供应1700V IGBT模块驱动板2SD106AI原装价优
型号:2SD106AI
厂家:CONCEPT
产地:瑞士
封装:驱动板
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2 2sd106ai-17驱动模块简介及具体应用设计
2sd106ai-17是瑞士concept公司生产的scale系列驱动模块之一,其可靠性高、使用寿命长,主要应用于电机驱动技术、dc/dc变换器等需要驱动大功率igbt和mosfet的系统。它具有很强的驱动能力,最高驱动电流可达±6a,内部集成了短路和过流保护电路、欠压监测电路,仅需+15v电源供电,开关频率可高达100khz。与ipm集成驱动模块相比,需要更少的外部器件,还可以选择两种不同的工作模式,实现两个单管和半桥驱动。
2.1 驱动模块简介
图1为2sd106ai-17的内部结构框图,它由电子接口ldi,脉冲变压器,智能栅极驱动igd和+15v dc/dc电源组成。外部控制器输入的pwm信号首先进入ldi单元,由ldi模块进行编码处理进而通过脉冲变压器送到igd单元,脉冲变压器用于驱动信号的电气隔离,igd单元接收到编码后的脉冲信息,将其解码成原始的pwm信号,然后进行放大,用于触发外接的功率半导体器件。同时,igd模块内部集成了保护电路,当检测到igbt发生短路和过流故障时,其状态确认电路产生状态信号送到ldi单元,进而在控制电路中得以处理[2]。
图1 scale驱动模块内部框图
2.2 应用电路设计
2sd106ai-17有两种工作模式可供选择,一种为直接模式,另一种为半桥模式。在半桥模式中,由scale驱动模块内部产生所需的死区时间;而本文设计的系统中,选择直接模式,其驱动电路设计如图2所示,带死区的pwm信号由控制芯片内部产生,mod输入端接+15v,同时rc1和rc2接地,保证驱动处于直接模式。ina和inb为两路pwm输入端,
vl/reset通过一个上拉电阻接+15v,并通过一个5.1v的稳压管in4733接地,实验证明,当ina/b引脚直接输入3.3v逻辑电平时,只有vl/reset引脚稳定在合适电压时,驱动模块才能正常工作。状态输出信号so1和so2独立工作,控制器可以检测到其错误状态,并进行相应处理[3]。
由上述驱动电路生成的两路互补带死区的pwm波形如图3所示,此时示波器探头衰减10倍,容易看出2sd106ai-17输出的两路驱动信号的幅值为±15v,死区时间由微控制器产生,软件设定为6μs。
当微控制器采用svpwm调制技术时,2sd106ai-17其中一路输出经rc滤波后的波形如图4所示。svpwm波形是在正弦波的基础上叠加了三次谐波,可以大大提高直流母线电压的利用率,从而使电机的带载能力得到加强。
3 系统设计
将以上设计的驱动电路应用于混合动力汽车电机驱动系统中,系统框图如图5所示,本系统采用西门康公司生产的型号为skm400gb128b的igbt作为开关器件,其集电极峰值电流可达400a。电流检测采用lem公司的霍尔电流传感器,电机转子位置检测选用日本多摩川公司的正余弦旋转变压器,及其配套的解码芯片ad2s1200。控制部分选用ti公司型号为tms320f2812的数字信号处理器作为核心控制芯片,采用基于svpwm的矢量控制技术作为ipmsm的控制策略。
实验电机参数如下:磁极对数为8,额定电压168v,额定电流200a,额定转速3000r/min,额定转矩120 n·m。
在电机空载试验中,当ipmsm转速在120r/min时,示波器衰减10倍测得a、b两相之间的线电压波形如图6所示,从图6中可以看出,线电压波形畸变较小,波形较为理想。
图6 电机转速为120r/min时a、b两相之间的线电压波形
4 结束语
本文介绍了以concept公司的scale系列驱动模块2sd106ai-17为核心的驱动电路,并将其应用到本实验室自主研发的混合动力汽车电机驱动系统中。经过实验测试,验证了2sd106ai-17驱动模块的有效性,其较好的驱动能力适于车上的电机驱动系统。






