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1、2.0A 门极驱动光耦门极驱动光耦 HCPL316 集成集成 Vce 去饱和检测（也即去饱和检测（也即 Ic 过电流）和故障状态反馈过电流）和故障状态反馈 IC 特性：特性： 1. 可驱动 150A，1200V 的 IGBT 管，SO-16 封装 2. 光耦隔离，故障状态反馈输出 3. CMOS/TTL 兼容 4. 500ns 开关速度，也即可承受 2MHz 开关频率 5. 软关断功能（在过电流故障时，能够软卸载驱动电压）好处？ 6. 带故障安全保护功能，其一：Vce 失饱和检测，其二电源低电压滞环锁定 7. 用户可配置：正相，反相，自动复位，自动关闭等 8. 宽 Vcc 供电范围 1530V
2、；温度工作范围-40 度到+100 度 IC 封装及应用电路图，封装及应用电路图，SO-16 封装封装 图 1 封装及应用电路图 IC 内部结构原理图内部结构原理图 图 2 IC 内部结构原理图 IC 功能详细介绍功能详细介绍 各种工作状态分析各种工作状态分析（图（图 2 中中 J1 称为输出高电平条件门，称为输出高电平条件门，J2 输出低电输出低电 平条件门）平条件门） （1） 正常的开关工作状态： 引脚 1,2正常给定脉冲， 工作电压 Vcc2-VE大于 12V， Vce 未去饱和，也即电流不过限。此状态下，输入侧光耦导通，内部光耦 对管上为高电平（图 2 中 LED 的输出，三角形为反相
3、器） ，故障线为低电 平，欠压信号线为低电平，总体逻辑图见图 3，图中 0，1 表示高低逻辑。 总之，图中可以看出，J1 条件全满足，J2 关断，三级达林顿管导通，输 出管脚 11，Vout 电压接近 Vc 电压，实际使用电路中，Vc 与 Vcc2 连接在 一起（12-13 相连） ，实际输出驱动信号使用 Vout 和 VE，加到 IGBT 的 G， E 引脚上，当然，这个输出电压就是 15V-30V（看 Vcc2 供应电压水平） 。 正常的关断分析过程相似，信号线主要就是 LED（驱动输入）信号线逻辑 相反，最终是 J1 条件不满足，输出低，达林顿管关闭，J2 满足条件，图 中的 50x D
4、MOS 管导通， Vout 电平拉到 VEE， 这样驱动输出就是 VEE， VE， 外部配置时，会配置 VEE 相对 VE 脚为负压，这样就输出负压（看外加配 置，一般会考虑-9v 左右）加到 IGBT 的 G，E 引脚上，保证关断 IGBT。逻 辑图就不再挂上，细心读者会发现，图中故障信号逻辑经过反相器就会点 亮光耦，这点笔者还是弄不明白，只能认为官方提供的图可能是有问题， 本文的分析应该是正确的。方才图中有了个红叉。 图 3 正常工作模式，驱动输出高电平时 （2） 故障状态（过电流检测） 故障状态下的分析也不难， 理解原理图中 DESAT 引脚即可， 故障检测的原 理是通过检测 Vce 电
5、压反映 IGBT 通过的电流，在某一驱动电压 Vge 下， 开关管的 Vce 与 Ic 关系曲线见图 4，此图是 60N60 的 IGBT 图 4 Vce 与 Ic 关系曲线 具体来说，图中的恒流源 250uA，流向外部电路，一般此管脚接法是连接一 个电阻 R，经过一个二极管，到 IGBT 的集电极。设计时，根据关系式 0.25R+1V+Vce=7V(假定电阻单位 kom，二极管导通电压 1V)进行过流限制设计。 故障信号一旦产生，光耦传给输入侧，输入侧经过 RS 锁存器，Q 为 1，导通 mos 管，拉低管脚 6,FAULT 信号，且封锁输入门，FAULT 信号，一般连接控制器 输入，只有复
6、位方可解除输入锁定；同时，出现故障时，如果驱动输出 vout 上 有开通电压， J4 满足， J2 不满足， 1x DMOS 导通放电卸载 Vout 上电压, 50XDMOS 关断，当 Vout 电压低到让 J4 不满足之时，J2 导通，负压给 Vout，实现故障软关 断。 另外， 有一点说明下， 就是在故障检测脚内部有一 mos 管， 并对应一个或门， 从或门条件可以看出，在关断期间或故障期间 mos 管导通放 250uA 的电流，不 去做检测， 符合实际意义。 也即只有导通时才能检测或者 VCE 电压肯定过限而误 判。 （3） 欠压锁定 从原理图可以看出，当驱动电源电压 Vcc2 低于 12v 时，UVLO 高电平，J2 满 足，负压驱动给出，关断开关管。
