ADuM4136单电源/双电源高电压隔离IGBT栅极驱动器技术手册

概述
ADuM4136是一款单通道栅极驱动器，专门针对驱动绝缘栅极双极性晶体管(IGBT)进行了优化。ADI公司的iCoupler ^®^ 技术在输入信号与输出栅极驱动器之间实现隔离。

可采用单极性或双极性副电源工作，如果需要，可使用负栅极驱动器。

ADI公司芯片级变压器还提供芯片高压侧与低压侧之间的控制信息隔离通信。芯片状态信息可从专用的管脚读取。当器件副边出现故障时，可以在原边对复位操作进行控制。

去饱和检测电路集成在ADuM4136上，提供高压短路IGBT工作保护。去饱和保护包含降低噪声干扰的功能，比如在开关动作之后提供312 ns（典型值）的屏蔽时间，用来屏蔽初始导通时产生的电压尖峰。内部537 μA（典型值）电流源可确保很少的器件数量，且如需提高抗噪水平，内部消隐开关也支持增加外部电流源。

需要考虑将副边UVLO设置为IGBT通用的12 V阈值水平。
数据表：*附件：ADuM4136单电源 双电源高电压隔离IGBT栅极驱动器技术手册.pdf

应用

• MOSFET/IGBT栅极驱动器
• 光伏(PV)逆变器
• 电机驱动
• 电源

特性

• 4 A峰值驱动输出能力
• 输出功率器件电阻< 1Ω
• 去饱和保护
  隔离故障输出
  故障软关断
• 隔离故障和就绪功能
• 低传播延迟：55 ns（典型值）
• 最小脉冲宽度：50 ns
• 工作温度范围：-40°C至+125°C
• 输出电压范围至35 V

框图

引脚配置描述

典型性能特征

应用信息

印刷电路板（PCB）布局

ADuM4136 IGBT 栅极驱动器无需外部接口电路用于逻辑接口。在输入和输出电源引脚处需要进行电源旁路，使用一个小陶瓷电容进行旁路。在输出电源引脚 VISO 上，建议额外添加一个 10μF 的电容，为 ADuM4136 输出提供所需的电荷。在输出电源引脚处，应避免使用过孔，或使用多个过孔来降低旁路时的电感。较小电容两端与输入或输出电源引脚之间的总引脚长度不得超过 20 毫米。

传播延迟相关参数

传播延迟是描述逻辑信号从输入到输出通过一个元件所需时间的参数。到逻辑高电平输出的传播延迟可能与到逻辑低电平输出的传播延迟不同。ADuM4136 将上升传播延迟（tRise）定义为输出从输入高逻辑阈值 VIH 上升到 10% 阈值的时间，如图 22 所示。同样，下降传播延迟（tFall）定义为输出从输入下降逻辑低电压阈值 VIL 下降到 90% 阈值的时间。上升和下降时间取决于负载条件，且通常不包含在传播延迟中，因为它们并非栅极驱动器的标准特性。

传播延迟偏差是指在相同温度、输入电压和负载条件下，多个 ADuM4136 元件之间传播延迟的最大差异量。

保护特性

• 故障报告 ：ADuM4136 为 IGBT 运行期间可能出现的故障提供保护。主要故障情况是退饱和。如果检测到退饱和，ADuM4136 会关闭栅极驱动并将 FAULT 置为低电平。输出保持禁用状态，直到 FAULT 保持低电平超过 500ns，然后将其置为高电平。在 RESET 的下降沿，FAULT 会复位为高电平。当 RESET 保持高电平时，输出保持禁用状态。
• 退饱和检测 ：有时，与 ADuM4136 连接的 IGBT 会出现元件故障或失效。例如，电感 / 电机绕组短路或晶体管漏电流过大，会导致 IGBT 退出饱和状态。为检测这种情况并降低场效应管（FET）受损的可能性，ADuM4136 上使用了一个阈值电路。如果 DESAT 引脚超过 9.2V 的典型退饱和阈值（VDESAT (TH) ），同时高端驱动器处于开启状态，ADuM4136 会进入故障状态并关闭 IGBT。此时，FAULT 引脚被置为低电平。内部提供一个 357μA（典型值）的电流源，用于提升充电电流。ADuM4136 内置了消隐时间，以防止 IGBT 首次导通时出现误触发。退饱和检测与 FAULT 引脚报告退饱和故障之间的时间小于 2μs（tDESAT） 。将 RISE/FSET 置为低电平可清除故障。图 23 中所示的 tBLANK, DESAT 时间约为 312ns（典型值），它使内部开关保持接地状态，将消隐电容在 IGBT 导通初期拉低。