具有集成反激式控制器的智能柵極驅(qū)動(dòng)光耦合器

通過集成反激式控制器，ACPL-302J 器件允許在器件旁邊放置更少的分立元件和更小的變壓器和電容器，從而減少設(shè)計(jì)的整體尺寸并限度地減少電磁干擾 (EMI) 和 IGBT 通道之間的噪聲耦合。通過減少設(shè)計(jì)中的這些元素，設(shè)計(jì)人員可以實(shí)現(xiàn)顯著的成本節(jié)約。

新型 ACPL-302J 是一款智能柵極驅(qū)動(dòng)光電耦合器，可改進(jìn)隔離電源并簡化柵極驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)。ACPL-302J 具有用于 DC-DC 轉(zhuǎn)換器的集成反激式控制器和全套故障安全 IGBT 診斷、保護(hù)和故障，提供完整的經(jīng)濟(jì)高效的柵極驅(qū)動(dòng)解決方案（圖 1）。該器件具有 2.5A 軌到軌輸出，非常適合驅(qū)動(dòng)工業(yè)電源逆變器和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中的 IGBT 和功率 MOSFET。終結(jié)果是一種易于使用、緊湊且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的 IGBT 柵極驅(qū)動(dòng)光耦合器解決方案。

集中供電

柵極驅(qū)動(dòng)光電耦合器用于提供高壓增強(qiáng)電流絕緣并提供高輸出電流以切換電機(jī)驅(qū)動(dòng)器或逆變器中的 IGBT。電壓比較器和晶體管開關(guān)等分立元件用于在短路故障期間保護(hù)昂貴的 IGBT，而數(shù)字光耦合器用于提供隔離反饋。Avago Technologies 已將這些分立元件集成到 ACPL-302J 等智能柵極驅(qū)動(dòng)光耦合器中。

需要隔離式高側(cè)電源為柵極驅(qū)動(dòng)器和一些用于電流檢測的微型隔離放大器提供靜態(tài)和開關(guān)電源（圖 2）。常見設(shè)計(jì)使用由體積龐大的三相變壓器和反饋控制器組成的集中式電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，為隔離式高側(cè)電源提供穩(wěn)定的三相直流電源。

在集中式電源系統(tǒng)中，隔離式高側(cè)電源使用單個(gè)大型變壓器為六個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器供電。變壓器包含四個(gè)次級(jí)繞組，其中三個(gè)用于頂部柵極驅(qū)動(dòng)器每相的浮動(dòng)電源，以及一個(gè)用于底部柵極驅(qū)動(dòng)器的公共電源（圖 3）。除了大變壓器之外，還需要用于濾波的大電容器和用于初級(jí)繞組開關(guān)的大晶體管。這些大型設(shè)備會(huì)影響房地產(chǎn)的大小和高度。由于到達(dá)所有六個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器所需的走線較長，集中式電源還存在電磁干擾 (EMI) 和 IGBT 通道之間的噪聲耦合等固有問題。

分布式電源

ACPL-302J 器件旨在改進(jìn)隔離電源并簡化柵極驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)。該器件針對(duì)分布式電源拓?fù)溥M(jìn)行了優(yōu)化（圖 4 和 5）。它是一款 2.5A 軌到軌智能柵極驅(qū)動(dòng)光電耦合器，帶有用于 DC-DC 轉(zhuǎn)換器的集成反激式控制器。通過集成反激式控制器，ACPL-302J 可以集成更小的高效變壓器，放置在設(shè)備旁邊（圖 6）。因此，設(shè)計(jì)人員可以減少整體占地面積，限度地減少 IGBT 通道之間的電磁干擾 (EMI) 和噪聲耦合。使用較小的變壓器，初級(jí)繞組開關(guān)晶體管集成在 ACPL-302J 中，較小的電容器可用于濾波。

概括

通過集成反激式控制器，ACPL-302J 器件允許在器件旁邊放置更少的分立元件和更小的變壓器和電容器，從而減少設(shè)計(jì)的整體尺寸并限度地減少電磁干擾 (EMI) 和 IGBT 通道之間的噪聲耦合。通過減少設(shè)計(jì)中的這些元素，設(shè)計(jì)人員可以實(shí)現(xiàn)顯著的成本節(jié)約。