性能优良的混合双路驱动器集成电路

　　整个驱动器采用了模块封装形式，可以同时驱动两路信号。只用一路时，如使用输出1，将输出2的VCE2（S1）端和E2（S9）端短接。

　　2）内锁电路    内部具有双IGBT互锁电路，以防止两路信号同时为开态，1路IGBT的关信号与另1路IGBT的开信号互锁的典型时间tTD=2.7μs，可避免IGBT半桥直通，如图3所示。

图3 脉冲传输特性

　　3）窄脉冲抑制    如果开关脉冲过窄，脉冲变压器不能被充分励磁，且其输出端的耦合电容也不能被充分充电，这样，驱动器输出端触发器将保持原状态。窄脉冲抑制功能可以确保仅传送有效触发脉冲。

　　4）错误监控与存储     SKHI21/SKHI22的电路监控器主要有VS监控和VCE监控。当VS低于某一门限值或VCE高于某一门限值时，则SKHI21/SKHI22封锁输出驱动脉冲，防止被驱动功率开关器件损坏。

　　（1）电源监控    驱动器电源电压VS最小值为13V，如果低于该值，即产生错误信号，从而封锁驱动脉冲，电源达到其正常值（15V）且延时4μs以后，才允许输出脉冲。

　　（2）VCE监控    VCE监控主要用于监视IGBT开态时集电极和发射极间的电压VCE，VCE的门限为10V。如果IGBT的C、E间电压超出参考电压VCEREF，输出信号会立即为零，VCEREF是可变的。IGBT开启的瞬间高电压是允许的。VCEREF则用外接电阻RCE（连接在引脚CCE和E之间）设置，但不能超过10V。并联在RCE两端的电容CCE可用来增加VCEREF的延迟时间常数，此时间即为控制IGBT开通到VCE监控激活的最小时间。当IGBT的C、E间电压超过VCEREF的tmin时间后，VCE监控才起作用。

　　（3）Error存储错误存储单元可对错误监控电路提供的信号进行存储，一旦有“错误存储”将同时阻止对两个IGBT的开脉冲，当错误监控电路无脉冲输出且双路输出均为零时，错误存储才能被清除。错误存储信号送至“ERROR”端子，并可连接至控制电路。

　　4 典型应用

　　SKHI21/SKHI22的上述优良性能和特点，决定了它的单块可以用于单相半桥IGBT或MOSFET逆变器中，多块可用于单相全桥或三相全桥逆变器中。

　　SKHI21/SKHI22用于单相半桥逆变器中，典型应用电路如图4所示。信号经过驱动模块功率放大后，分别送到2个IGBT的C、E端。

图4 典型应用电路图

　　主要参数选择如下。

　　1）RTD的选择    在一些特定电路中，需要更长的内部互锁时间，可通过在脚RTD外接电阻来实现。由两个外接电阻RTD设置信号延迟时间，电阻接在引脚RTD和VS之间，其典型时间tTD=2.7＋0.13RTD，RTD<100kΩ。式中，RTD单位为kΩ。

　　2）RCE、CCE的选择

　　VCEstat的选择如图5所示。

图5 VCEstat与RCE的关系曲线

　　计算RCE（RCE>10kΩ）的公式为

VCEstat=[9RCE(kΩ)－25]/[10＋RCE(kΩ)]

　　式中：VCEstat的单位为V。

　　tmin(tmin<10μs)的选择

　　根据公式计算CCE(CCEmax=2.7nF)

tmin=CCE(nF)[10RCE(kΩ)/(10＋RCE)]×ln[(15－VCEstat(V))/(10－VCEstat)]

　　典型参数：RTD=0，RCE=24kΩ，CCE=330pF，VCEstat=5.6V，tmin=1.75μs。

　　3）RON、ROFF的选择    外接电阻RON用于设置IGBT开启速度，RON越大，开启速度越低，且续流二极管反向恢复峰值电流减小；外接电阻ROFF用于设置IGBT关断速度，ROFF越大，关断越慢，且寄生电感两端电压也下降。典型值：RONmin=3.3Ω，ROFFmin=3.3Ω。

　　4）IGBT模块过温保护电路的连接模块温度监控可由ERROR端与GND端连接双金属热保护器来实现。超过标定温度时，保护器触点打开，使ERROR端有错误信号输出。

　　5 结语

　　实践证明，SKHI21/SKHI22确实是一款性能优良的混合双路IGBT或MOSFET驱动器集成电路。