作者：微叶科技 时间：2015-09-07 18:00
M57962AL适用于驱动大功率IGBT器件，可根据其内部的自保护功能对其应用电路进行安全可靠设计。该模块采用双电源驱动，有过电流过电压检测电路和保证IGBT可靠通断电路。能够安全地驱动开关、变频器中的大功率IGBT。
1． M57962AL内部电路组成及其特点
(1)内部电路组成
M57962AL是日本三菱公司生产的专用驱动模块。其内部结构框图如图1所示。
图1 M57962AL内部结构框图
(2)M57962AL主要特点
M57962AL的主要特点有：
1)采用高速光耦合器隔离，绝缘强度高达2500VAC/min。
2)输入输出电平与TI’L电平兼容，适于单片机控制。
3)内部有定时逻辑短路保护电路，同时具有延时保护特性。
4)具有可靠通断措施（采用双电源）。
5)驱动功率大，可以驱动600A/600V或400 A/1200V的IGBT。
2．M57962AL引脚排列及主要性能参数
(1) M57962AL的引脚排列
M57962AL采用厚模单列直插式封装，其引脚图如图2所示。从左至右依次编号，其中9~12脚为空脚。1脚和2脚为故障检测输入端；4脚为接正电源Vcc；5脚为驱动信号输出；6脚为接负电源VEE；8脚为故障信号输出端；13脚和14脚为驱动信号输入端。
图2 M57962AL的引脚图
(2) 主要性能参数
M57962AL的主要性能参数见表1。 表1 M57962AL的主要性能参数（TA=25℃）
参数 条件 额定值
供电电压Vcc 直流 18V
VEE 直流 —15V
输入电压Vi 加在13脚和14脚 —1~7V
输出电压Vo 高电平输出 Vcc
输出电流Iou 脉宽2μsf=20kHz 5A
隔离电压 正弦60Hz 2500V/min
外壳温度 85℃
工作温度 —25~60℃
存储温度 —25~100℃
故障输出电流 加在8脚 20mA
检测电压 加在1脚 50V
3．基本参数的选取：
(1) Vcc、VEE的选取
由于IGBT导通后的管压降与所加正向栅压有关，在漏源电流一定的情况下，正向栅压增加时，通态压降下降，器件导通损耗减小。但若发生过电流或短路，正向栅压越高，则电流幅值越高，IGBT越易损坏。对集电极额定电流为200A的IGBT来说，Vcc选择+12V~+15V LC较合适，在这一点通态接近饱和值，是IGBT工作的最佳点。而为使ICBT在关断期间可靠截止，给处于截止状态的IGBT外加-10V左右的反向栅压VEE比较合适。
(2) 稳压管的合理选择
驱动器M57962AL通过检测IGBT的通态饱和压降（即1脚的电压V1）来判断是否过电流，当检测出IGBT的栅极和源极同为高电平时就判断为过电流，此时降低栅极驱动电压。并通过光耦合器向控制电路发出故障信号。IGBT正常工作时的通态压降一般为2.5-3.0V。而M57962AL的过电流检测端的阀值电压VCS设计为10V。虽然如此高的阀值电压对诸如桥臂直通、负载短路等情况有一定的保护作用。但动作非常迟缓，甚至起不到保护作用。因此必须降低过流保护阀值，方法是在检测端串联一稳压管D2，通过实验来确定稳压管的稳压值，应满足如下关系： Vl=VCE+VDl+VD2
当芯片1脚的电压Vl达到过电流检测端的阀值电压VCS，M57962AL采用软降栅压，同时发出故障信号。VD2选取越大则允许的VCE越小，IGBT允许流过的电流值也越小。
(3) 抗干扰电容C的选择
M57962AL利用引脚2、4之间的电容C可以对短路保护检测时间进行调整，应用比较灵活。若2脚悬空，短路保护检测时间为2.6μs，保护动作非常迅速，但短路反应太灵敏常常引起误动作。为此M57962A通过调节2、4引脚问的电容C来调节保护时间。图3a所示为Vcc=15V、VEE=—10V，Tm=25℃时短路检测反应时间与抗干扰电容C之间的关系，对此保护动作时间应小于10μs，考虑从采样短路信号到实施动作延时，在做实验时选取l000pF左右的电容，保护时间大约为3μs。若保护仍然过于敏感，可改用3300pF的电容，此时保护时间约为6μs选用。
图3 M57962AL检测时间与保护电容的关系及应用电路
a)检测时间与保护电容的关系b）外围应用电路
(4)故障保护输出光耦合器的选用
故障保护输出信号经光耦合器传递给上级控制电路，光耦合器参数选择不合理常常引起误动作，若选用4N25，常出现干扰信号，而采用快速光耦合器PC817可减少干扰信号。
(5)栅极电阻的选择
栅极电阻的选择对IGBT驱动相当重要，其影响着开通与关断的性能。RG小时，可减少开关时间与开关损耗，但浪涌电压高。RG大时，则相反。一般应根据厂家手册上推荐的数据，在1~10倍之间选取。然后，经实验波形来分析确定。在开关频率较低时，可选偏大些。
M57962AL的应用电路如图3b所示，在图3b所示的电路具有IGBT过电流、过电压保护功能。当检测到输入1端的电压为7V时，判定为电路短路，立即通过光耦合器输出关断信号，从而使5端输出低电平将IGBT的栅极和发射极两端置于负向偏置，使IGBT可靠关断。同时，输出故障信号使故障输出端（8端）为低电平，从而驱动外接的保护电路工作。延时2~3s后，若检测到13脚为高电平，则M57962AL恢复工作。稳压管VS1用于防止VD1击穿而损坏M57962AL，RG为限流电阻，VS2和VS3起限幅作用，以确保IGBT可靠开通与关断，而不被误导通或击穿。
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