隔離驅(qū)動(dòng)IGBT和Power MOSFET等功率器件所需的技巧

　　1、請(qǐng)問：專家可否介紹一下ACP-330J、ACP-C79A絕緣放大器的放大特性，頻率特性以及絕緣特性？謝謝！

　　1） CTR的放大特性 --- ACPL-330J 和 ACPL-C79A 都沒有CTR的放大特性。雖然所有柵極驅(qū)動(dòng)光耦合器的輸入端均有一個(gè)LED及隔離輸出端均有一個(gè)光學(xué)探測(cè)器， 其操作功能卻與CTR無關(guān)緊要，因?yàn)樗鼈兪强繑?shù)字信號(hào)格式下運(yùn)作的。作為探測(cè)器如其可以檢測(cè)到LED是否處于ON或OFF狀態(tài)，其輸出將反映相應(yīng)的功能。例如ACPL-332J的情況 - 它的功能是利用PWM輸入信號(hào)來造成輸出端輸出同一PWM信號(hào)，進(jìn)而數(shù)字化驅(qū)動(dòng)IGBT或PowerMosfet。它雖也具有特定緩沖驅(qū)動(dòng)能力， 但與CTR完全無關(guān)。 同樣的，在ACPL-C79A的情況下，它是一個(gè)電流感測(cè)器 - 它的功能是把輸入電流信息以數(shù)字化（Σ-Δ）編碼，然后以模擬型式 把所代表的輸入電流波形以放大倍數(shù)電流波形（無關(guān)于CTR）發(fā)出到輸出端。

　　2）頻率特性--- ACPL-330J適用于在30kHz？40kHz的頻率上驅(qū)動(dòng)IGBT/ PowerMosfet （如所需的峰值電流《1.5A規(guī)定電流）。 ACPL-C79A是適用于帶寬高達(dá)200kHz的典型電流感應(yīng)。

　　3）絕緣特性--- ACPL-330J和ACPL-C79A均能滿足依據(jù)IEC60747-5-5的安規(guī)所規(guī)定的超強(qiáng)絕緣性能。您也可以從它們的數(shù)據(jù)手冊(cè)，找到更詳細(xì)的資料。

　　2、請(qǐng)問：光耦端的控制電流與功率管輸出驅(qū)動(dòng)電流之比是用什么指標(biāo)表示，其最大值是多少？謝謝！

　　全部柵極驅(qū)動(dòng)光耦合器都沒有CTR的放大特性。雖然所有柵極驅(qū)動(dòng)光耦合器的輸入端均有一個(gè)LED及隔離輸出端均有一個(gè)光學(xué)探測(cè)器，其操作功能卻與CTR無關(guān)緊要，因?yàn)樗鼈兪强繑?shù)字信號(hào)格式下運(yùn)作的。作為探測(cè)器如其可以檢測(cè)到LED是否處于ON或OFF狀態(tài)，其輸出將反映相應(yīng)的功能。例如ACPL-332J的情況 - 它的功能是利用PWM輸入信號(hào)來造成輸出端輸出同一PWM信號(hào)，進(jìn)而數(shù)字化驅(qū)動(dòng)IGBT或PowerMosfet。它雖也具有特定緩沖驅(qū)動(dòng)能力，但與CTR完全無關(guān)。 ACPL-332J是能夠驅(qū)動(dòng)高達(dá)2.5A電流的柵極驅(qū)動(dòng)光耦合器。安華高科技（Avago Technologies）也有能驅(qū)動(dòng)高達(dá)5A電流的柵極驅(qū)動(dòng)光耦合器。

　　3、請(qǐng)問：安華的光電耦合器都是采用DIP-8封裝嗎？業(yè)界經(jīng)常提到DIP-8封裝，請(qǐng)問這種封裝方式有何優(yōu)點(diǎn)？謝謝！

　　Avago光耦合器有許多不同類型的封裝，它們包括 500-MIL DIP10，400-MIL DIP8，300-MIL DIP8，SO16，SO8，SS08，SO6，SS06，SO5，和SO4等等。 每個(gè)封裝都有其自身的特點(diǎn) - 如不同的爬電距離和間隙，以配合不同的應(yīng)用。

　　4、請(qǐng)問：為什么要通過光耦合的方式來驅(qū)動(dòng)功率管的柵極？ 為何不能設(shè)計(jì)合適的驅(qū)動(dòng)電路直接驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O？各種保護(hù)功能在普通的驅(qū)動(dòng)電路里不能實(shí)現(xiàn)嗎？ 增加光耦合是否也增加了一個(gè)產(chǎn)生可靠性問題的環(huán)節(jié)？謝謝！

　　通過使用光耦柵極驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)功率器件，可以幫助消除4個(gè)基本問題，如1）瞬態(tài)電壓，2）共模噪聲，3）接地回路，和4）電平轉(zhuǎn)換。這4個(gè)基本問題不能輕易/圓滿通過簡(jiǎn)單的非隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器得到解決。集成的柵極驅(qū)動(dòng)器如安華高的ACPL-33xJ， 結(jié)合了各種保護(hù)功能于簡(jiǎn)單的集成電路里。集成電路的好處是， 它能做到設(shè)備到設(shè)備（或元件到元件）間均非常均勻。這些保護(hù)功能，都可以通過分立器件來實(shí)現(xiàn)，但分立器件將無法很均勻地，從系統(tǒng)到系統(tǒng)間工作，另外分立器件將造成更復(fù)雜的設(shè)計(jì)，不能達(dá)到簡(jiǎn)化的作用。所有Avago的光耦合器都經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，以確保其可靠性不受到損傷。

　　5、請(qǐng)問：有哪些低功耗的IC適合構(gòu)建高效的適合光伏、風(fēng)能應(yīng)用的控制、逆變系統(tǒng)？謝謝！

　　所有安華高的隔離柵極驅(qū)動(dòng)器都能在極低ICC2電流中運(yùn)作，這可有效減少功率消耗和在高側(cè)驅(qū)動(dòng)允許使用自舉電源。另外，安華高最新的柵極驅(qū)動(dòng)器，如ACPL-P/W34x 能夠在最高200ns這么低的傳播延遲時(shí)間里工作 這允許更精確的PWM控制，同時(shí)提高效率。所有這些優(yōu)勢(shì)都使安華高的隔離柵極驅(qū)動(dòng)器能夠適用于， 如光伏逆變器和其他可再生能源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中應(yīng)用。

　　6、請(qǐng)問：為什么新設(shè)計(jì)的DESAT只有7V，IGBT極易誤觸發(fā)， desat故障后，故障未復(fù)位前VCC2-VE維持1個(gè)10mA左右的故障反饋光耦驅(qū)動(dòng)電流，在采用穩(wěn)壓管正負(fù)電源分壓方案中，易導(dǎo)致負(fù)電壓偏高。影響分壓比例。謝謝！

　　在正確的選擇下IGBT /功率MOSFET的飽和電壓通常約為1.5V？3V。所以7V的閾值通常是足夠的，因?yàn)樗谕孙柡妥饔孟绿峁┝顺^4V的邊距電壓。 當(dāng)然在市場(chǎng)上也有一些IGBT /功率MOSFET飽和電壓略高或在一些大的散熱器下允許飽和度較高的檢測(cè)閾值的功率器件。但設(shè)計(jì)者可以通過簡(jiǎn)單的插入比較器來提高 DESAT閾值。 是的，LED的10mA驅(qū)動(dòng)電流在故障條件下是真正必要的。 使用高LED故障電流的原因是，它允許在故障條件下能有更好的噪聲抑制。

　　7、請(qǐng)問：退飽和檢測(cè)是什么意思，檢測(cè)的是哪一個(gè)點(diǎn)的電壓？謝謝！

　　DESAT是IGBT過流或短路故障發(fā)生時(shí)，可以檢測(cè)到的情況。在過流或短路故障發(fā)生時(shí)，IGBT的集電極電壓（或PowerMosfet的漏電極電壓）會(huì)迅速爬升，這種電壓爬升情況可以通過安華高集成柵極驅(qū)動(dòng)器的DESAT引腳檢測(cè)到。

　　8、請(qǐng)問：加入耦合隔離器后會(huì)不會(huì)出現(xiàn)信號(hào)的延遲？通過什么辦法解決？謝謝！

　　通過使用光耦柵極驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)功率器件，可以幫助消除4個(gè)基本問題，如1）瞬態(tài)電壓，2）共模噪聲，3）接地回路，和4）電平轉(zhuǎn)換。這4個(gè)基本問題不能輕易/圓滿通過簡(jiǎn)單的非隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器得到解決。但加入光耦確實(shí)會(huì)引入信號(hào)傳播延遲時(shí)間，并導(dǎo)致在網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)中提到的死區(qū)時(shí)間。 不過在市場(chǎng)中安華高柵極驅(qū)動(dòng)光耦合器的死區(qū)時(shí)間是最低的，這有助于減少在怠速狀態(tài)下容易失去的效率。

　　9、請(qǐng)問：以前我們?cè)陔姍C(jī)軟起動(dòng)器上用光耦加SCR的方案，如果改為Avago隔離IGBT的方案，需要考慮哪些環(huán)節(jié)？謝謝！

　　在電機(jī)起動(dòng)系統(tǒng)里比較IGBT控制對(duì)可控硅SCR控制的優(yōu)勢(shì)，前者較易關(guān)閉及允許更快的開關(guān)操作，但需要考量的是，設(shè)計(jì)師必須確保IGBT的體二極管能夠完全處理在關(guān)閉時(shí)產(chǎn)生的再生電流。了解更多Avago IGBT門驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品，請(qǐng)點(diǎn)擊鏈接。

　　10、請(qǐng)問：DESAT功能在我曾經(jīng)用過的IGBT中沒有，是安華高的獨(dú)有技術(shù)嗎？謝謝！

　　DESAT是IGBT過流或短路故障發(fā)生時(shí)，可以檢測(cè)到的情況。在過流或短路故障發(fā)生時(shí)，IGBT的集電極電壓（或PowerMosfet的漏電極電壓）會(huì)迅速爬升，這種電壓爬升情況可以通過安華高集成柵極驅(qū)動(dòng)器的DESAT引腳檢測(cè)到。傳統(tǒng)的電路必須采用分立元件來提供DESAT檢測(cè)，而安華高已把這樣的檢測(cè)電路集成到IC中。