变频电源驱动电路中SCALE的性能特点及内部结构

    驱动电路的常用形式是由分立元件构成的驱动电路，但目前的趋势是采用专用的集成驱动电路。SCAIE集成驱动器就是由瑞士CONCEPT公司生产的、专为IGBT和功率MOSFET提供驱动的电路。它具有多功能、低成本、易使用、可靠性好等特点。根据实际应用中对驱动性能、驱动输出通道数目、隔离等不同要求，SCALE集成驱动器具有相应的不同型号可满足不同的需求。    由于各种不同型号的SCALE集成驱动器在功能、结构和使用方法上大同小异，故本节不针对某种具体型号的SCALE器件作讲述，而是对整个系列的SCALE器件的共性进行讲述，以对SCALE器件有一个整体的认识，在应用时再根据具体的需要选择具体型号的SCALE芯片。    1．SCAIE驱动器的性能特点    SCALE器件提供的驱动电流可达18A，输出驱动信号的导通电平为+15V，关断电平为-15V；开关频率范围为0~100kHz；具有500~10kV的电气隔离特性；占空比为0~100%。同时，SCALE器件内部还带有短路和过流保护电路、隔离的状态识别电路、电源检测电路和DC/DC开关电源。    2．SCALE驱动器的内部结构    SCALE器件的内部结构如图3-16所示（两通道）。由图3-16可见驱动器由三个功能单元组成。第一个功能单元是逻辑与驱动电路接口( LD1)，用于驱动两个通道。当加在输入端InA和InB的PWM信号经过处理后，其驱动信息被分别送到每个驱动通道的脉冲变压器。由于变压器不易传输频率范围和占空比都比较宽的PWM信号，因此，LD1主要用来解决这个问题。LD1的主要功能如下：    1)为用户提供一个简单的接口，接口的两个信号输入端都有施密特触发电路。    2)提供简单的逻辑电源接口。    3)在半桥方式中产生死区时间。    4)对PWM信号进行编码，以便通过脉冲变压器传输。    5)评估脉冲状态识别信号及随后的缓冲，以便为用户提供一个准静态的识别信号。
    图3-16    SCALE驱动内部结构框图    SCALE驱动器可与任何逻辑接口和电平兼容，无须附加其他电路。脉冲变压器负责驱动信号的隔离，同时可将来自每个通道的信息反馈给LD1。    第二个功能单元是智能门极驱动器(IGD)。对应于每个驱动通道都有一个IGD。其主要功能如下：    1)接受来自脉冲变压器的脉冲信号，并将其复原成PWM信号。    2)对PWM信号进行放大，并驱动功率管。    3)对功率器件进行短路及过流保护。    4)欠压监测。    5)产生响应和关断时间。    6)传输状态识别信号给LD1。    第三个功能单元是集成DC/DC电源。所有标准的SCALE驱动器都有一个DC/DC变换器，以便为各个驱动通道提供工作电源。因此，该驱动器只需一个稳定的15V直流电源。