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隔离驱动IGBT和Power MOSFET等功率器件所需的技巧

时间:12-21 来源:互联网 点击:
功率器件,如IGBT,Power MOSFET和Bipolar Power Transistor等等,都需要有充分的保护,以避免如欠压,缺失饱和,米勒效应,过载,短路等条件所造成的损害。这里介绍了为何光耦栅极驱动器能被广泛的接受和使用,这不仅是因其所具有的高输出电流驱动能力,及开关速度快等长处之外,更重要的,它也具有保护功率器件的所需功能。这些功率器件的保护功能包括欠压锁定(UVLO),DESAT检测,和有源米勒钳位。在电力转换器,电机驱动,太阳能和风力发电等系统的应用上,所有这些保护功能都是重要的,因它确保这些系统能安全和稳定的操作。另外,能把握如何正确的选用,设计这些光耦栅极驱动器来有效的使用/控制这些功能使到整个系统更简单,高效,可靠,是系统设计工程师不可或缺的技能!

  1、请问:专家可否介绍一下ACP-330J、ACP-C79A绝缘放大器的放大特性,频率特性以及绝缘特性?谢谢!

  1) CTR的放大特性 --- ACPL-330J 和 ACPL-C79A 都没有CTR的放大特性。虽然所有栅极驱动光耦合器的输入端均有一个LED及隔离输出端均有一个光学探测器, 其操作功能却与CTR无关紧要,因为它们是靠数字信号格式下运作的。作为探测器如其可以检测到LED是否处于ON或OFF状态,其输出将反映相应的功能。例如ACPL-332J的情况 - 它的功能是利用PWM输入信号来造成输出端输出同一PWM信号,进而数字化驱动IGBT或PowerMosfet。它虽也具有特定缓冲驱动能力, 但与CTR完全无关。 同样的,在ACPL-C79A的情况下,它是一个电流感测器 - 它的功能是把输入电流信息以数字化(Σ-Δ)编码,然后以模拟型式 把所代表的输入电流波形以放大倍数电流波形(无关于CTR)发出到输出端。

  2)频率特性--- ACPL-330J适用于在30kHz?40kHz的频率上驱动IGBT/ PowerMosfet (如所需的峰值电流《1.5A规定电流)。 ACPL-C79A是适用于带宽高达200kHz的典型电流感应。

  3)绝缘特性--- ACPL-330J和ACPL-C79A均能满足依据IEC60747-5-5的安规所规定的超强绝缘性能。您也可以从它们的数据手册,找到更详细的资料。

  2、请问:光耦端的控制电流与功率管输出驱动电流之比是用什么指标表示,其最大值是多少?谢谢!

  全部栅极驱动光耦合器都没有CTR的放大特性。虽然所有栅极驱动光耦合器的输入端均有一个LED及隔离输出端均有一个光学探测器,其操作功能却与CTR无关紧要,因为它们是靠数字信号格式下运作的。作为探测器如其可以检测到LED是否处于ON或OFF状态,其输出将反映相应的功能。例如ACPL-332J的情况 - 它的功能是利用PWM输入信号来造成输出端输出同一PWM信号,进而数字化驱动IGBT或PowerMosfet。它虽也具有特定缓冲驱动能力,但与CTR完全无关。 ACPL-332J是能够驱动高达2.5A电流的栅极驱动光耦合器。安华高科技(Avago Technologies)也有能驱动高达5A电流的栅极驱动光耦合器。

  3、请问:安华的光电耦合器都是采用DIP-8封装吗?业界经常提到DIP-8封装,请问这种封装方式有何优点?谢谢!

  Avago光耦合器有许多不同类型的封装,它们包括 500-MIL DIP10,400-MIL DIP8,300-MIL DIP8,SO16,SO8,SS08,SO6,SS06,SO5,和SO4等等。 每个封装都有其自身的特点 - 如不同的爬电距离和间隙,以配合不同的应用。

  4、请问:为什么要通过光耦合的方式来驱动功率管的栅极? 为何不能设计合适的驱动电路直接驱动栅极?各种保护功能在普通的驱动电路里不能实现吗? 增加光耦合是否也增加了一个产生可靠性问题的环节?谢谢!

  通过使用光耦栅极驱动器驱动功率器件,可以帮助消除4个基本问题,如1)瞬态电压,2)共模噪声,3)接地回路,和4)电平转换。这4个基本问题不能轻易/圆满通过简单的非隔离式栅极驱动器得到解决。集成的栅极驱动器如安华高的ACPL-33xJ, 结合了各种保护功能于简单的集成电路里。集成电路的好处是, 它能做到设备到设备(或元件到元件)间均非常均匀。这些保护功能,都可以通过分立器件来实现,但分立器件将无法很均匀地,从系统到系统间工作,另外分立器件将造成更复杂的设计,不能达到简化的作用。所有Avago的光耦合器都经过精心设计,以确保其可靠性不受到损伤。

  5、请问:有哪些低功耗的IC适合构建高效的适合光伏、风能应用的控制、逆变系统?谢谢!

所有安华高的隔离栅极驱动器都能在极低ICC2电流中运作,这可有效减少功率消耗和在高侧驱动允许使用自举电源。另外,安华高最新的栅极驱动器,如ACPL-P/W34x 能够在最高200ns这么低的传播延迟时间里工作 这允许更精确的PWM控制,同时提高效率。所有这些优势都使安华高的隔离

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