IXYS公司新推出的IXIDM1403驱动模块旨在为市场提供IGBT驱动器件，使设计周期缩短，设计成本做到尽可能最低，并具有极高的紧凑性和最高的性能和可靠性。IXIDM1403支持双通道大功率IGBT模块，隔离电压高达4000 V，开关速度高达50 kHz，具有短路保护和电源电压监控功能。

 

IXIDM1403是基于IX6610 / IX6611 / IXDN630芯片组的高压隔离栅极驱动模块，它允许创建隔离的IGBT驱动器，在初级侧和次级侧之间以及次级侧驱动器之间设置高压隔离栅。它创建了一个非常灵活的架构，可用于需要在初级和 次级侧和/或次级侧驱动器之间进行隔离的三相电机驱动器，半桥开关，推挽式转换器，其它不间断电源(UPS)应用，及可再生能源和运输。

 

内部电源为每通道隔离电源提供高达2 W的功率，以驱动上、下IGBT，有效地将MCU与高功率电路隔离。它采用单极性15 V电源供电，提供+20 V / -5 V驱动IGBT栅极和+3.3 V驱动MCU，并在MCU和栅极驱动器之间以及栅极驱动器之间保持高达4 kV的隔离电压。

 

内置的欠压和过电压保护防止IGBT在最佳窗口以外的栅极电压下工作，并且无需考虑MCU相关条件及问题来源，这些问题可能来自隔离栅后面的低/高侧IGBT，也可能来自隔离栅之前的初级侧。

 

通过使用电流检测电阻或IGBT去饱和事件，可以实现300 mV阈值的过流保护。 此功能可在集电极电流超过用户设置的值后立即关闭IGBT并通知MCU，从而做出适当的决定。

 

来自外部MCU的TTL级兼容输入信号可用于操作次级侧驱动器。IXIDM1403采用了双通道双向变压器接口，它可将初级侧输入命令从MCU传输到次级侧，并将信息从次级侧传输到MCU。异步数据传输由窄脉冲实现，以防止变压器的磁芯饱和。

 

窄脉冲检测器可以防止非常窄的错误PWM输入信号传输到驱动器。宽度窄于100 ns的输入信号脉冲被抑制，而宽度大于350 ns的脉冲被传输到驱动器。为了避免限制输入脉冲最大宽度，可以只从初级侧发送表示输入信号上升/下降沿的短脉冲，而次级侧用于恢复原始脉冲宽度。

 

次级侧栅极驱动器将输入的PWM逻辑信号转换为+20 V / -5 V(相对于COMMON)双极栅极驱动信号，具有典型的30 A峰值驱动电流能力。 通过选择不同值的串联栅极电阻，独立的正负栅极驱动器输出可以在没有外部二极管的情况下优化IGBT导通/截止时间。

 

具有通道A优先级的内置死区时间延迟电路可防止IGBT同时导通。如果通道B有效且通道A被强制进入导通状态，则通道B立即被禁用，通道A IGBT以预设的延迟时间开启。通道A变为非活动状态后，通道B(如果处于活动状态)将以相同的延迟时间打开。如果通道A处于活动状态且通道B被强制进入导通状态，则只要通道A保持活动状态，该命令就会被忽略。如果在命令激活通道B到期之前通道A变为非活动状态，则通道B在通道A变为非活动状态后以预设延迟时间变为活动状态。 通过将通道B设置为永久启用且仅操作通道A，单个输入信号源可用于创建半桥配置的互补IGBT开关对。

 

栅极A和栅极B输出的脉冲之间的死区时间由硬件编程为~420 ns。 如果运行特定IGBT所需的死区时间大于IXIDM1403中实现的死区时间，则应由MCU编程或在工厂调整到所需值。

 

如果内部模块温度超过150°C，过温保护功能会禁用IGBT，当温度降至125°C以下时，将恢复正常工作。如果IGBT组件配备温度传感器，IXIDM1403可以将其信号转换给MCU。双通道双向变压器接口允许向MCU传输有关次级侧电源故障和IGBT过流情况的信息。

 

初级侧的所有故障条件都会在两个驱动器处停止执行PWM周期，而次级侧的所有故障条件仅在受影响的驱动器处停止PWM周期。 如果在PWM周期开始之前出现故障条件，只要存在故障条件，PWM周期将被忽略。

 

IXIDM1403电源块设计用于提供高达2 W的功率，并具有启动模式和运行模式。在启动模式下，转换器通过内部振荡器工作，仅激活部分电源开关，以降低动态电流消耗/功耗。 启动后，转换器激活所有电源开关并进入运行模式。运行模式保持关闭~1.28 ms。 在启动模式期间禁用发送操作，以最小化次级侧的电流消耗。运行模式开始后，它将继续运行，直到重新启动，这会将电源块返回到启动模式。

 

在运行模式下，电源块可以通过内部或外部时钟运行。当用于电机驱动器等多相应用时，使用MCU的外部时钟可最大限度地减少IXIDM1403器件之间的噪声干扰。转换器的监视计时器可防止由于没有外部时钟而造成的潜在损坏。只要外部时钟周期超过监视计时器的40μs超时时，转换器就会切换到内部时钟。

 

每个IXIDM1403 IGBT驱动器还包含一个相对于COMMON引脚的阈值为300 mV的过电流(OC)比较器。过电流保护可以通过使用低值电流感应电阻，具有次级电流感应输出的IGBT或利用去饱和事件来实现。如果发生过电流故障，则在周期的剩余时间内将驱动器的输出强制为低电平。正常操作在下一个PWM栅极驱动周期开始时恢复。

 

由于感测电压低，可能需要在电流感测输入处设置噪声滤波器。过电流比较器有一个内置100 pF电容，与输入并联; 因此，只能添加一个串联电阻来创建这样的滤波器。为防止误跳闸，过电流比较器的输入在IGBT关机期间接地，并在IGBT启动后立即接地3.5μs。当发生过流事件时，输出故障脉冲发生器会产生一个200 ns的窄脉冲，故障控制逻辑器利用此脉冲将故障状态传达给MCU。

 

IXIDM1403采用55 x 50 x 28 mm封装，有一个12引脚，1 mm间距FFC连接器，可与MCU通信，两个5引脚，2.54 mm间距接头，可向IGBT提供信号， 和一个2引脚，2.54毫米间距接头，用于将信号从外部温度传感器转换到MCU。