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俗話說，好馬配好鞍，好 IGBT 自然也要配備好的驅(qū)動 IC。一顆好的驅(qū)動不僅要提供足夠的驅(qū)動功率，最好還要有完善的保護功能，例如退飽和保護、兩電平關(guān)斷、軟關(guān)斷、欠壓保護等，為 IGBT 的安全運行保駕護航。
然而有保護功能的驅(qū)動芯片，大部分的參數(shù)都是固定的，或者是只能靠外圍器件進行粗放的調(diào)節(jié)。對于退飽和保護來說，內(nèi)部電流源的電流是固定的，短路消隱時間只能靠調(diào)節(jié)外接電容大小來調(diào)整。對于兩電平關(guān)斷功能來說，兩電平持續(xù)的時間和電位需要靠外接電容和齊納二極管來實現(xiàn)。而軟關(guān)斷電流及米勒鉗位電流對于某一顆芯片來說也是固定的，無法調(diào)整。這樣芯片的適用范圍就受到了限制，而且增加了 BOM 成本。
然而，英飛凌最新推出的 X3 系列驅(qū)動芯片——1ED34X1 及 1ED38X0 即將打破這種刻板印象。最高可達 64 檔的參數(shù)調(diào)節(jié)究竟能給 IGBT 應(yīng)用帶來怎樣的益處？
1ED34X1 是模擬控制芯片，1ED38X0 是純數(shù)字芯片系列。它們外觀采用了 300mil 的寬體封裝。Pin 腳數(shù)量與前代 1ED020I12 系列保持一致，都是 16pin，但是 pin 腳間距從 2.54mm 降低到 1.27mm，排布更加緊湊。
1ED34X1
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1ED38X0
然而細看 1ED34X1 的 PIN 腳分布，可以發(fā)現(xiàn)這顆芯片最特別的地方在于原邊兩個控制 PIN 腳 ADJA 和 ADJB。這兩個引腳連接不同阻值的電阻即可方便地調(diào)節(jié)退飽和保護功能的延遲以及濾波時間、兩電平關(guān)斷的電位及持續(xù)時間等參數(shù)。
而 1ED38X0 是純數(shù)字芯片，通過標(biāo)準的 I2C 總線進行參數(shù)配置，SCL 與 SDA 是串行 I/O 及時鐘輸入接口?？梢詫崿F(xiàn)對多個參數(shù)的最高 64 個檔位的個性化設(shè)定。
數(shù)字化的驅(qū)動芯片究竟有何過人之處？
我們來一一揭曉
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以往短路保護消隱時間需要通過外接電容來實現(xiàn)，而 X3 系列則不需要外接電容。其中，1ED34X1 通過 ADJB 引腳連接不同阻值的電阻可設(shè)置不同的消隱時間，共有 16 檔可調(diào)。典型外圍電路設(shè)置如下圖。
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短路保護時序圖如下圖所示。其中，tDESATleb是門極開啟到 DESAT 功能被激活的時間。在此期間 DESAT 功能禁用，這是為了防止功率器件開通過程中震蕩引起 DESAT 誤觸發(fā)。tDESATleb時間過后，芯片內(nèi)部偏置電流開始從 DESAT pin 流經(jīng)功率器件。當(dāng)短路發(fā)生后，DESAT 引腳的電位迅速上升到退飽和閾值電壓 VDESAT。在經(jīng)過一定的濾波時間 tDESATfilter之后，芯片內(nèi)部比較器翻轉(zhuǎn)。再經(jīng)過一定時間的延遲之后，輸出被拉低，系統(tǒng)報錯。
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在 1ED34X1 中，退飽和閾值電壓是傳統(tǒng)的 9.2V。而在 1ED38X0 中，退飽和閾值電壓也是可以調(diào)整的，閾值電壓從 1.8V 到 9.2V，有 18 檔可以調(diào)節(jié)。
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在整個退飽和過程中，tDESATfilter是一個重要的參數(shù)，它標(biāo)志著從 DESAT 腳電位達到 9V，到比較器翻轉(zhuǎn)的時間。在經(jīng)典的 1ED020I12-F2 中，這一數(shù)值是 250ns。這個時間太短，所以需外接 DESAT 電容來設(shè)定消隱時間。但在 1ED34X1 中，tDESATfilter從 1575ns 到 3975ns，8 檔可調(diào)。對于短路時間 5us 以下的器件，這個濾波時間足夠用了。這樣一來，傳統(tǒng)標(biāo)配的退飽和電容完全可以省了！
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1ED38X0 的調(diào)節(jié)更加靈活，Tdesatled從 0ns 到 3150ns 有 64 檔可調(diào)，而 tDESATfilter從 0ns 到 6000ns 有 32 檔可調(diào)！
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1ED34X1 和 1ED38X0 也支持經(jīng)典的退飽和電路。這樣，濾波時間 tDESATfilter就要和外接電容所導(dǎo)致的消隱時間 tblanking相疊加，形成一個相對較長的短路保護反應(yīng)時間。
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有外接退飽和電容的 1ED34X1
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1ED34x1 還具有在故障情況下軟關(guān)斷的功能。在器件出現(xiàn)過流故障的情況下，驅(qū)動芯片將會使用較低的電流關(guān)斷 IGBT，將會減慢 IGBT 的 di/dt，避免出現(xiàn)過高的電壓尖峰損壞 IGBT。軟關(guān)斷的參數(shù)通過 ADJA 連接的電阻可調(diào)。系列中每一款芯片都有 16 檔關(guān)斷電流，ADJA 電阻與軟關(guān)斷電流關(guān)系如下表所示。
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1ED38X0 也有軟關(guān)斷功能，軟關(guān)斷電流范圍根據(jù)型號不同而有所區(qū)別，各有 16 檔可調(diào)。
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1ED3830M:15mA-233mA
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1ED3860M:29mA-466mA
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1ED3890M:44mA-699mA
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就米勒鉗位而言，1ED34X1 系列產(chǎn)品按鉗位方式分為兩種。一種是直接鉗位，例如 1ED3431，即直接把 clamp pin 接到 IGBT 的門極。這種情況下鉗位電流的典型值是 2A，適用于 100A 以下的 IGBT。
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另一種方式是在 clamp PIN 外接一個 N-MOSFET，來擴展鉗位電流，以適應(yīng)更大電流 IGBT 的需求。例如 1ED3461 及 1ED3491。根據(jù)外接 NMOS 型號的不同，鉗位電流最大可擴展到 20A。
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對于 1ED38X0 來說，可以通過編程設(shè)定采用直接鉗位或者外接 MOS 進行鉗位。而且鉗位延遲 8 檔可調(diào)。
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1ED38X0 有兩電平關(guān)斷功能，有 4 個相關(guān)參數(shù)，皆可調(diào)整。其中，關(guān)斷電平 VTLTOFF從 4.25V 到 12V，每 0.25V 為一檔位，共有 32 檔可調(diào)，兩電平關(guān)斷時間 tTLToff同樣 32 檔可調(diào)。
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這么多參數(shù)，是不是已經(jīng)眼花繚亂了？然而事情并沒有結(jié)束，1ED34X1 與 1ED38X0 較上一代的改進還有很多！
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一張圖總結(jié)一下干貨
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1ED34X1 產(chǎn)品系列完整型號如下表
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1ED34X1 產(chǎn)品系列完整型號如下表
