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隔离驱动IGBT和Power MOSFET等功率器件所需的技巧
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作者:pro75e66c
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发布时间: 2013-03-26
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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！
7、请问：退饱和检测是什么意思，检测的是哪一个点的电压？谢谢！
DESAT是IGBT过流或短路故障发生时，可以检测到的情况。在过流或短路故障发生时，IGBT的集电极电压（或PowerMosfet的漏电极电压）会迅速爬升，这种电压爬升情况可以通过安华高集成栅极驱动器的DESAT引脚检测到。
8、请问：加入耦合隔离器后会不会出现信号的延迟？通过什么办法解决？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。但加入光耦确实会引入信号传播延迟时间，并导致在网络研讨会中提到的死区时间。 不过在市场中安华高栅极驱动光耦合器的死区时间是最低的，这有助于减少在怠速状态下容易失去的效率。
9、请问：以前我们在电机软起动器上用光耦加SCR的方案，如果改为Avago隔离IGBT的方案，需要考虑哪些环节？谢谢！
在电机起动系统里比较IGBT控制对可控硅SCR控制的优势，前者较易关闭及允许更快的开关操作，但需要考量的是，设计师必须确保IGBT的体二极管能够完全处理在关闭时产生的再生电流。了解更多Avago IGBT门驱动产品，请点击链接。
10、请问：DESAT功能在我曾经用过的IGBT中没有，是安华高的独有技术吗？谢谢！
DESAT是IGBT过流或短路故障发生时，可以检测到的情况。在过流或短路故障发生时，IGBT的集电极电压（或PowerMosfet的漏电极电压）会迅速爬升，这种电压爬升情况可以通过安华高集成栅极驱动器的DESAT引脚检测到。传统的电路必须采用分立元件来提供DESAT检测，而安华高已把这样的检测电路集成到IC中。
11、请问：HCPl-316产品如何做到短路时软关断？谢谢！
HCPL-316J 饱和阈值的顶点设置在7V，这是对通过一个比较实际的IGBT Vce饱和电压相比。操作时的DESAT保护有2个部分，1）I GBT的Vce电压检测和比较， 2）一旦越过阈值水平就激活DESAT保护; 1）检测部分，它仅在IGBT导通期间激活。 在IGBT关断期间，有个微小的晶体管是导通的以把DESAT电容放电到0V。 当IGBT导通后， 那微小的晶体管被立即？？关闭，让250uA恒流，以充电电容，和/或直接流到IGBT，这取决于那个路径是处于较低电压路径。 因此，如果IGBT的开启和负载配合的饱和点在2V，恒定电流会流入DESAT电容，直到它到达2.7V，并从那时起，恒定电流将流经DESAT二极管（造成0.7V压降），并通过导通的IGBT。作为DESAT电容的电压只有2.7V，这仍然是比7V DESAT阈值设置低，保护电路将不会被激活。 但是，当发生过载或短路，VCE饱和电压将立即爬升，到如8V，因超过7V第二个部分就开始。恒定电流将继续充电DESAT电容到超过7V。由于DESAT电容电平跨越了7V DESAT门槛，比较器的输出被激活，保护电路也被激活。结果是故障信号，会通过光通道发送到故障引脚并把那个故障引脚电平拉低，以通知了解故障的MCU / DSP。在同一时间，那1X小粒晶体管会导通，把IGBT的栅极电平 通过RG电阻来放电。由于这种晶体管比实际关断晶体管更小约50倍， IGBT栅极电压将被逐步放电导致所谓的软关机。 Avago的应用笔记 AN5324提供更详细的软关断描述。