青銅劍技術新一代I型三電平小功率IGBT驅動核2QD0225T12-Q解析

近年來，隨著技術進步和國家政策支持，我國新型儲能已逐步在電力輔助服務、用戶側電價管理、新能源消納以及電網輸配電服務等領域得到應用。

為有效降低成本、提升效率，市場對中小功率平臺的要求越來越高，電壓等級從最高1000V上升到1500V，功率等級從70kW上升到250kW，未來I型三電平將成為主流拓撲。

針對這一需求，青銅劍技術推出了適用于1500V以下的I型三電平系統（NPC/ANPC）自帶邏輯時序功能的緊湊型IGBT驅動核2QD0225T12-Q。

2QD0225T12-Q

圖1 產品實物照片

2QD0225T12-Q是基于青銅劍技術自主開發的第二代ASIC芯片組設計的雙通道緊湊型驅動器，適用于I型三電平小功率應用場合，能滿足I型三電平所要求的正常開關邏輯以及故障時序關斷邏輯功能。此驅動器體積小、功能全、運用靈活、外圍電路簡單，適配1200V以下的IGBT模塊，搭配底座板可支持多拓撲結構以及多并聯方案的運用。

應用領域

儲能變流器

光伏逆變器

風電變流器

產品優勢

可靠性高：信號采用變壓器隔離傳輸，壽命長，失效率低

體積緊湊：長寬高僅68mm*39mm*13.2mm，利于功率單元結構設計

性價比高：低成本，外圍電路簡單，適用于兩電平、三電平等拓撲結構，運用靈活，更簡單更高效

產品特點

雙通道IGBT驅動器

單通道驅動功率2W，峰值電流±25A

兼容5V/15V輸入邏輯

集成隔離DC/DC電源

集成原邊/副邊電源欠壓保護

集成VCE短路保護

集成正常開關時序

集成故障時序關斷

集成軟關斷

單通道驅動功率高達2W

2QD0225T12-Q基于青銅劍技術新一代ASIC芯片組進行了升級，將單通道功率提升至2W，以滿足高開關頻率條件下的高門極功率需求。如下圖所示，在滿功率情況下，溫升小于37K。

圖2 單通道2W滿載運行溫升圖（環溫25℃）

峰值電流高達±25A

驅動核峰值電流提升至25A，滿足新一代IGBT模塊門極電阻小、高峰值電流的要求。如下圖所示，峰值電流可達25A以上。

圖3 驅動峰值電流（Rg=0Ω）

自適應的軟關斷功能

驅動器內部門極閉環控制，軟關斷波形智能調節，當進入退飽和保護時，門極會按照設定下降曲線進行2us時長的軟關斷，無需再額外增加和調節軟關斷電阻，極大的方便了客戶端調試過程。測試波形如下圖4所示：

圖4 驅動自帶2us軟關斷保護功能

I型三電平正常開關邏輯功能

驅動器滿足I型三電平開關時序要求，即內管要先于外管開通，而外管先于內管關斷（注：延遲時間可調）。如下圖5/圖6所示：

圖5 正常開通時序

圖6 正常關斷時序

I型三電平故障時序關斷功能

驅動核滿足I型三電平對故障時序關斷邏輯的要求。即當觸發內管短路時：外管先于內管進行軟關（注：延遲時間可調）。當觸發外管短路時：外管會立即進行軟關，內管需要等下一個關斷脈沖進行硬關，但此時內管承受的尖峰電壓風險很低。如下圖7/圖8所示：

圖7 內管觸發故障

圖8 外管觸發故障

體積緊湊，便于功率單元的結構設計

驅動核的長寬高僅68mm*39mm*13.2mm，變壓器高度僅有8.0mm，小巧的體積便于客戶功率單元部分結構的設計。外形尺寸圖如下圖9所示：

圖9 外形尺寸圖

注：1）圖示單位為mm；2）圖中公差符合ISO 2768-1。

總結

2QD0225T12-Q驅動核實現在小功率平臺應用領域的技術突破，從驅動功率、峰值電流、邏輯功能以及體積緊湊度等多方面都進行了優化升級，拓撲結構也從兩電平上升到能滿足對開關時序邏輯功能有強烈要求的I型三電平應用領域，契合了新市場日新月異的產品需求。