AL采用厚模单列直插式封装，其引脚图如图4-18所示。从左至右依次编号，其中9～12脚为空脚。1脚和2脚为故障检测输入端；4脚为接正电源V_CC；5脚为驱动信号输出；6脚为接负电源V_EE；8脚为故障信号输出端；13脚和14脚为驱动信号输入端。

（2）主要性能参数

M57962AL的主要性能参数见表4-8。

图4-18 M57962AL的引脚图(www.xing528.com)

表4-8 M57962AL的主要性能参数（T_A=25℃）

3.基本参数的选取：

（1）V_CC、V_EE的选取

由于IGBT导通后的管压降与所加正向栅压有关，在漏源电流一定的情况下，正向栅压增加时，通态压降下降，器件导通损耗减小。但若发生过电流或短路，正向栅压越高，则电流幅值越高，IGBT越易损坏。对集电极额定电流为200A的IGBT来说，V_CC选择+12V～+15V比较合适，在这一点通态接近饱和值，是IGBT工作的最佳点。而为使IGBT在关断期间可靠截止，给处于截止状态的IGBT外加-10V左右的反向栅压V_EE比较合适。

（2）稳压管的合理选择

驱动器M57962AL通过检测IGBT的通态饱和压降（即1脚的电压V₁）来判断是否过电流，当检测出IGBT的栅极和源极同为高电平时就判断为过电流，此时降低栅极驱动电压。并通过光耦合器向控制电路发出故障信号。IGBT正常工作时的通态压降一般为2.5～3.0V。而M57962AL的过电流检测端的阀值电压V_CS设计为10V。虽然如此高的阀值电压对诸如桥臂直通、负载短路等情况有一定的保护作用。但动作非常迟缓，甚至起不到保护作用。因此必须降低过流保护阀值，方法是在检测端串联一稳压管D2，通过实验来确定稳压管的稳压值，应满足如下关系：

V₁=V_CE+V_D1+V_D2 （4-4）

当芯片1脚的电压V₁达到过电流检测端的阀值电压V_CS，M57962AL采用软降栅压，同时发出故障信号。V_D2选取越大则允许的V_CE越小，IGBT允许流过的电流值也越小。

（3）抗干扰电容C的选择

M57962AL利用引脚2、4之间的电容C可以对短路保护检测时间进行调整，应用比较灵活。若2脚悬空，短路保护检测时间为2.6μs，保护动作非常迅速，但短路反应太灵敏常常引起误动作。为此M57962A通过调节2、4引脚间的电容C来调节保护时间。图4-19a所示为V_CC=15V、V_EE=-10V，T_m=25°G时短路检测反应时间与抗干扰电容C之间的关系，对此保护动作时间应小于10μs，考虑从采样短路信号到实施动作延时，在做实验时选取1000pF左右的电容，保护时间大约为3μs。若保护仍然过于敏感，可改用3300pF的电容，此时保护时间约为6μs选用。

图4-19 M57962AL检测时间与保护电容的关系及应用电路

a）检测时间与保护电容的关系 b）外围应用电路

（4）故障保护输出光耦合器的选用

故障保护输出信号经光耦合器传递给上级控制电路，光耦合器参数选择不合理常常引起误动作，若选用4N25，常出现干扰信号，而采用快速光耦合器PC817可减少干扰信号。

（5）栅极电阻的选择

栅极电阻的选择对IGBT驱动相当重要，其影响着开通与关断的性能。R_G小时，可减少开关时间与开关损耗，但浪涌电压高。R_G大时，则相反。一般应根据厂家手册上推荐的数据，在1～10倍之间选取。然后，经实验波形来分析确定。在开关频率较低时，可选偏大些。

M57962AL的应用电路如图4-19b所示，在图4-19b所示的电路具有IGBT过电流、过电压保护功能。当检测到输入1端的电压为7V时，判定为电路短路，立即通过光耦合器输出关断信号，从而使5端输出低电平将IGBT的栅极和发射极两端置于负向偏置，使IGBT可靠关断。同时，输出故障信号使故障输出端（8端）为低电平，从而驱动外接的保护电路工作。延时2～3s后，若检测到13脚为高电平，则M57962AL恢复工作。稳压管VS1用于防止VD1击穿而损坏M57962AL，R_G为限流电阻，VS2和VS3起限幅作用，以确保IGBT可靠开通与关断，而不被误导通或击穿。