变频器中的EXB8系列简介

    EXB8系列（FUJIELECTRIC公司生产）    随着有些电气设备对三相逆变器输出性能要求的提高及逆变器本身的原因，在现有的许多逆变器中，逆变单元IGBT的驱动与保护和主电路电流的检测分别由不同的电路来完成。这种驱动方式既提高了逆变器的性能，又提高了IGBT的工作效率，使IGBT更好地在安全工作区工作。这类芯片有富士公司的EXB8系列、夏普公司的PC929等。在这里，我们主要针对EXB8系列做一介绍。    EXB8系列集成芯片是一种专用于IGBT的集驱动、保护等功能于一体的复合集成电路，广泛用于逆变器和电机驱动用变频器、伺服电机驱动、UPS、感应加热和电焊设备等工业领域，具有以下的特点。    ①不同的系列适用于不同频率(标准系列可用于达到10kHz开关频率工作的IGBT，高速系列可用于达到40kHz开关频率工作的IGBT)。    ②内置的光耦可隔离高达2500V/min的电压。    ③单电源的供电电压使其应用起来更为方便。    ④内置的过流保护功能使得IGBT能够更加安全地工作。    ⑤具有过流检测输出信号。    ⑥单列直插式封装使其具有高密度的安装方式。    常用的EXB8系列主要有标准系列的EXB850和EXB851，高速系列的EXB840和EXB841。其主要应用场合如表1-5所示。EXB8系列的功能方框图见图1-19。    EXB8系列使用不同的型号，可以驱动电流高达400A、电压高达1200V的各种型号的IGBT。由于驱动电路的信号延迟时间分为两种：标准型(EXB850、EXB851)≤4μs，高速型(EXB840、EXB841)≤1μS，所以标准型的IC适用于频率高达10kHz的开关操作，而高速型的IC适用于频率高达40kHz的开关操作。在应用电路的设计中，应注意以下几个方面的问题：    表1-5    EXB8系列的主要应用场合
    IGBT     600V IGBT的驱动     1200V IGBT的驱动     ≤150A     <400A     ≤75A     ≤300A     标准系列     EXB850     EXB851     EXB850     EXB851     高速系列     EXB840     EXB841     EXB840     EXB841     注：1．标准系列：驱动电路中的信号延迟≤4μs。    2．高速系列：驱动电路中的信号延迟≤1. 5μs。
    图1-19     EXB8系列的功能方框图    ①IGBT栅、射极驱动电路接线必须小于1m；    ②IGBT栅、射极驱动电路接线应为双绞线；    ③如想在IGBT集电极产生大的电压尖脉冲，那么增加IGBT栅极串联电阻(Rg)即可。    EXB8系列的使用特点如下。    ①EXB8系列的驱动芯片是通过检测IGBT在导通过程中的饱和压降Uce来实施对IGBT的过电流保护的。对于IGBT的过电流处理完全由驱动芯片自身完成，对于电机驱动用的三相逆变器实现无跳闸控制有较大的帮助。    ②EXB8系列的驱动芯片对IGBT过电流保护的处理采用了软关断方式，因此主电路的du/dt比硬关断时小了许多，这对IGBT的使用较为有利，是值得重视的一个优点。    ③EXB8系列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。    ④EXB8系列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，该类芯片为单电源供电，IGBT的关断负电压信号是由芯片内部产生的-5V信号，容易受到外部的干扰。因此对于300A以上的IGBT或者IGBT并联时，就需要考虑别的驱动芯片，比如三菱公司的M57962L等。    EXB841驱动IGBT时，由于EXB8系列芯片内部具备过流保护功能，当IGBT过流时，采用了软关断方式关断IGBT，所以IGBT中电流是一个较缓的斜坡下降，IGBT关断时的di/dt明显减少，这在一定程度上减小了对控制电路的过流保护性能的要求。