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    IGBT & IPM 通用驱动电源模块JS159

 

概述:

逆变器的驱动电源是整个系统的心脏,提供稳定,可靠,纯净,足够的电能给系统工作。若不能可靠工作可能会直接损坏重要元器件以及影响周边电路的稳定,

     JS159是专为设计逆变装置而又使用IPMIGBT的嵌入式系统级开关电源。具有独立8路输出,输出电流强劲,输入电压范围宽,保护全等优点,适合于所有逆变驱动器的电源。

JS159-15适用于IPM电源驱动,高频变压器为黄色围边;                                                                                                                        

JS159-24适用于IGBT电源驱动,高频变压器为蓝色围边;

     产品特点:

· 1500V高压NMOS大功率管作为推动源,进口EACO吸收电容 作为吸收回路,杜绝因母线波动导致系统死机。

· 金属屏蔽大功率高频变压器。

· 超宽额定直流电压耐压能力170V-700V

· “VDC dectect”功能,实时监控直流母线电压,内置分压电路直接进入A/D采样口,线性比例为1891

· 适合几乎所有IPMIGBT使用,耐压范围宽,保护全,输出电流强劲等优势。

· 提供9组输出电压。输入输出有严格的绝缘隔离。用户只需直接从直流母线上取输入电压即可, 使用方便。

· 可供电给系统的:CPUIPM,光耦,继电器,运放,霍尔电流(电压)传感器,显示器,散热风机,光编码器。

· 应用范围:伺服控制,变频控制,逆变电源等装置。

· 封装尺寸有PCB格式可供用户下载,直接粘贴。http://www.poweripm.com/JS158V1.1.DDB

· PCB背面绝缘工艺防止短路,触电。  

· 5V为自恢复过载保护。其余所有输出有短路保护功能,允许用户直接短路测试。

· 5V,±15V选用高分子聚合物的高频,低ESR固态电容。

JS159-15开关电源性能指标:

输入直流:170-700V

额定功率:60W

额定输出电流:

 5V1A; (与±15V共地)

24V2A±15V每路200mA;

15V×3:每路150mA(上三桥每路用)

15V×1300mA(下三桥共用)

输入直流电压取样:与输入直流电压大致198:1的关系,100mA;(与±15V共地)

JS159-15技术参数(最大绝对值):

符号

参数

条件

      数值

单位

  Vin

输入电压

    直流电压

    170-700V

  V

 

 

Io

 

 

 

输出电流

V2,V3,V4   

      150

  mA

       V1

      300

  mA

      24V

       2

  A

      5V

    300-1000

  mA

     ±15V

    200

  mA

     VDC

    100

  mA

  Tp

  操作温度

 

-10-70

 

  PO

  输出功率

 

     60

  W

  viso

  绝缘耐压

输入输出,输出各相

     2500

  V

 

符号

 

    参数

 

条件

       范围

 

单位

最小

典型

最大

Vin

          输入电压

         推荐范围

170

----

700

      V

V2,3,4

 

   输出电压

-----------------------------------

14

15.8

16.2

 

 V

V1

-----------------------------------

14

15.8

16.2

V24V

-----------------------------------

24

24.6

26

5V

-----------------------------------

5

5.02

5.03

±15V

-----------------------------------

14

15.8

16.2

VDC

 

0899

--

370

 

插针间距为标准2.54mm

管脚说明:

1)左下:  输出电源:符号表示为(“G”:表示

V1+V1G15VIPM下三桥共用驱动电源,请在IPM端加100uF滤波电容及100nF去耦电容)

V2+V2G15VIPM上桥独立驱动电源2,请在IPM端加100uF滤波电容及100nF去耦电容)

V3+V3G15VIPM上桥独立驱动电源3,请在IPM端加100uF滤波电容及100nF去耦电容)

V4+V4G15VIPM上桥独立驱动电源4,请在IPM端加100uF滤波电容及100nF去耦电容)

2)左上: 输入电源:P表示输入直流电源正极,N表示输入直流电源地,范围直流170-700V.

3)右边:输出电源符号依次表示为:(从下至上)

+5V通常输出至单片机或DSP,请在控制板入口处加100uF滤波电容及100nF去耦电容。

GND+5V地,与±15V共地,与控制板电源共地。

15G±15V地,与5V共地。

+15+15V输出至运放电路,电流传感器,霍尔编码器等,为避免毛刺,需要相应滤波和去耦。

-15-15V同上。

VDC:直流母线取样,一般与母线189:1的线性关系,例如300V母线,VDC1.587V左右,自测为准。该电压是为了提供判母线过压或欠压,不推荐将该参数作为变量参加实时计算。该电压与±15V5V共地。通常地:输出到运放电路经过整形后进DSP/MCUA/D采样。

空:不接

24G24V地。

+24+24V输出电流高达2A,可作为继电器或风扇电源,

注意事项:

1    上电之前请先检查各部件有无损坏,避免其他原因造成的短路等事故。

2    请认准输入电压是否是直流以及电压大小是否为允许的直流范围。上电无误后,发光LED灯被点亮以随时待机。

3  为了减少或避免毛刺干扰,每路输出电压均需在目标负载处添加去耦以及滤波电路,比如∏型滤波。参数推荐:去耦100nF,滤波100uF,串联电感10nH

4 电源接通后用万用表即可测量各路电源,V1-V4电压在连接负载(IPM)后,电压误差不能超过±1.5V

5 允许用户做除5v外其余电压的短路测试,短路时发光二极管闪烁。

JS159-15纹波噪声叠加测试典型参数,交流耦合,平均采样,关闭数字滤波,50M带宽:(双边叠加,单位:mV

JS159-15

   5V

+15V

   -15V

VDC

  24V

 V1

V2

V3

 V4

空载纹波

   40

    70

    72

  50

   80

  80

 80

 80

 80

带载纹波

50@1A

80@150mA

80@150mA

50@100mA

90@2A

85@150mA

85@150mA

85@150mA

85@150mA

JS159-24开关电源性能指标:

输入直流:170-700V

额定功率:60W

额定输出电流:

5V1A; (与±15V共地)

24V2A±15V每路200mA;

24V×3:每路150mA(上三桥每路用)

24V×1300mA(下三桥共用)

直流母线电压取样:与母线大致189:1的关系,100mA;(与±15V共地)

JS159-24技术参数(最大绝对值):

符号

参数

条件

      数值

单位

  Vin

输入电压

    直流电压

    170-700V

  V

 

 

Io

 

 

 

输出电流

V2,V3,V4   

      150

  mA

       V1

      300

  mA

      24V

       2

  A

      5V

    300-1000

  mA

     ±15V

    200

  mA

     VDC

    100

  mA

  Tp

  操作温度

 

-10-70

 

  PO

  输出功率

 

     60

  W

  viso

  绝缘耐压

输入输出,输出各相

     2500

  V

 

符号

 

 参数

 

条件

       范围

 

单位

最小

典型

最大

Vin

   输入电压

         推荐范围

170

----

700

   V

V2,3,4

 

   输出电压

-----------------------------------

24

24.2

24.8

 

 V

V1

-----------------------------------

24

24.2

24.8

V24V

-----------------------------------

24

24.6

26

5V

-----------------------------------

5

5.02

5.03

±15V

-----------------------------------

14

15.8

16.2

VDC

 

0899

--

370

管脚说明:

1)左下:  输出电源:符号表示为(“G”:表示

V1+V1G24VIPM下三桥共用驱动电源,请在IPM端加100uF滤波电容及100nF去耦电容)

V2+V2G24VIPM上桥独立驱动电源2,请在IPM端加100uF滤波电容及100nF去耦电容)

V3+V3G24VIPM上桥独立驱动电源3,请在IPM端加100uF滤波电容及100nF去耦电容)

V4+V4G24VIPM上桥独立驱动电源4,请在IPM端加100uF滤波电容及100nF去耦电容)

2)左上: 输入电源:P表示输入直流电源正极,N表示输入直流电源地,范围直流170-700V.

3)右边:输出电源符号依次表示为:(从下至上)

+5V通常输出至单片机或DSP,请在控制板入口处加100uF滤波电容及100nF去耦电容。

GND+5V地,与±15V共地,与控制板电源共地。

15G±15V地,与5V共地。

+15+15V输出至运放电路,电流传感器,霍尔编码器等,为避免毛刺,需要相应滤波和去耦。

-15-15V同上。

VDC:直流母线取样,一般与母线189:1的线性关系,例如300V母线,VDC1.587V左右,自测为准。该电压是为了提供判母线过压或欠压,不推荐将该参数作为变量参加实时计算。该电压与±15V5V共地。通常地:输出到运放电路经过整形后进DSP/MCUA/D采样。

空:不接

24G24V地。

+24+24V输出电流高达2A,可作为继电器或风扇电源,

注意事项:

1    上电之前请先检查各部件有无损坏,避免其他原因造成的短路等事故。

2    请认准输入电压是否是直流以及电压大小是否为允许的直流范围。上电无误后,发光LED灯被点亮以随时待机。

3  为了减少或避免毛刺干扰,每路输出电压均需在目标负载处添加去耦以及滤波电路,比如∏型滤波。参数推荐:去耦100nF,滤波100uF,串联电感10nH

4 电源接通后用万用表即可测量各路电源,V1-V4电压在连接负载(IPM)后,电压误差不能超过±1.5V

5 允许用户做除5v外其余电压的短路测试,短路时发光二极管闪烁。

6)由于该电源是以5V为基准,故相较其他输出电压更为精准,稳定。推荐用户尽量用到该路输出以保持所有输出电压稳定。如果不使用5V输出请并联一个100欧姆/1W以上电阻假负载。

JS159-24纹波噪声叠加测试典型参数,交流耦合,平均采样,关闭数字滤波,50M带宽:(双边叠加,单位:mV

JS159-24

5V

+15V

   -15V

VDC

 24V

V1

V2

V3

V4

空载纹波

    40

    70

    72

   50

  80

 80

 80

80

80

带载纹波

50@1A

80@150mA

80@150mA

50@100mA

90@2A

85@150mA

85@150mA

85@150mA

85@150mA

JS159-24输出独立4组24V电压,可用稳压管以及分压电阻分压为+15V -9V 的驱动电压,保证IGBT的可靠导通和关断。或者购买输入电压为24v的集成驱动片,其内部集成了分压,过载保护,信号推挽输出。

关于后级滤波以及纹波处理:

  随着SWITCH的开关,电感L中的电流也是在输出电流的有效值上下波动的。所以在输出端也会出现一个与SWITCH同频率的纹波,一般所说的纹波就是指这个。它与输出电容的容量和ESR有关系。这个纹波的频率与开关电源相同,本电源为70KHz。
    另外,SWITCH是指大功率MOSFET,在其导通和截止的时候,都会有一个上升时间和下降时间。这时候在电路中就会出现一个与SWITCH上升下降时间的频率相同或者奇数倍频的噪声,同样二极管D在反向恢复瞬间,其等效电路为电阻电容和电感的串联,会引起谐振,产生的噪声频率也为几十MHz。这两种噪声一般叫做高频噪声,幅值通常要比纹波大得多。

开关电源纹波的抑制:
对于开关纹波,理论上和实际上都是一定存在的。通常抑制如下:
1,用户在后级加大电感和输出电容滤波
    根据开关电源的公式,电感内电流波动大小和电感值成反比,输出纹波和输出电容值成反比。所以加大电感值和输出电容值可以减小纹波可以看出,增加L值,或者提高开关频率可以减小电感内的电流波动。
    同样,输出纹波与输出电容的关系:vripple=Imax/(Co×f)。  可以看出,加大输出电容值可以减小纹波。
    通常的做法,对于输出电容,使用铝电解电容以达到大容量的目的。但是电解电容在抑制高频噪声方面效果不是很好,而且ESR也比较大,所以会在它旁边并联一个陶瓷电容,来弥补铝电解电容的不足或者条件允许的话使用固态电容。
    同时,开关电源工作时,输入端的电压Vin不变,但是电流是随开关变化的。这时输入电源不会很好地提供电流,通常在靠近电流输入端,并联电容来提供电流。
   
后级加LC滤波器对噪纹波的抑制作用比较明显,根据要除去的纹波频率选择合适的电感电容构成滤波电路,一般能够很好的减小纹波。

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