通过隔离门极驱动器抑制 dV/dt 噪声，消除混合动力系统驱动器的噪声

各种隔离器的 CMR 基准测试
为了检测各种隔离器的共模抑制 (CMR) 能力，Avago 选取了一些隔离门极驱动器来进行共模抑制 (CMR) 内部基准测试。针对隔离门极驱动器所设的 CMR 典型基准测试如图 6 所示。

CMR 的基准测试结果表明，光电耦合器比互感隔离器和电容隔离器具有更佳的 CMR。与供应商 A（互感隔离器）和供应商 B（电容隔离器）相比，Avago Technologies 门极驱动光电耦合器 (ACPL-38JT) 能够承受高共模瞬态而不出现故障，且输出高电平 (CMH) 和输出低电平 (CML) 均能最少达到 30kV/μs CMR。测试结果的摘要如表1所示。



让我们仔细比较一下三种不同隔离器的 CMH 波形。Avago 门极驱动光电耦合器的 CMH 波形显示并无故障。由于低阻抗 LED 驱动器和内部屏蔽，Avago 的门极驱动光电耦合器在 67kV/μs 的 dV/dt 和 VCM=1.5kV 时依然保持高输出状态，从而有效地提高了门极驱动器的 CMR，参见图 7a。供应商 A 的互感隔离器在 CMH 基准测试中出现故障，即使将 VCM 设置到 500V，缓慢上升时间为 160ns (dV/dt~2.5kV/μs)，门极驱动器仍无法在该测试中保持高输出状态，参见图 7b。供应商 B 的电容隔离器在 VCM 升至 900V 时， CMH 抗扰度降至 15kV/μs，在 VCM 升至 1kV 以上后显现故障，无法通过高输出测试 (dV/dt~4.5kV/μs)，参见图 7c。



ACPL-38JT 光电耦合器远远优于基本耦合器——该器件专门设计用于门极驱动系统并结合了集成去饱和 (VCE) 检测和故障状态反馈系统（图 8）。集成去饱和检测及反馈功能有助于精简系统设计，便于实施 IGBT VCE 故障保护，同时还能满足汽车应用的 AEC-Q100 1 级半导体要求。该光电耦合器还具备加强的绝缘性和增强的可靠性，达到了汽车和高温工业应用中的性能要求。


图 8. Avago 的车用门极驱动光电耦合器 ACPL-38JT 功能结构图

结论
混合动力系统驱动器在恶劣的汽车环境内工作时伴有大量的 dV/dt 噪声。为了保持系统可靠性并确保乘客安全，
设计人员应正确选用隔离装置，并采用精良的布局与系统设计，以尽量减少非预期性共模噪声的威胁。Avago
Technologies 的门极驱动光电耦合器结合了低阻抗 LED 驱动器与内部屏蔽系统，能提供抑制高共模瞬态噪声所需
的性能。