EDN China > 行业资讯 > 模拟设计 > EMC/EMI/ESD > 正文
? 2016博客大赛-不限主题,寻找电子导师,大奖升级??

智能型IGBT驱动用光耦提供因应不同电流大小的可扩展性

Franklin Zhao?? 2014年09月15日 ?? 收藏0
IGBT的功率越来越大,同时也非常昂贵,其驱动、保护到反馈等环节的重要性越来越强。IGBT栅极驱动需要有长期稳定可靠的光耦做隔离。日前,在在国际集成电路研讨会暨展览会(IIC-China 2014)的电源管理及功率半导体论坛上,安华高科技(Avago)隔离产品事业部产品经理陈红雷做了“功能丰富的新型光耦开启IGBT驱动的可扩展性”的主题演讲。他针对大功率栅极驱动用光耦器件ACPL-339J及其应用做了详细介绍,随后笔者也就光耦的一些市场趋势对其做了专访。

图:安华高科技隔离产品事业部产品经理陈红雷
图1:安华高科技隔离产品事业部产品经理陈红雷

陈红雷介绍说,光耦器件主要分为三大类:基本型数字光耦(速率为100KBd~10MBd)、高速数字光耦(速率为12~50MBd,用于CAN、I2C等总线的高速隔离),以及专用型光耦(比如变频器、逆变器IGBT栅极驱动的隔离,变频器电机电流检测的隔离)。在强弱电隔离、通信、过程控制等传统领域都会用到光耦器件,而汽车电子、高速铁路和新能源等新的领域也都有光耦需求。Avago是全球第一大光耦器件供应商,从隔离电压等级、共模抑制比等方面看,该公司都处于业界领先的水平。

光耦由发光二极管和光敏二极管(或光敏三极管)组成,中间由介电绝缘带分隔开。光耦在制造过程中需保证二者能精确对位和距离调整。光耦的一些重要参数包括:电流传输比(CTR)、传输速率、共模抑制比(CMRR)等。其遵循的标准是UL1577和IEC 60747-5-5。IEC 60747-5-5的前身是VDE 0884,当年惠普(Avago)就是该标准的起草公司之一。

光耦的一个典型应用是变频器,其中有多处会用到光耦。第一,DSP的PWM信号通过光耦驱动IGBT。第二,电机驱动需要做电流检测。第三,工业自动化协同工作各部分的通信需做隔离。太阳能/风能发电的架构大同小异,汇流箱将太阳能电池分支汇总,经DC/DC转换器升压,再经逆变处理送至交流电网上。其上同样会有栅极驱动、电压检测、电流检测、现场总线通信等。汇流箱需要做电流检测,其通道较多,若采用传统的霍尔器件成本会比较高,采用光耦产品(比如ACPL-790)则非常经济。

ACPL-339J是一款智能型IGBT栅极驱动用光耦。智能型光耦指的是,光耦除了具备驱动功能以外,还具有失效/短路保护以及反馈功能。HCPL-316J是Avago最早的智能光耦产品,2013年该公司又推出了ACPL-339J,2014年又推出了ACPL-302J、ACPL-337J等产品。

ACPL-339J驱动电流为1A,有两个分立的驱动单元。反馈部分包括退饱和检测、欠压闭锁检测。相比于之前的产品,该产品有几大性能提升,如支持轨到轨输出、退饱和检测及调整、欠压闭锁反馈、外加MOSFET做缓冲等,最大的好处是该器件可扩展(适合于中功率至大功率应用,可以根据电流大小选择不同的MOSFET搭配)。

MOSFET相对于BJT,功率损耗比较低,ACPL-339J搭配MOSFET缓冲器做大功率驱动,可使功率损耗变小,PCB板级温度降低。同时,IGBT栅极驱动的上管和下管(前置驱动器)分别采用P型和N型MOSFET,可以通过在管与管之间调整延时,防止出现双管贯通而发生短路的现象(BJT是电流控制型器件,难以做到精确控制)。

ACPL-339J正常关断模式下的栅极电压关断时间为260ns;软关断模式下的关断时间可调(7μs@RS=330Ω,17μs@RS=1kΩ),从而降低di/dt,防止IGBT击穿。

最后在谈到光耦的发展趋势时,陈红雷透露,随着SiC、超级结MOSFET等新型产品的出现,安华高将会紧密地跟进。在高压、大功率驱动方面,690V电压供电场合,IGBT的电压等级达1100VDC左右,再加上浪涌电压反馈,其将达到1600~1700VDC。目前,Avago已有WIDEBODY(宽体)封装结构的光耦推出,其工作电压可达2262V,隔离电压为7500V。

《电子技术设计》网站版权所有,谢绝转载


?? ?? ??


打开微信“扫一扫”,打开网页后点击屏幕右上角分享按钮

1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友
?? ??

IGBT驱动? 光耦? IIC China?

相关文章

我来评论
美国的游客
美国的游客 ??? (您将以游客身份发表,请登录 | 注册)
?
有问题请反馈