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新型IGBT/MOSFET驱动模块SKHI22A/B
摘要：SKHI22A/B是德国西门康（SEMIKRON）公司推出的一种新型的IGBT/MOSFET的驱动模块。文章介绍了SKHI22A/B的主要结构特点和功能，给出了它的具体应用电路。１ 概述
ＳＫＨＩ系列驱动模块是德国西门康（ＳＥＭＩＫＲＯＮ）公司推出的一种新型ＩＧＢＴ／ＭＯＳＦＥＴ驱动模块。ＳＫＨＩ系列驱动模块主要有以下特点：
●仅需一个不需隔离的＋１５Ｖ电源供电?
●抗ｄＶ／ｄｔ能力可以达到７５ｋＶ／μｓ?
●控制电路和ＩＧＢＴ主电路之间的隔离电压可以达到４ｋＶ
●输出峰值电流可以达到３０Ａ?
●同一桥臂上下开关管驱动信号具有互锁功能，可以防止两个开关管的贯穿导通?
●死区时间、ＶＣＥ的监控、ＲＧＯＮ／ＯＦＦ可以分别调节，因而可以对不同用户的特殊需求进行优化?
●可以输出差错信号以通知控制系统?
●具有过流、欠压保护功能。
下面主要以ＳＫＨＩ２２Ａ为例，对ＳＫＨＩ系列驱动模块进行介绍。
２ 内部结构及原理
ＳＫＨＩ２２Ａ／Ｂ引脚功能排列如表１所列。图１所示是ＳＫＨＩ系列驱动器的内部电路原理图。
表1 SKHI22A的引脚功能
２．１ ＳＫＨＩ２２Ａ／Ｂ的脉冲整形电路
ＳＫＨＩ中的脉冲整形电路的作用是在控制ＩＢＧＴ的脉冲信号输入后，用短脉冲抑制电路对脉冲宽度小于５００ｎｓ的开关脉冲进行抑制，以使其不能传递到ＩＧＢＴ，这样可以有效的抑制电磁干扰引起的电压尖峰对开关管的误触发，从而提高驱动电路的抗干扰能力。另外，模块还可以对输入的触发脉冲进行整形（例如常用的ＳＧ３５２５芯片所产生的脉冲在上升沿往往有电压尖峰，而且在脉冲高低电平时有时电平会有波动），而且在经过ＳＫＨＩ整形输出以后，波形已十分标准，因而能可靠地对ＩＧＢＴ进行控制。
２．２ ＳＫＨＩ２２Ａ／Ｂ的脉冲互锁电路
脉冲互锁电路的互锁时间由外接端子ＴＤＴ１、
ＴＤＴ２和ＳＥＣＥＬＴ所接的高低电平来决定。同时可由这三个端子进行数字调节（ＳＫＨＩ２２Ａ只有ＴＤＴ２）。这种设计可以使不同开关速度的开关器件的互锁时间均大于ＩＧＢＴ的关断延迟时间，从而避免贯穿导通。
２．３ ＳＫＨＩ２２Ａ／Ｂ的欠压保护电路
模块内部欠压保护电路的作用是当电源电压低于＋１３Ｖ时，将差错输出端的电平拉低，以输出差错信号。
以上三部分控制电路被集成在一块ＡＳＩＣ中，与一般的分立元件组成的电路相比，这样可以大大的提高控制电路的抗干扰能力，同时可靠性也得到了提高。另外，ＳＫＨＩ系列器件的初级（控制部分）和次级（主电路部分）之间还可通过变压器实现隔离。
２．４ ＳＫＨＩ２２Ａ／Ｂ驱动器的输出级
ＳＫＨＩ驱动器件的输出级采用ＭＯＳＦＥＴ晶体管互补电路的形式以降低驱动源的内阻，同时可加速ＩＧ-ＢＴ的关断过程。图２所示是其输出级电路。图中，ＭＯＳＦＥＴ的源极分别和外部端子进行连接，这样即可通过分别串接的ＲＯＮ和ＲＯＦＦ调节ＩＧＢＴ的开通和关断速度；内部集成电压源可提高模块的可靠性；通过调节电源电压可以在不减小ＶＧＥ的情况下提供满功率输出脉冲，从而防止因ＩＧＢＴ退出饱和而损坏。
２．５ ＳＫＨＩ２２Ａ／Ｂ的短路保护
ＳＫＨＩ模块利用“延时搜索过电流保护”方法?通过检测ＩＧＢＴ通态压降的变化来实现ＩＧＢＴ的过电流保护。当电路出现短路时，出错信号将由ＶＣＥ输入并通过脉冲变压器传递到差错控制器，以封锁所有到ＩＧＢＴ的脉冲并触发出错信号端（Ｐ１０）。该模块通过调节检测ＶＣＥ电压信号的延时可以避免错误短路信号；其内部带有故障缺省记忆功能，可以防止重复的高电流脉冲对开关管的损坏，经过几个重复的高脉冲之后可以永久封闭脉冲输出。此外，它还同时带有差错信号输出，可以通知主控制板做出相应的动作。
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