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IGBT および MOSFET 絶縁ドライバーとは何ですか?
2022-03-17 370
IGBTとMOSFETの絶縁駆動は信頼性の高い駆動絶縁ゲートデバイスであり、現在多くの成熟した回路が存在します。パワーデバイスから駆動信号を分離する必要がない場合、駆動回路の設計は比較的簡単であり、現在、優れた駆動用集積回路が数多く存在する。

IGBT MOSFET

1. フォトカプラ絶縁ドライバ


フォトカプラの利点はサイズが小さいことですが、欠点は次のとおりです。 A、反応が遅いため、遅延時間が長い(高速フォトカプラは通常 300ns 以上)。光電カプラの出力段には絶縁補助電源が必要です。


2. パッシブトランス駆動


パルストランス絶縁を使用して絶縁ゲートパワーデバイスを駆動するには、パッシブ駆動、アクティブ駆動、セルフパワー駆動の 3 つの方法があります。パッシブ方式は、トランスの二次側直流出力で絶縁ゲート素子を駆動する方式です。この方法は非常に簡単であり、別途駆動電源を必要としません。絶縁ゲート型パワーデバイスは一般にゲート・ソース間容量Cgsが大きいため、出力波形の歪みが大きいという欠点があります。歪みを低減する方法としては、一次入力信号をある程度のパワーを持つ大きな信号に変えることであり、それに対応するパルストランスの体積も大きくする必要がありますが、ハイパワーではまだ不十分です。また、デューティ比が大きく変化すると、出力される駆動パルスの正負の振幅が大きく変化して異常動作を引き起こす可能性があるため、デューティ比の変化が少ない場合にのみ適しているというデメリットもあります。


3. アクティブ方式でのアクティブトランス駆動。トランスは絶縁信号のみを提供し、二次側には絶縁ゲートパワーデバイスを駆動するための別の整形アンプ回路があります。


もちろん駆動波形は良好ですが、アンプ用の補助電源が別途必要になります。ただし、補助電源が適切に扱われない場合、寄生干渉が発生する可能性があります。


4. 自己完結型電源を変調するためのトランス絶縁ドライバ


変圧器1つだけによる自給自足電源技術は、もちろん良い方法であり、補助電源を節約できるだけでなく、高速化も実現できます。現在、自給自足電力を生成するには、変調方式と時分割方式の2つの方法があります。変調技術は古典的な方式で、PWM駆動信号を高周波(数MHz以上)で変調し、その変調信号を印加します。絶縁パルストランスの一次側に供給され、二次側は直接整流されて自給自足の電力が得られますが、元の PWM 変調信号を復調する必要があります。明らかに、この方法は単純ではありません。変調のもう 1 つの欠点は、PWM の復調により信号遅延が増加することです。これは、送信周波数が低い PWM 信号に適しています。


5. 時分割自己完結型電源を備えたトランス絶縁ドライバー


時分割技術は比較的新しい技術です。原理は信号とエネルギーの伝送を別々に行うことです。つまり、トランスの入力PWM信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジで情報を伝送し、駆動に必要なエネルギーは入力信号のフラットトップレベルで伝送します。PWM信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジでは信号のみが伝送されるため、基本的にエネルギー伝送はなく、出力PWMパルスの遅延と歪みは非常に小さく、急峻な駆動出力パルスが得られます。時分割自己駆動ドライバの欠点は、低周波で使用する場合、トランスがかさばることです。また、自己駆動エネルギーの制限により、300A / 1200Vを超えるIGBTを駆動することが困難です。

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