GTR基極驅動厚膜集成電路HL201A
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摘要：HL201A是西安電力電子技術研究所研制的75A以內GTR的專用厚膜可驅動器集成電路，文中介紹了HL201A的引腳排列、功能和用法。同時介紹了該器件的主要參數和特點，剖析了它的內部結構和工作原理，給出了它的典型應用電路以及用于斬波器系統的實際電路。
本文引用地址：http://www.104case.com/article/226513.htm 關鍵詞：GTR 驅動器 厚膜 HL201A
HL201A GTR驅動器適用于75A以內GTR的直接驅動。它采用厚膜工藝制造，內置微分變壓器，可實現輸入、輸出信號的隔離，具有可靠性高、受環境因素影響小、性能優良及價格便宜等優點。HL201A GTR厚膜驅動器為國內首創。它響應速度快，并具有貝克鉗位端，外接高反壓快速二極管MUR1100即可實現貝克鉗位。其較大的輸出功率可直接驅動75A以內的GTR模式。
1 引腳排列及功能
HL201A采用單列直插法案標準16引腳厚膜集成電路封裝，其引腳排列如圖1所示，各引腳的名稱、稱號、功能及用法如表1所列。
表1 HL201的引腳說明
| 引腳號 | 符 號 | 名 稱 或 功 能 | 使 用 說 明 |
| 1 | VDD1 | 輸入級電源端 | 接用戶工作電源，+9～+15 |
| 2 | GND1 | 輸入級地端 | 接用戶工作電源地 |
| 3 | VIN | 控制脈沖輸入端 | 接用戶控制脈沖形成電路輸出 |
| 11 | VEE | 輸出功放級負電源端 | 接-6V（-6V應與輸入級+15V電位隔離） |
| 12 | IB2 | 驅動GTR負電流輸出端 | 通過一電阻與電感并聯的網絡接被驅動GRR基極 |
| 13 | Vcc | 輸出功放級電源端 | 通過一限流電阻引腳接引腳16 |
| 14 | IB1 | 驅動GTR正電流輸出端 | 通過-電阻接被驅動GTR基極 |
| 15 | VCE | 被驅動GTR集-射極電壓監測端 | 通過一快恢復二極管（如MUR1100）接被驅動GTR集電極，二極管陽極接該端 |
| 16 | VDD2 | 功放輸出級正電源連接端 | 接用戶提供的+9V（+9V應與輸入級+15V電位隔離） |
2 內部結構及工作原理
HL201A的內部結構及工作原理框圖如圖2所示。
用戶控制回路的脈沖經VT1功放后推動隔離微分變壓器，再由脈沖放大和整形電路整形及放大后輸出。當輸出脈沖為高電平時，該脈沖經電阻R2限流后使晶體管VT2導通，以驅動功率GTR飽和導通。這時，過飽和驅動電流將通過接于引腳15的貝克鉗位二極管分流。當輸出脈沖為低電平時，VT2截止，PNP功率晶體管VT3導通，以迅速抽出被驅動GTR基—射結的剩余載流子，從而使被驅動的GTR迅速關斷。
3 特點及參數
HL201A對電源的適應范圍很寬，而且輸出驅動電流大，同時工作頻率也很寬，該電路采用厚膜封裝，因而提高了對環境的適應性。
HL201A的主要電參數如下：
●供電電源電壓：Vcc=+8～10V，VEE=-5～-7V；
●最大輸出電流在前沿時大于±25A，前沿上升時間1μs，平頂時為1.5A；
●輸出驅動信號：高電平時大于5V，吸取電流小于5mA；
●輸入、輸出響應時間小于1.5μs；
●輸入與輸出間的隔離電壓為工頻2500V(1分鐘)。
4 應用
4.1 典型工作波形
圖3給出了HL201A在工作時的輸入電壓與輸出電流的典型波形。
4.2 典型應用電路
圖4給出了HL201A的典型應用接線圖。圖中二極管VD應選取快恢復二極管，如FR107、MUR1100等。
HL201A輸出的正驅動電流為：
IB1=（Vcc-Vce(set/(Rc+RB1)
對于50A的達林頓GTR元件，IB1應取0.5A左右，對于75A的GTR元件，IB1應取1A左右，RB1一般取1Ω。故有：
RC=[(Vcc-Vce(sat))/IB1]-1(Ω)
式中：Vcc為供電電壓，Vce(sat)為被驅動GTR的飽和壓降，通常電阻Rc為5～10Ω，電感LB一般為幾μH，使用中般取RB2>Rc。
4.3 實際應用電路
圖5給出了應用HL201A驅動GTR制成的斬波式開關電源的原理電路圖，所用的功率GTR為50A的三級達林頓型，輸入信號由TI公司的PWM發生器TL494產生。
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