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简介 绝缘栅极双极性晶体管(IGBT)是适用于高压应用的经济高效型解决方案，如车载充电器、非车载充电器、DC-DC快速充电器、开关模式电源(SMPS)应用。开关频率范围：直流至100 kHz。IGBT可以是单一器件，甚至是半桥器件，如为图1所示设计选择的。 本应用笔记所述设计中的APTGT75A120 IGBT是快速沟槽器件，采用Microsemi Corporation®专有的视场光阑IGBT技术。该IGBT器件还具有低拖尾电流、高达20 kHz的开关频率，以及由于对称设计，具有低杂散电感的软恢复并联二极管。选定IGBT模块的高集成度可在高频率下提供最优性能，并具有较低的结至外壳热阻。 使用ADI公司的栅极驱动技术驱动IGBT。ADuM4135栅极驱动器是一款单通道器件，在>25 V的工作电压下（VDD至VSS），典型驱动能力为7 A源电流和灌电流。该器件具有最小100 kV/μs的共模瞬变抗扰度(CMTI)。ADuM4135可以提供高达30 V的正向电源，因此，±15 V电源足以满足此应用。  图1.ADuM4135栅极驱动器模块 测试设置 电气设置 系统测试电路的电气设置如图2所示。直流电压施加于半桥两端的输入，900 µF (C1)的解耦电容添加到输入级。输出级为200 µH (L1)和50 µF (C2)的电感电容(LC)滤波器级，对输出进行滤波，传送到2 Ω至30 Ω的负载(R1)。表1详述了测试设置功率器件。U1是用于HV+和HV−的直流电源，T1和T2是单个IGBT模块。 完整电气设置如图3所示，表2详细列出了测试中使用的设备。  图2.系统测试电路的电气设置 表1.测试设置功率器件  表2.完整设置设备   图3.栅极驱动器配电板测试的连接图 测试结果 无负载测试 在无负载测试设置中，在模块输出端汲取低输出电流。在此应用中，使用一个30 Ω的电阻。 表3显示无负载的电气测试设置的重要元件，且负载内的电流低。表4显示在模块上观察到的温度。表3和表4总结了所观察到的结果。图5至图10显示各种电压和开关频率上的开关波形的测试结果。 如表3中所示，测试1和测试2在600 V电压下执行。测试1在10 kHz开关频率下执行，测试2在20 kHz开关频率下执行。测试3在900 V电压下执行，开关频率为10 kHz。 图4显示无负载测试的电气设置。  图4.无负载测试的电气设置 表3.无负载测试，对应插图     负载测试 测试配置类似于图2所示的测试设置。表5总结了观察到的结果，图11至图16显示各种电压、频率和负载下的测试性能和结果。 测试4在200 V、10 kHz开关频率下执行，占空比为25%。测试5在600 V、10 kHz开关频率下执行，占空比为25%。测试6在900 V、10 kHz开关频率下执行，占空比为25%。 表5.负载测试     高电流测试 测试配置类似于图3中所示的物理设置。表6总结了观察到的结果，图17至图20显示各种电压、频率和负载下的测试性能和结果。 输出负载电阻视各个测试而异，如表1所示，其中2 Ω到30 Ω负载用于改变电流。测量VOUT，也就是R1两端的电压。 测试7在300 V、10 kHz开关频率下执行，占空比为25%。测试8在400 V、10 kHz开关频率下执行，占空比为25%。 表6.高电流测试       应用原理图  图24.ADuM4135栅极驱动器板原理图
结论 ADuM4135栅极驱动器具有优异的电流驱动能力，合适的电源范围，还有100 kV/µs的强大CMTI能力，在驱动IGBT时提供优良的性能。 本应用笔记中的测试结果提供的数据表明，ADuM4135评估板是驱动IGBT的高压应用的解决方案。
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发表于 2019-8-14 09:36:08
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