MAST5系列 IGBT 驱动板使用说明
MAST5-4C-U17 型 IGBT 驱动板
使 用 说 明
一：功能描述
内置 4 路 IGBT 驱动，采用 AST965，每路驱动电流均为 5A。
内置 4 路相互隔离 DC-DC，隔离电压 3500VAC。
电流源驱动方式，在同等 EMI 情况下，减小密勒效应时间，降低开关损耗。
每路均具有 VCE检测方式的短路保护。
每路均具有欠压保护。
每路均具有 IGBT栅极 TVS保护元件。
每路均具有电源指示、脉冲指示。
集中的扁平线信号接口，支持多种输入电平。
外部只需输入 1 路电源 12VDC（9-18V），或 24VDC（18-32V）
二：结构和尺寸
VIN+ VIN-
G4 E4 C4
G3 E3 C3 G2 E2 C2 G1 E1 C1
板总高度：45mm。
上海巴玛克电气技术有限公司 www.bamac.net 1 Of 11
MAST5系列 IGBT 驱动板使用说明
三：连接及说明
13,14-
GND-信号输入和输出公共负端
VS-信号公共电源端
15,16-
PS1-保护信号1输出
17,1819,20-
PS2-保护信号2输出 7,8 - PUL3-信号3输入
PS3-保护信号3输出
21,2223,24-PS4-保护信号4输出
电源+ 电源-
25,26-空
11,12-空
9,10- PUL4-信号4输入
PUL2-信号2输入
5,6 3,4 -
PUL1-信号1输入
PEN-输出使能
1,2 -
G4 E 4 C4
其余3路接法同第一路
VCC
电源电源+
VIN+ VIN-
信号输入和输出公共负端
信号公共电源端
保护信号1输出
保护信号2输出
保护信号3输出
保护信号4输出
25
26
1
2
G1 E 1 C 1G2 E 2 C2G3 E 3 C3
绞线
输出使能
VIN+ VIN -
G4 E4 C 4
25
26
1
2
G1 E1 C 1G2 E2 C 2G3 E3 C3
信号规范及连接示意图
上海巴玛克电气技术有限公司 www.bamac.net 2 Of 11
MAST5系列 IGBT 驱动板使用说明
1、扁平线引脚定义描述表
序号 功能号 描 述
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
PEN
PUL1
PUL2
PUL3
PUL4
空
驱动输出使能，如 PEN 为低电平，则无论输入信号如何变化，
所有驱动输出保持为负电位；PEN 为高电平时，允许驱动输出
为高（根据输入信号变化）；PEN 信号须有 2mA 以上的高电平
驱动能力，该信号不能悬空，不使用时应连接到 VCC
第一路信号输入（信号 1 输入），当 PEN 为高时，信号输入为
高时，驱动输出正电位，信号输入为低时，驱动输出负电位。信
号输入须具有 8mA 以上的高电平驱动能力
第二路信号输入（信号 2 输入），当 PEN 为高时，信号输入为
高时，驱动输出正电位，信号输入为低时，驱动输出负电位。信
号输入须具有 8mA 以上的高电平驱动能力
第三路信号输入（信号 3 输入），当 PEN 为高时，信号输入为
高时，驱动输出正电位，信号输入为低时，驱动输出负电位。信
号输入须具有 8mA 以上的高电平驱动能力
第四路信号输入（信号 4 输入），当 PEN 为高时，信号输入为
高时，驱动输出正电位，信号输入为低时，驱动输出负电位。信
号输入须具有 8mA 以上的高电平驱动能力
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
GND
VS
PS1
PS2
PS3
PS4
空
信号输入和保护信号输出的公共负端，一般接 GND
保护信号输出的公共正端，一般接 VCC（3.3V、5V、12V 或 15V）
第一路保护信号输出，当检测到短路保护或欠压保护时，该引脚
输出高电位。
第二路保护信号输出，当检测到短路保护或欠压保护时，该引脚
输出高电位。
第三路保护信号输出，当检测到短路保护或欠压保护时，该引脚
输出高电位。
第四路保护信号输出，当检测到短路保护或欠压保护时，该引脚
输出高电位。
26
注：扁平线插座均为双线并连在一起，即：1,2 脚连接在一起，3,4 脚连接在一
起，......23,24 脚连接在一起。
上海巴玛克电气技术有限公司 www.bamac.net 3 Of 11
MAST5系列 IGBT 驱动板使用说明
2、信号输入说明
板内信号每路的输入电路如图所示：
放大
RAx
其中：x=1,2,3,4。
信号输入为共负端输入，要求每路具有高电平 8mA 以上驱动能力，对于 5V 信
号接口，推荐信号使用 74F125、74HC245 等驱动后再送至驱动板；对于 12V 或
15V 信号接口，推荐信号使用 CD4050等驱动后再送至驱动板。如信号输入没有足
够的驱动能力，IGBT 驱动输出可能不稳定。
缺省的元件值为 5V 或 3.3V 输入信号电平，如输入信号电平是 12V、15V 或
24V，可以改变 RA1-RA4 以及 DW1-DW4 值进行匹配。
3.3V 5V 12-15V 24V
RA1,RA2,RA3,RA4
DW1,DW2,DW3,DW4
0Ω电阻 0Ω电阻
0Ω电阻 0Ω电阻 0Ω电阻
680Ω电阻 2KΩ电阻
5.1V 稳压管
注：信号电平为 24V 时，DW1-DW4 安装 5.1V 稳压管，可以提高信号传输抗干扰
能力，可用于较远距离传输信号，例如 2m 以上。
3、保护信号输出说明
板内每路保护信号输出电路如图所示：
保护
保护
检测
检测
VS
RNx
PSx
其中：x=1,2,3,4。
板上 5 路 IGBT 驱动的保护信号均单独输出，输出的信号类似于光电耦合器，
其 C 极接信号电源端，其 E 极引出保护信号，并通过 RN1-RN4 接地。当保护发生
时，C 极和 E 极导通，PS1－PS4 输出高电平；保护解除时，C 极和 E 极截止，PS1
－PS4 输出低电平。
C极和 E 极截止耐压为 30V，因此，可根据需要配置成 5V（3.3V）、12V、15V
上海巴玛克电气技术有限公司 www.bamac.net 4 Of 11
MAST5系列 IGBT 驱动板使用说明
或 24V 系统。
不同 VS 情况下所使用的 RNx 电阻值如下表：
3.3V 5V 12-15V 24V
RN1,RN2,RN3,RN4
680Ω电阻 680Ω电阻
2KΩ电阻 5.1KΩ电阻
注：1、VS 在板内仅连接保护信号输出电路，其它电路未使用 VS。
2、如图所示，该输出信号是电阻下拉输出信号，请实际使用时注意信号的驱动
能力，应选择输入电流较小的输入电路。同时，为了增强抗干扰能力，请使用一个
阻容输入电路：
3、可以将所有 PSx 信号并联在一起作为一个信号输出，这时，RNx 的焊装方
法须做调整：只焊装 RN1，其它 RNx 空，RN1 的阻值与上表同。这样连接时，当
所有驱动均正常时，该信号保持低电平，如果任一路驱动发生保护，则该信号均输
出高电平。
PSx
保护信号处理电路
IGBT 驱动板
1KΩ
000P
4、电源输入
在 VIN+和 VIN-分别输入电源的正极和负极，电压可以有 12V和 24V两种。
连接电源时请注意电源输入的极性和电压值。
电源电路、信号输入和保护信号输出电路、驱动输出电路三者是相互隔离的。
5、驱动输出电路
5.1、驱动输出电路如图所示：
上海巴玛克电气技术有限公司 www.bamac.net 5 Of 11
MAST5系列 IGBT 驱动板使用说明
RDn RDn+1 YxRDn+2
VO
RSx
IO
EG
C
G
E
C
其中：n=1,4,7,10；x=1,2,3,4。
RSx为“电流源驱动启动的 0欧电阻”，如 RSx 安装一个 0 欧电阻，则为电流
源驱动方式；如 RSx 空，则为电压源－电阻驱动方式。RDn、RDn+1、RDn+2 分
别为驱动电流控制电阻，驱动电流大小见下文，其中 RDn+2 受 Yx 的影响，Yx 为
IGBT 开通/关断采用不同驱动电流的控制元件，如在 Yx 位置安装一个二极管（应选
择肖特基二极管），通过安装二极管的方向，可以达到慢速开通/快速关断，或快速
开通/慢速关断的目的（图示中，二极管 A 极在下，K 极在上时是慢速开通/快速关
断）。
5.2、与驱动方式和驱动电流大小相关的元件：
路数 驱动电流控制电阻 电流源驱动启
动的 0 欧电阻
第一路 RD1、RD2、RD3
第二路 RD4、RD5、RD6
第三路 RD7、RD8、RD9
第四路 RD10、RD11、RD12
RS1 Y1
RS2 Y2
RS3 Y3
RS4 Y4
IGBT 开通/关断采用
不同驱动电流控制
5.3、驱动电流的计算
计算方法与 AST965 模块相同，以第一路为例：采用电流源驱动时（RS1安装
0 欧电阻），且如果 RD3 和 Y1 均为空，则 RD1、RD2 在板上是并联的，第一路的
驱动电流即为：
I＝0.2+
(A) 其中 RD1//RD2 为两个电阻并联值。
2//12RDRD
驱动板出厂时驱动电流缺省值为 1.5A，两个电阻均为 3.3Ω。
每一路均可以单独使用不同的驱动方式和驱动电流值。
上海巴玛克电气技术有限公司 www.bamac.net 6 Of 11
MAST5系列 IGBT 驱动板使用说明
5.4、几种应用的元器件选取举例
序 驱动方式 驱动电流
RDn RDn+1 RDn+2 RSx Yx
开通/关断
1 0.7A/0.7A
1.0A/1.0A
1.5A/1.5A
2 2.0A/2.0A
3 3.0A/3.0A
4 4.2A /4.2A
5 5A / 5A
6 2.0A/4.0A
7
8 1A/1A
9 2A/2A
10 3A/3A
11 4A/4A
电流源
电压源
－电阻
3.0A/1.0A
8.2Ω 8.2Ω 空 0Ω 空
5.1Ω 5.1Ω 空 0Ω 空
3.3Ω 3.3Ω 空 0Ω 空
2.2Ω 2.2Ω 空 0Ω 空
2.2Ω 2.2Ω 2.0Ω 0Ω 0Ω电阻
1.0Ω 1.0Ω 空 0Ω 空
1.0Ω 1.0Ω 2.2Ω 0Ω 0Ω电阻
2.2Ω 2.2Ω 1.0Ω 0Ω S24 二极管
5.1Ω 5.1Ω 1.0Ω 0Ω S24 二极管
47Ω 47Ω 空 空 空
22Ω 22Ω 空 空 空
22Ω 22Ω 22Ω 空 0Ω电阻
15Ω 15Ω 15Ω 空 0Ω电阻
12 5A/5A
13 2A/4A
14
3A/1A
12Ω 12Ω 12Ω 空 0Ω电阻
22Ω 22Ω 10Ω 空 S24 二极管
47Ω 47Ω 10Ω 空 S24 二极管
注：二极管 S24 的安装方向参见 5.1 图示和说明。
5.5、用电流源驱动方式替代电压源－电阻驱动方式时
推荐的电阻选择对比表：
对应电流源驱动并使用 MAST5 系列驱动板时的参数选择 序 原电压源－电
阻驱动时的驱
RDn RDn+1 RDn+2 RSx Yx
1
2
3
动电阻值
22Ω 39Ω 39Ω 空 0Ω 空
15Ω 16Ω 16Ω 空 0Ω 空
10Ω 8.2Ω 8.2Ω 空 0Ω 空
对应的电流
源驱动电流
0.30A
0.45A
0.69A
4
5
6
7
8.2Ω 6.8Ω 6.8Ω 空 0Ω 空
7.5Ω 5.6Ω 5.6Ω 空 0Ω 空
6.8Ω 5.1Ω 5.1Ω 空 0Ω 空
5.6Ω 3.9Ω 3.9Ω 空 0Ω 空
上海巴玛克电气技术有限公司 www.bamac.net 7 Of 11
0.79A
0.91A
0.98A
1.23A
MAST5系列 IGBT 驱动板使用说明
8
9
10
11
12
13
14
15
4.7Ω 3.3Ω 3.3Ω 空 0Ω 空
3.9Ω 3.9Ω 3.9Ω 3.9Ω 0Ω 0Ω电阻
3.3Ω 2.2Ω 2.2Ω 空 0Ω 空
2.7Ω 2.7Ω 2.7Ω 2.2Ω 0Ω 0Ω电阻
2.2Ω 2.2Ω 2.2Ω 2.0Ω 0Ω 0Ω电阻
2.0Ω 2.0Ω 2.0Ω 1.6Ω 0Ω 0Ω电阻
1.6Ω 1.0Ω 1.0Ω 空 0Ω 空
1.2Ω 1.0Ω 1.0Ω 2.2Ω 0Ω 0Ω电阻
1.49A
1.74A
2.02A
2.59A
3.02A
3.45A
4.20A
5.0A
注：1、不同类型和制造商生产的 IGBT特性不同，还应根据实际的线路结构和 IGBT
波形选择电阻值。
2、如 IGBT 开通和关断需设计不同的速度，也可参照不同的驱动电流值选取电流源
驱动下的电阻值。
5.6、电流源驱动与电压源－电阻驱动的对比关系参照下表：(仅供参考)
电流源驱动
驱动电流
1A
2A
3A
4A
5A
电流源驱动
驱动电流
2A
3A
4A
5A
6A
2.0µC 栅极电荷时
栅极脉冲上升时间
电压源-电阻驱动
驱动电阻/峰值电流
2.0uC 栅极电荷时
栅极脉冲上升时间
约 2.0µS 15Ω / 1.6A 约 3.1µS
约 1.0µS 10Ω / 2.4A 约 2.1µS
约 0.67µS 7.5Ω / 3.2A 约 1.56µS
约 0.5µS 5Ω / 4.8A 约 1.0µS
约 0.4µS 3.3Ω / 7.3A 约 0.69µS
3.0µC 栅极电荷时
栅极脉冲上升时间
电压源-电阻驱动
驱动电阻/峰值电流
3uC 栅极电荷时栅
极脉冲上升时间
约 1.5µS 10Ω / 2.4A 约 3.1µS
约 1.0µS 7.5Ω / 3.2A 约 2.34µS
约 0.75µS 5Ω / 4.8A 约 1.56µS
约 0.6µS 3.3Ω / 7.3A 约 1.03µS
约 0.5µS 2.0Ω / 12A 约 0.63µS
电流源驱动
驱动电流
2A
3A
上海巴玛克电气技术有限公司 www.bamac.net 8 Of 11
4µC 栅极电荷时栅
极脉冲上升时间
电压源-电阻驱动
驱动电阻/峰值电流
约 2.0µS 10Ω / 2.4A 约 4.16µS
约 1.33µS 7.5Ω / 3.2A 约 3.1µS
4uC 栅极电荷时栅
极脉冲上升时间
MAST5系列 IGBT 驱动板使用说明
4A
5A
6A
约 1.0µS 5Ω / 4.8A 约 2.1µS
约 0.8µS 3.3Ω / 7.3A 约 1.4µS
约 0.67µS 2.0Ω / 12A 约 0.83µS
注：IGBT 栅极电荷主要由输入栅极电容电荷和密勒效应电荷组成，不同工艺、不同
制造商的 IGBT 栅极电荷各有不同，一般 IGBT 容量越大，栅极电荷也越大，具体
数值请参见 IGBT 数据手册。
6、短路保护动作时间调整
如果所驱动的 IGBT 模块工作电流大、导通压降较高且开关速度较低，短路保
护动作过快时可能产生误动作，在排除欠压保护的可能性后，可适当调节短路保护
的动作时间，方法是在 Cx（x=1,2,3,4）上安装一个频率特性较好的电容，以使短
路保护动作时间延长，每 1000PF 的电容器大约产生 1uS的延时。
需要注意的是：如延时时间过长，在短路时可能不能有效的保护 IGBT，或者 缩
短其寿命；一般情况下不需要调整短路保护动作时间。
四：电气规范
极限参数：
项目 代号 条件 值 单位
电源电压
输入电压
运行频率
耐电压
最大功率消耗
运行环境温度
储藏温度
VDD
V
F
OP
V
P
T
OP
T
STG
电气参数：(T=25℃)
VDD-VSS（24V）
VDD-VSS（12V）
I
RMS
20 W
D
50Hz 正弦有效值
36 V
20 V
-7∼7
0－100K
3500V V
-25－70 ℃
-25－100 ℃
V
Hz
项目 代号 条件 最小值 典型值 最大值 单位
电源电压
上海巴玛克电气技术有限公司 www.bamac.net 9 Of 11
VDD
VDD-VSS（24V）
VDD-VSS（12V）
18 24 32 V
9 12 18 V
MAST5系列 IGBT 驱动板使用说明
电源电流（20KHz，
负载电容 0.1uF）
输入电压
“H”输入电流
“H”输出电压
“L”输出电压
上升时间
上升时间
下降时间
下降时间
上升延时时间
上升延时时间
IDD
VDD-VSS（24V）
VDD-VSS（12V）
V
3 4 6 V
IN
I
IH
V
OH
＝5V
V
IN
驱动 IGBT,VDD＝20－
0.42 0.8 A
0.82 1.6 A
6 10 mA
13.5 15 16.5 V
30V
V
OL
驱动 IGBT,VDD＝30V
驱动 IGBT,VDD＝24V
驱动 IGBT,VDD＝20V
T
R
T
R
T
F
T
F
T
PDH
T
PDH
空载
负载 取决于负载电容量
空载
负载 取决于负载电容量
空载
负载 取决于负载电容量
-13 V
-7 V
-4 V
0.1
µS
0.1
µS
0.5
µS
下降延时时间
下降延时时间
共模电压
短路保护时间
PDL
T
PDL
空载
负载 取决于负载电容量
CMRR 15 30
T
SCP
从短路发生到栅极电压
0.5
µS
KV/µS
5 7 10
µS
T
开始下降
V
欠压保护动作
保护信号光耦负载
18 V
LVP
I
5 mA
FO
电流
保护信号光耦耐压
保护复位时间
检测二极管耐压
检测二极管恢复
V
T
V
Trr
30 V
FOMAX
50 75 100 mS
RST
1800 2000 V
DIODE
IF＝0.5A
50 75 nS
推荐使用条件：
项目 代号 条件 值 单位
电源电压
VDD
VDD-VSS（24V） 24±4
V
VDD-VSS（12V） 12±2
V
输入电压
最大脉冲输出电流
5 V
I
I
OP
F＝40KHz ±0.2－±3.5
F＝20KHz ±0.2－±5.0
上海巴玛克电气技术有限公司 www.bamac.net 10 Of 11
A
A
MAST5系列 IGBT 驱动板使用说明
运行环境温度
T
OP
≤60 ℃
驱动 IGBT 类型
环境温度 40 ,F=20KHz℃ ，300A/1700V，400A/1200V，600A/600V
环境温度 60 ,F=20KHz℃ ，200A/1700V，300A/1200V，400A/600V
环境温度 40 ,F=8KHz℃ ，400A/1700V，600A/1200V，800A/600V
环境温度 60 ,F=8KHz℃ ，300A/1700V，400A/1200V，600A/600V
五：其它注意事项
1、IGBT 开关时的 dv/dt和 di/dt 很高，在主板连接到驱动板的扁平线上套一个扁磁
环，可降低对电子线路的电磁干扰。在每路 IGBT 的三根驱动连接线上也各套一个
圆柱磁环，也可降低电磁干扰。还可以在输入电源线上也套一个圆柱磁环。
2、设计 IGBT 驱动板位置时，应尽量靠近 IGBT，使驱动板至 IGBT 的连接线路尽
量短，这样驱动波形更佳，电路工作更可靠，但还要考虑靠近 IGBT 是否导致驱动
板环境温度过高，如果驱动板环境温度过高，驱动板应该要降额使用。
3、注意输入电源需要有一定的功率裕量，否则在带负载情况下，驱动板上的开关电
源可能不能正常启动。例如以 20KHz 的频率驱动 4 路 300A 的 IGBT，正常工作时，
输入 24V 或 12V 电源的总功率可能只有 12W 左右，但为保证带负载正常起动，输
入电源需要提供 24W 左右的瞬时起动功率，起动持续时间在 1S 以内。所以，一般
应按照最大电源电流值选取供电电源。
上海巴玛克电气技术有限公司 www.bamac.net 11 Of 11
Loading...