EXB系列驱动器的应用电路设计

应用EXB850和EXB851驱动器分别能驱动150A/600V、75A/1200V、400A/600V、300A/1200V的IGBT，驱动电路信号延迟＜4μs，适用于高达10kHz的开关电路。EXB840和EXB841高速型驱动器分别能驱动150A/600V、75A/1200V、400A/600V、200A/1200V的IGBT，驱动电路信号延迟＜1μs，适用于高达40kHz的开关电路。如果IGBT集电极产生大的电压尖脉冲，可增大IGBT栅极串联电阻R_G来加以限制。

（1）EXB850应用电路

采用EXB850能驱动高达150A/600V的IGBT和高达75A/1200V的IGBT。由于驱动电路的信号延迟＜4μs，所以适用于10kHz速度的开关工作。在应用EXB850混合集成电路时应注意以下事项：

1）IGBT栅射极驱动回路接线长度必需小于1m。

2）IGBT栅射极驱动回路的连接导线应为双绞线，以减少干扰信号的影响。

3）若应用中IGBT集电极有电压尖脉冲产生，为抑制IGBT集电极产生的电压尖脉冲，应增加IGBT栅极串联电阻（R_G）的阻值。

EXB850的应用电路如图4-46所示，图中33μF电容器不是电源滤波器电容器，其功能是抑制因供电电源接线阻抗而引起的供电电压变化。EXB850的使用特点如下：

1）EXB850的驱动芯片是通过检测IGBT在导通过程中的饱和压降V_CE来实施对IGBT过电流保护的。对于IGBT的过电流处理完全由驱动芯片自身完成，对于电动机驱动用的三相逆变器实现无跳闸控制有较大的益处。

图4-46 EXB850的应用电路

2）EXB850的驱动芯片对IGBT过电流保护的处理采用了软关断方式，因此主电路的dv/dt比硬关断时小了许多，这对提高IGBT工作的可靠性和延长使用寿命有利。

3）EXB850驱动芯片内集成了功率放大电路，这在一定程度上提高了驱动电路的抗干扰能力。

4）EXB850的驱动芯片最大只能驱动1200V/300A的IGBT，并且它本身并不提倡外加功率放大电路。

EXB850的驱动芯片为单电源供电，IGBT关断所需的-5V电压信号是由芯片内部产生的，容易受到外部的干扰。因此对于300A以上的IGBT或者IGBT并联应用时，应考虑采用其他系列的驱动芯片，比如三菱公司的M57962L等。采用EXB850混合集成电路驱动IGBT时，推荐的栅电阻和电流损耗见表4-23。

表4-23 EXB850推荐的栅电阻和电流损耗

（2）EXB851应用电路

采用EXB851能驱动高达400A/600V的IGBT和高达300A/1200V的IGBT。因为驱动电路信号延迟≤4μs，所以适用于10kHz的开关工作。在应用EXB851混合集成电路时应注意以下事项：1）IGBT栅射极驱动回路接线长度必需小于1m。

2）IGBT栅射极驱动回路的连接导线应为双绞线，以减少干扰信号的影响。

3）若应用中IGBT集电极有的电压尖脉冲产生，为抑制IGBT集电极产生的电压尖脉冲，应增加IGBT的栅极串联电阻（R_G）的阻值。

EXB851的应用电路如图4-47所示，图中47μF电容器不是电源滤波器电容器，其功能是抑制由供电电源接线阻抗引起的供电电压变化。采用EXB851集成混合集成电路驱动IGBT时，推荐的栅电阻和电流损耗见表4-24。

图4-47 EXB851的应用电路

表4-24 EXB851应用中推荐的栅电阻和电流损耗

（3）EXB840应用电路

采用EXB840能驱动高达150A/600V的IGBT和高达75A/1200V的IGBT。因为驱动电路信号延迟≤1μs，所以适用于40kHz的开关工作，在应用EXB840时应注意以下事项：

1）IGBT栅射极驱动回路接线长度必需小于1m。

2）IGBT栅射极驱动回路的连接导线应为双绞线，以减少干扰信号的影响。(www.xing528.com)

3）若应用中IGBT集电极产生的电压尖脉冲，为抑制IGBT集电极产生的电压尖脉冲应增加IGBT栅极串联电阻（R_G）的阻值。

EXB840的应用电路如图4-48所示，图中33μF电容器不是电源滤波器的电容器，其功能是抑制由供电电源接线阻抗而引起的供电电压变化。采用EXB840混合集成电路驱动IGBT时，推荐的栅电阻和电流损耗见表4-25。

图4-48 EXB840的应用电路

表4-25 EXB840推荐的栅电阻和电流损耗

（4）EXB841应用电路

采用EXB841能驱动高达400A/600V的IGBT和高达300A/1200V的IGBT。因为驱动电路信号延迟≤1μs，所以适用于高约40kHz的开关工作。在应用EXB841时应注意以下事项：

1）IGBT栅射极驱动回路接线长度必需小于1m。

2）IGBT栅射极驱动回路的连接导线应为双绞线，以减少干扰信号的影响。

3）若应用中IGBT集电极有电压尖脉冲产生，为抑制IGBT集电极产生的电压尖脉冲，应增加IGBT栅极串联电阻（R_G）的阻值。

EXB841的应用电路如图4-49所示，图中47μF电容器不是电源滤波器的电容器，其功能是抑制由供电电源接线附抗引起的供电电压变化。采用EXB841混合集成电路驱动IGBT时，推荐的栅电阻和电流损耗见表4-26。

图4-49 EXB841的应用电路

表4-26 EXB841推荐的栅电阻和电流损耗

应用EXB841设计驱动电路应注意以下几个方面：

1）EXB841只有1.5μs的延时，慢关断动作时间约8μs，与使用手册上标明的“对<10μs的过电流不动作”是有区别的。

2）由于仅有1.5μs的延时，只要大于1.5μs的过流都会使慢关断电路工作。由于慢关断电路的放电时间常数t₂较小，充电时间常数t₃较大，两者相差10倍，因此慢关断电路一旦工作，即使短路现象很快消失，EXB841中的脚3输出也难以达到V_GE=+15V的正常值。如果EXB841的C₄已放电至终了值（3.6V），则它被充电至20V的时间约为140μs，与本脉冲关断时刻相距140μs以内的所有后续脉冲正电平都不会达到V_GE=+15V，即慢关断不仅影响本脉冲，而且可能影响后续的脉冲。

3）光耦合器IS01由+5V稳压管供电，但由于EXB841的脚1接在IGBT的E极，IGBT的开通和截止会造成其电位很大的跳动，可能会有浪涌尖峰，这无疑对EXB841可靠工作不利。另外，从其PCB实际走线来看，光耦合器阴极的8脚到稳压管VS2的走线很长，而且很靠近输出级（V4、V5），易受干扰。

4）IGBT开通和关断时，稳压管VS2易受浪涌电压和电流冲击，易损坏。另外，从PCB实际走线看，VS2的限流电阻R₁₀两端分别接在EXB841的1脚和2脚上，在实际电路测试时易被示波器探头等短路，从而可能损坏VS2，使EXB841不能继续使用。

EXB系列驱动器在应用中应注意的问题：

1）输入与输出电路应分开，即输入电路（光耦合器）接线远离输出电路，以保证有适当的绝缘强度和高的噪声阻抗。

2）使用时不应超过使用手册中给出的额定参数值，如果按照推荐的运行条件工作，IG-BT工作情况最佳。如果使用过高的驱动电压会损坏IGBT，而不足的驱动电压又会增加IG-BT的通态压降。过大的输入电流会增加驱动电路的信号延迟，而不足的输入电流会增加IG-BT和二极管的开关噪声。

3）IGBT的栅极-发射极回路的接线长度一定要小于1m，且应使用双绞线。

4）电路中的电容器C₁和C₂用来平抑因电源接线阻抗引起的供电电压变化，而不是作为电源滤波用。

5）增大IGBT的栅极串联电阻R_G，可抑制IGBT集电极产生大的电压尖脉冲。