SCALE-2

Power Integrations的SCALE™-2 IGBT门驱动器使用专门设计的ASIC芯片组，以减少计数，节省空间，增加产品的可靠性和功能。这种方法使设计人员能够优化动态开关性能和精度，提供设计灵活性，并缩短IGBT模块在150 A到3600 A和600 V到6500 V的应用程序的上市时间。BOB体育平台下载

高度集成的SCALE-2门驱动芯片组实现了所有所需的功能，并易于功率扩展到60A门电流/ 20W门功率及以上。SCALE-2技术增加了新的功能，包括从端智能门驱动(IGD) ASIC和主端双通道逻辑到驱动接口(LDI) ASIC。与磁力联轴器相结合，可以存档大范围的电压。预驱动级的设计主要是通过使用独立的门电阻来独立控制打开和关闭，以确保外部n型DMOS元件直接驱动的最佳性能。

asic是在符合汽车标准的BiCMOS晶圆生产线上制造的，确保了高可靠性。领先的模拟性能加上减小的数字特征尺寸优化了成本/性能比。

产品的例子:

SCALE™-2原理图示例

asic:智能门驱动(IGD)

上图是一个门驱动ASIC原型的显微图。各种连接元件用于控制不同标准产品的特定功能，包括双向信号转换器和光纤接口的选项。ASIC还包含一个半定制阵列，用于额外的定制程度。高级控制选项可以通过单一的编程金属掩模实现。半定制阵列包含预先配置的单元，如模拟比较器、逻辑门、基本器件和衬垫。

IGD ASIC通过调节“Vee”引脚上的发射极电位(见图3)，提供了一个可调节的+15V栅极发射极电压，用于接通和接通状态，并可选择设置定制的特定栅极发射极电压。

ASIC集成电路实现了IGBT的集射电压在关断时的上升速率[1]和夹紧电平[2]的闭环控制。更快速的主动夹紧过程响应，减少关断开关损耗和增强短路关断能力。

ASICS:逻辑到驱动接口(LDI)

逻辑到驱动接口ASIC的显微图如图2所示。ASIC实现了一个双通道双向变压器接口，一个可扩展的DC/DC转换器，具有专用的启动顺序以及可扩展的设置和故障管理。

SCALE-2 igbt驱动结合了ASIC技术和专有变压器设计，使公司在整个产品范围内提供UL认证。

双向变压器接口通过短单脉冲传输命令和故障信号，以实现最小的命令延迟。在信号碰撞的情况下，故障信号以较长的脉冲持续时间支配指令信号和dv/dt诱导的噪声电流。异步故障传输方法还允许对并行连接的igbt或多级转换器拓扑结构的特殊定时要求进行管理，因为任何故障情况都将在不到一微秒的时间内在主端显示出来。bob电竞体育平台app首选的故障管理模式在相关igbt关闭之前报告故障事件。在IGD ASIC内部可以调整关机前的延迟时间。对于变压器耦合驱动，(见图3)可以实现小于80ns的延迟和±1ns的抖动。

运作模式

直接模式允许两个驱动通道独立驱动。这种模式提供了最高水平的客户灵活性，因此是先进的微控制器辅助系统的首选。在半桥模式下，ASIC只使用一个输入作为公共命令信号，并产生两个输出(非倒置和倒置)。模式和死区时间可通过单个电阻调整到特定应用的需要。第三种模式是预先配置的，可根据客户的要求实现互锁或互斥。

故障管理

在主端，任何故障状态都可能被阻塞时间拉长。在此期间，相关通道保持off状态。这个时间可以使用单个电阻调节，也可以设置为最小10µs。

系统集成

SCALE-2芯片组是实现下一代IGBT驱动系列的核心技术。图4显示了一种即插即用IGBT驱动程序的简化示意图，该驱动程序适用于最高6500V的高压IGBT模块，具有高级有源箝位功能。该驱动器通过在门驱动和DC/DC变换器输出级使用外部n型DMOS元件实现了40A, 6W的门电平。与之前的SCALE驱动芯片组相比，整体组件数量减少了60%以上，与传统的离散设计相比减少了更多。