EVAL - ADuM4137EBZ评估板：IGBT门极驱动器评估利器

在电力电子领域，IGBT（绝缘栅双极型晶体管）门极驱动器是关键组件之一，其性能直接影响到整个系统的稳定性和效率。ADI公司的ADuM4137 iCoupler® 高压隔离IGBT门极驱动器备受关注，而EVAL - ADuM4137EBZ评估板则为工程师提供了一个便捷的评估平台。今天，我们就来深入了解一下这个评估板。

文件下载：EVAL-ADUM4137EBZ.pdf

评估板特性

强大的驱动能力

EVAL - ADuM4137EBZ评估板所对应的ADuM4137具有6A的峰值驱动输出能力，输出功率器件电阻小于1Ω。这使得它能够为IGBT提供足够的驱动电流，确保IGBT能够快速、可靠地开关。

丰富的测试功能

评估板具备SPI通信测试基础设施，方便工程师进行通信测试和数据交互。同时，它还支持米勒钳位、去饱和检测、双过流保护引脚、双温度传感器引脚、故障报告等功能，并且配备了两个假负载，为全面评估ADuM4137的性能提供了有力支持。

评估板内容及所需设备

评估板内容

评估板包含EVAL - ADuM4137EBZ板，这是整个评估系统的核心。

所需设备

• 两个可变电源，电压最高可达25V，电流最高可达1A。
• USB - SDP - CABLEZ，用于SPI通信。
• 信号发生器，用于产生测试信号。

支持的iCoupler型号

该评估板支持ADuM4137型号的iCoupler。

所需文档和软件

• 文档方面，需要参考ADuM4137数据手册，它详细介绍了ADuM4137的各项参数和性能。
• 软件方面，需要使用ADuM4137评估软件，用于对评估板进行配置和测试。

评估板的配置与连接

配置评估板

为了实现对VI + 引脚到门极操作的评估，评估板需要进行一些组件设置：

• R1：开启电阻，建议使用2Ω。
• R2：关闭电阻，建议使用1Ω。
• R3：软关断电阻，建议使用1kΩ。
• R9、R25：负载电阻，建议使用1Ω（可选）。
• R23、R24：温度感应模拟电阻，建议使用2kΩ（可选）。

模拟负载

在标准配置中，通过跳线P4和/或跳线P27可以接入两个并联的电阻 - 电容（RC）负载，每个负载由一个1Ω（建议）电阻（R9或R25）与一个100nF电容（C9或C16）串联组成。移除P4和P27跳线可移除RC负载。评估板上还提供了螺丝端子，方便连接其他负载。

电源连接

ADuM4137是一个隔离式门极驱动器，有两个不同的隔离区域。IC的左侧（引脚1到引脚14）为初级侧，由VDD1引脚和GND1引脚供电，主要控制输入逻辑、SPI通信和故障报告，建议VDD1引脚到GND1引脚的电压在4.5V到25V之间。IC的右侧（引脚15到引脚28）为次级侧，其电压控制ADuM4137的输出侧，VDD2引脚到GND2引脚的电压建议在6V到25V之间，对于IGBT来说，15V是一个常见的目标电压。

输入和输出连接

• VI + 引脚可以使用5V逻辑或3.3V逻辑、推挽互补金属氧化物半导体（CMOS）连接，或者在使用正确上拉电阻的情况下采用合适的开漏配置。
• P12提供了对VI - 引脚的跳线访问，通过不同的跳线设置可以实现不同的负载连接和电平控制。

使用SPI

评估板可以很方便地与USB - SDP - CABLEZ电缆接口。使用SPI总线时，需要在MOSI、MISO、NCS和SCLK跳线引脚上放置跳线，并将USB - SDP - CABLEZ连接到跳线P17。为了确保通信正常，需要将UVLO_nFault接地。

故障模式覆盖设置

评估板默认配置了一些故障模式覆盖，以提供一个简化的测试平台。

• ASC覆盖：通过跳线P23将ASC引脚短接到GND2引脚，可以阻止ASC事件发生。移除P23上的跳线，可允许外部电压源驱动ASC引脚。
• 过流故障覆盖：OC1和OC2跳线引脚提供了一种简单的方法，将过流引脚连接到GND2引脚，从而消除过流故障导致输出驱动停止的可能性。在测试过流能力时，需要移除OC1和OC2跳线引脚上的默认跳线。
• 温度感应故障覆盖：在没有远程温度感应电阻的情况下，TS1和TS2引脚浮空，呈现低温操作模式。通过在TP24和TP25引脚连接电阻，并进行相应的跳线设置，可以模拟不同的温度情况。

示例传播延迟测试

从标准配置开始进行传播延迟测试。将VI + 引脚通过一个5V推挽CMOS驱动器驱动，VDD1引脚提供12V电压，VDD2引脚提供15V电压。测试时需要移除USB - SDP - CABLEZ以及MOSI、MISO、NCS和SCLK跳线引脚。测量TP7和/或TP23测试点可以模拟IGBT内部1Ω（建议）串联栅极电阻在栅极处的情况。

评估板软件

软件安装

使用USB - SDP - CABLEZ进行SPI通信需要安装LabVIEW®可执行文件，同时需要安装USB - SDP - CABLEZ驱动程序和与LabVIEW 2011兼容的LabVIEW运行时引擎。安装步骤如下：

1. 安装SDPdrivers.exe。
2. 安装LabVIEW运行时引擎2011或更高版本。
3. 双击ADuM4137_eval_progam_01.exe运行评估程序。

软件测试使用

• 停止程序：可以通过点击窗口右上角的“STOP”按钮、关闭窗口或强制退出程序来停止LabVIEW程序。在关闭程序之前，需要移除USB - SDP - CABLEZ与评估板的连接。
• 读取寄存器：通过点击“Read Addr:00”、“Read Addr:01”和“Read Addr:10”可以读取ADuM4137 EEPROM中不同地址的寄存器内容。
• 写入寄存器：通过点击“Write/Read Addr:00”、“Write/Read Addr:01”和“Write/Read Addr:10”可以向不同地址的寄存器写入数据，并进行验证。

软件示例操作

• 通信判断：当ADuM4137未供电且USB - SDP - CABLEZ插入评估板时，所有读取命令通常报告为0。通过读取所有寄存器，可以判断ADuM4137是否正常通信。
• EEPROM写入示例：写入数据到EEPROM需要先设置SIM_TRIM位，然后设置所需的位，最后进行写入和验证操作。

总结

EVAL - ADuM4137EBZ评估板为工程师提供了一个全面、便捷的平台，用于评估ADuM4137 iCoupler高压隔离IGBT门极驱动器的性能。通过合理的配置和使用，工程师可以深入了解ADuM4137的各项功能，为实际应用提供有力支持。大家在使用过程中有没有遇到什么有趣的问题或者独特的经验呢？欢迎在评论区分享。