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俗話(huà)說(shuō)，好馬配好鞍，好 IGBT 自然也要配備好的驅(qū)動(dòng) IC。一顆好的驅(qū)動(dòng)不僅要提供足夠的驅(qū)動(dòng)功率，最好還要有完善的保護(hù)功能，例如退飽和保護(hù)、兩電平關(guān)斷、軟關(guān)斷、欠壓保護(hù)等，為 IGBT 的安全運(yùn)行保駕護(hù)航。

然而有保護(hù)功能的驅(qū)動(dòng)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(jìn)行粗放的調(diào)節(jié)。對(duì)于退飽和保護(hù)來(lái)說(shuō)，內(nèi)部電流源的電流是固定的，短路消隱時(shí)間只能靠調(diào)節(jié)外接電容大小來(lái)調(diào)整。對(duì)于兩電平關(guān)斷功能來(lái)說(shuō)，兩電平持續(xù)的時(shí)間和電位需要靠外接電容和齊納二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)。而軟關(guān)斷電流及米勒鉗位電流對(duì)于某一顆芯片來(lái)說(shuō)也是固定的，無(wú)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(dòng)芯片——1ED34X1 及 1ED38X0 即將打破這種刻板印象。最高可達(dá) 64 檔的參數(shù)調(diào)節(jié)究竟能給 IGBT 應(yīng)用帶來(lái)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(guān)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

1ED38X0

然而細(xì)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(gè)控制 PIN 腳 ADJA 和 ADJB。這兩個(gè)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(hù)功能的延遲以及濾波時(shí)間、兩電平關(guān)斷的電位及持續(xù)時(shí)間等參數(shù)。

而 1ED38X0 是純數(shù)字芯片，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的 I2C 總線(xiàn)進(jìn)行參數(shù)配置，SCL 與 SDA 是串行 I/O 及時(shí)鐘輸入接口?？梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)參數(shù)的最高 64 個(gè)檔位的個(gè)性化設(shè)定。

數(shù)字化的驅(qū)動(dòng)芯片究竟有何過(guò)人之處？

我們來(lái)一一揭曉

短路延遲及消隱時(shí)間可編程！

以往短路保護(hù)消隱時(shí)間需要通過(guò)外接電容來(lái)實(shí)現(xiàn)，而 X3 系列則不需要外接電容。其中，1ED34X1 通過(guò) ADJB 引腳連接不同阻值的電阻可設(shè)置不同的消隱時(shí)間，共有 16 檔可調(diào)。典型外圍電路設(shè)置如下圖。

短路保護(hù)時(shí)序圖如下圖所示。其中，tDESATleb是門(mén)極開(kāi)啟到 DESAT 功能被激活的時(shí)間。在此期間 DESAT 功能禁用，這是為了防止功率器件開(kāi)通過(guò)程中震蕩引起 DESAT 誤觸發(fā)。tDESATleb時(shí)間過(guò)后，芯片內(nèi)部偏置電流開(kāi)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(guò)一定的濾波時(shí)間 tDESATfilter之后，芯片內(nèi)部比較器翻轉(zhuǎn)。再經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的延遲之后，輸出被拉低，系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)。

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)。

在整個(gè)退飽和過(guò)程中，tDESATfilter是一個(gè)重要的參數(shù)，它標(biāo)志著從 DESAT 腳電位達(dá)到 9V，到比較器翻轉(zhuǎn)的時(shí)間。在經(jīng)典的 1ED020I12-F2 中，這一數(shù)值是 250ns。這個(gè)時(shí)間太短，所以需外接 DESAT 電容來(lái)設(shè)定消隱時(shí)間。但在 1ED34X1 中，tDESATfilter從 1575ns 到 3975ns，8 檔可調(diào)。對(duì)于短路時(shí)間 5us 以下的器件，這個(gè)濾波時(shí)間足夠用了。這樣一來(lái)，傳統(tǒng)標(biāo)配的退飽和電容完全可以省了！

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)！

1ED34X1 和 1ED38X0 也支持經(jīng)典的退飽和電路。這樣，濾波時(shí)間 tDESATfilter就要和外接電容所導(dǎo)致的消隱時(shí)間 tblanking相疊加，形成一個(gè)相對(duì)較長(zhǎng)的短路保護(hù)反應(yīng)時(shí)間。

有外接退飽和電容的 1ED34X1

可調(diào)節(jié)的軟關(guān)斷電流！

1ED34x1 還具有在故障情況下軟關(guān)斷的功能。在器件出現(xiàn)過(guò)流故障的情況下，驅(qū)動(dòng)芯片將會(huì)使用較低的電流關(guān)斷 IGBT，將會(huì)減慢 IGBT 的 di/dt，避免出現(xiàn)過(guò)高的電壓尖峰損壞 IGBT。軟關(guān)斷的參數(shù)通過(guò) 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。

1ED38X0 也有軟關(guān)斷功能，軟關(guān)斷電流范圍根據(jù)型號(hào)不同而有所區(qū)別，各有 16 檔可調(diào)。

1ED3830M:15mA-233mA
1ED3860M:29mA-466mA
1ED3890M:44mA-699mA

擴(kuò)展的米勒鉗位能力

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(mén)極。這種情況下鉗位電流的典型值是 2A，適用于 100A 以下的 IGBT。

另一種方式是在 clamp PIN 外接一個(gè) N-MOSFET，來(lái)擴(kuò)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(hào)的不同，鉗位電流最大可擴(kuò)展到 20A。

對(duì)于 1ED38X0 來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)編程設(shè)定采用直接鉗位或者外接 MOS 進(jìn)行鉗位。而且鉗位延遲 8 檔可調(diào)。

兩電平關(guān)斷

1ED38X0 有兩電平關(guān)斷功能，有 4 個(gè)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(shí)間 tTLToff同樣 32 檔可調(diào)。

這么多參數(shù)，是不是已經(jīng)眼花繚亂了？然而事情并沒(méi)有結(jié)束，1ED34X1 與 1ED38X0 較上一代的改進(jìn)還有很多！

1ED34X1 與 1ED38X0 采用 16pin 寬體封裝，通過(guò)了 VDE 0884-11 認(rèn)證，符合加強(qiáng)絕緣標(biāo)準(zhǔn)。
1ED34X1 與 1ED38X0 系列最高輸出電流可達(dá) 9A。領(lǐng)導(dǎo)再也不用擔(dān)心輸出電流不夠用了！還省了推挽電路的 BOM 及成本，采購(gòu)也夸我是省料小能手！
1ED34X1 與 1ED38X0 能不能驅(qū)動(dòng) SiC？必須能！精確的退飽和時(shí)間設(shè)定簡(jiǎn)直就是為 SiC 量身定做，哪怕 SiC 的短路時(shí)間低到 2us 也是游刃有余。