富士混合 IC 驱动器 EXB850/EXB851/EXB840/EXB841 使用说明 用于隔离栅双极性晶体管（IGBT）的富士混合 IC 驱动器 使用说明 一． 介绍 隔离栅双极性晶体管（IGBT ）正日益广泛地应用于小体积，低噪音，高特性的电源， 逆变器，不间断电源（UPS）以及电机速度控制装置之中。 用于 IGBT 的富士混合 IC 驱动器吸取了 IGBT 的全部优点而开发。 二． n 特点 不同的系列 标准系列：最大 10kHz 运行 高速系列：最大 40kHz 运行 这些系列包括了全部 IGBT 产品范围 n 内装用于高隔离电压的光耦合器：2500VAC 一分钟 n 单供电操作 n 内装过流保护电路 n 过流保护输出 n 高密度安装的 SIL 封装 三． 应用 n 通用逆变器和电机控制 n 伺服控制 n 不间断电源（U PS） n 电焊机 四． 综合图表 IGBT 标准型 600V IGBT drive 150A EXB850 1200V IGBT drive 400A EXB851 75A 300A EXB850 EXB851 高速型 EXB840 EXB841 EXB840 注：1．标准型：驱动电路信号延迟；大到 4μs（最大） 2．高速型：驱动电路信号延迟；大到 1.5μs（最大） EXB841 五． 尺寸，ｍｍ ＥＸＢ８５０／ＥＸＢ８４０ ＥＸＢ８５１／ＥＸＢ８４１ 第1页 富士混合 IC 驱动器 EXB850/EXB851/EXB840/EXB841 使用说明 六． 功能方框图 全部 EXB 系列的共同表示发 脚 码 说 明 七． n ① ② 连接用于反向偏置电源的滤波电容 电源（+20V） ③ ④ ⑤ 驱动输出 用于连接外部电容，以防止过流保 护电路误动作（绝大部分场合不需 要电容。） 过流保护输出 ⑥ ⑦ ⑧ 集电极电压监视 不接 ⑨ ⑩ ⑾ 电源（ov） 不接 ⒁ 驱动信号输入（－） 驱动信号输入（＋） 额定参数和特性 绝对最大额定值 额定值 EXB850 EXB851 EXB840 EXB841 《中容量》 《大容量》 符号 Supply voltage 供电中压 Vcc 25 V 光耦合器输入电流 Iin 10 MA 正向偏置输出电流 Ig1 PW=2μs,duty at 0.05 or less 1.5 4.0 A 反向偏置输出电流 Ig2 PW=2μs,duty at 0.05 or less 1.5 4.0 A AC 50/60Hz, 1minute 2500 V Tc -10 to +85 ℃ Tstg -25 to +125 ℃ 输入／输出隔离电压 条件 单 项目 VISO 工作表面温度 存贮温度 位 n 推荐的运行条件 推荐工作条件 项目 供电电压 光耦合器输入电流 符号 Vcc Iin 标准型 EXB850 EXB851 高速型 EXB840 EXB841 20±1 单位 V 5 10 第2页 mA 富士混合 IC 驱动器 EXB850/EXB851/EXB840/EXB841 使用说明 n 电特性 额定参数 符 项目 EXB840，EXB841 （高速） EXB850，EXB851 （中速） Min Min 条件 号 Typ Max Typ 单位 Max Turn-on time 1 导通时间 ton Vcc=20V, IF=5mA 1.5 2.0 μsec Turn-on time 2 导通时间 toff Vcc=20V, IF=5mA 1.5 4.0 μsec 过流保护电压 tocp Vcc=20V, IF=5mA 过流保护延迟 tocp Vcc=20V, IF=5mA 10 10 μsec 延迟 tALM Vcc=20V, IF=5mA 1 1 μsec 7.5 7.5 反向偏置电源电压 tRB Vcc=20V 5 注：EXB850 和 EXB851（中速）需应用电路所示的 IF 过驱动。 八． 5 V V 应用电路 EXB850 应用电路 EXB850 为混合 IC 能驱动高达 150A 的 600V IGBT 和高达 75A 的 1200V IGBT 由于驱 动电路的信号延迟＜μS，所以此混合 IC 适用于高达大约 10KHZ 速度的开关操作。 1. 使用此混合 IC 时请注意以下方面： n IGBT 栅射极驱动 回路接线必需小于 n n n 1m IGBT 栅射极驱动 接线应为绞线。 如在 IGT 集电极产 生大的电压尖脉 冲，那么增加 IGBT 栅串联电阻（RG ）。 33 μF（＃）电容 器吸收由电源接线 阻抗而引起的供电 电压变化。它不是 电源滤波器电容 器。 推荐的栅电阻和电流损耗 IGBT 额定值 600V 10A 15A 30A 50A 75A 100A 150A 1200V 250Ω 8A 150Ω 15A 82Ω 25A 50Ω 33Ω 50A 25Ω 75A 15Ω RG Icc 5kHz 10kHz 24mA 24mA 25mA 26mA 29mA 15kHz 25mA 27mA 32mA 第3页 富士混合 IC 驱动器 EXB850/EXB851/EXB840/EXB841 使用说明 2. EXB851 应用电路 EXB851 是混合 IC 能驱动高达 400A 的 600V IGBT 和 高 达 300A 的 1200V IGBT 。因为驱动 电路信号延迟≤4μs．所以此混 合 IC．适用于高约 10kHZ 的开 关操作。使用此混合 IC 时请注 意以下方面 n IGBT 的栅射极驱动回 路接线必需小于 lin． n IGBT 的栅射极驱动接 线应为绞线。 n 如果在 IGBT 的集电极 产生大的电压尖脉冲， 那么增加 IGBT 的栅串 联电阻（RG）。 n 47 μF（＃）电容器吸收由电源接线阻抗引起的供电电压变化。它不是电源滤波器 电容器。 推荐的栅电阻和电流损耗 IGBT 额定值 600V 200A 300A 400 A – 5kHz 200A 12Ω 27mA 150A 8.2Ω 29mA 200A 5Ω 30mA 300A 33Ω 34mA 10kz 15kHz 31mA 34mA 34mA 39mA 37mA 44mA 44mA 54mA 1200V RG Icc 3．EXB840 应用电路 EXB840 是混合 IC 能驱动高 达 150A的 600V IGBT 和高达 75A 的 1200V IGBT ．因为驱动电路信 号延迟≤１μs，所以此混合 IC 适 用于高约 40KHz 的开关操作，当 使用此混合 IC 时请注意以下方 面： n IGBT 的栅射极驱动回路 接线必需小于 lm。 n IGBT 的栅射极驱动接线 应用绞线。 n 果在 IGBT 的集电极产 生大的电压尖脉冲，那么 增加 IGBT 的珊串联电 阻（RG）。 n 33μF（＃）电容器吸收由于电源接线阻抗而引起的供电电压变化。它不是电源滤 波器的电容器。 第4页 富士混合 IC 驱动器 EXB850/EXB851/EXB840/EXB841 使用说明 推荐的栅电阻和电流损耗 600V 10A IGBT 额定位 1200V RG Icc 250Ω 5kHz 10kHz 15kHz 15A 8A 30A 15A 50A 25A 75A - 100A 50A 150A 75A 150Ω 82Ω 50Ω 17mA 33Ω 25Ω 15Ω 19mA 17mA 18mA 20mA 18mA 22mA 25mA 4．EXB841 应用电路 EXB841 是混合 IC 能驱动 高达 400A的 600V IGBT 和高达 300A 的 1200V IGBT 。因为驱动 电路信号延迟≤lμs，所以此混 合 IC 适用于高约 40KHZ 的开关 操作。当使用混合 IC 时注意如 下方面： n IG BT 的珊射极驱动 回路接线一定要小于 1m。 n IGBT 的栅射驱动接线 应为绞线。 n 如果在 IGBT 集电极产 生大的电压尖脉冲，那 么增加 IGBT 的珊串联 电阻（RG）。 n 47 μF（＃）电容器吸引由于电源接线附抗引起的供电电压变化。它不是电源滤波 器的电容器。 推荐的栅电阻和电流损耗 IGBT 额定值 600V 1200V RG 200A 200A 12Ω 300A 150A 8.2Ω 400 A 200A 5Ω – 300A 3.3Ω 5kHz 10kHz 20mA 24mA 22mA 27mA 23mA 30mA 27mA 37mA 15kHz 27mA 32mA 37mA 47mA 九． 操作 1. 概要 以下内部功能只使 IGBT 获得最充分的应用。 n 信号隔离电路 n 驱动放大器 n 过流检测器 n 低速过流切断电路 n 栅关断电源 第5页 富士混合 IC 驱动器 EXB850/EXB851/EXB840/EXB841 使用说明 2．信号隔离电路 具有高隔离电压的光耦合器用作信号隔离，因此此混合 IC 能被用在 480VAC 为动力的 设备上。因为驱动电路信号延迟依赖于光耦合器的特性，所以按照混合 IC 的规格来选择高 速或通用光耦合器。 3．过流检测 IGBT 能抵抗仅 10μs 的短路过流，所以必须有极快的保护电路。 此混合 IC 装有一个过流保护电路。按照驱动信号与集电极电压之间的关 系检测过流。 过流检测的原理示于右图。当集电极电压高时，虽然加入开信号也认 为存在过流。 VCE 低 VCE 高 开信号 失信号 正常 – 过流 正常 4．低速过流切断电路 作为对过流的响应，低速切断电路慢速关断 IGBT。 当以正常驱动速度切断过流时，产生的集电极电压尖脉冲 足以损坏 IGBT。 低速切断电路保护 IGBT 而不被损坏。（低速切断电路对于 ≤10μs 期间的过流不动作）。 5．栅关断电源 IGBT 需要一个＋15V 开栅电压以获得一个低 开电压，以及－５V 关栅电压，以防止关状态时的错 动作。 这是一个内装电路，可从 20V 供电产生恒电 压，以实现 IGBT 栅关断。不要加外部电压到脚 1。 十． 注意 1. 输入电路与输出电路分开 输入电路（光耦合器）接线远离输出电路接线 以保证有适当的绝缘强度和高的噪音阻抗。 2. 在推荐的操作条件下使用 如果遵守第 7 部分推荐的操作条件，IGBT 工 作最佳。 n 注意由于超过了 IGBT 栅电压；所以过高驱动供电电压会损坏 IGBT ，并且不足的 驱动电压会不正常地增加 IGBT 的 ON 电压。 n 注意过高的输入电流会增加驱动电路的信号延迟，并且不足的输入电流会引起驱动 电路操作不稳定。 n 注意不足的栅电阻能增加 IGBT 和稳流二极管的开关噪音。 n 注意没能遵守推荐的操作条件的地方。 第6页 富士混合 IC 驱动器 EXB850/EXB851/EXB840/EXB841 使用说明 十一． 操作波型 1. EXB850 操作条件 Vcc=20V Iin=4Ma IGBT 模块 2MB150-060 第7页 富士混合 IC 驱动器 EXB850/EXB851/EXB840/EXB841 使用说明 2. EXB841 操作条件 Vcc=20V Iin=4Ma 2MB150-060 IGBT 模块 输入－输出波型 过流波型与 EXB851 一样 第8页