什么是 IGBT 和 MOSFET 隔离驱动器?
2022-03-17 370
IGBT和MOSFET的隔离驱动是一种可靠的驱动绝缘栅器件,目前已有很多成熟的电路。当不需要将驱动信号与功率器件隔离时,驱动电路的设计相对简单,目前也有很多优秀的驱动集成电路。

绝缘栅双极晶体管

1.光耦隔离驱动器


光耦的优点是体积小,但缺点是:A、反应慢,因此延迟时间较长(高速光耦一般在300ns以上);光电耦合器的输出级需要隔离辅助电源。


2.无源变压器驱动


脉冲变压器隔离的绝缘栅功率器件的驱动方式有无源、有源和自供电三种方式。无源方式是用变压器次级直流输出来驱动绝缘栅装置。这种方法非常简单,不需要单独的驱动电源。缺点是输出波形畸变较大,因为绝缘栅功率器件的栅源电容Cgs一般较大。减少失真的方法是将初级输入信号变为一定功率的大信号,相应的脉冲变压器要采取较大的体积,但在高功率下仍然不能令人满意。另一个缺点是当占空比变化较大时,输出驱动脉冲的正负幅值变化太大,可能导致工作异常,因此只适用于占空比变化不大的场合。


3、有源变压器驱动 有源方式中,变压器仅提供隔离信号,次级另有整形放大电路来驱动绝缘栅功率器件。


当然,驱动波形是好的,但是放大器需要单独的辅助电源。但如果辅助电源处理不当,可能会引入寄生干扰。


4. 变压器隔离驱动器,用于调制自备电源


仅用一个变压器的自给供电技术当然是一个好方法,不仅节省了辅助电源,还可以获得更快的速度。目前产生自给电力的方式有两种:调制和分时。调制技术是经典的方法,即对PWM驱动信号进行高频(几MHZ以上)调制,将调制后的信号施加到到隔离脉冲变压器的初级,次级直接整流以获得自给功率,同时需要对原始PWM调制信号进行解调。显然,这个方法并不简单。调制的另一个缺点是PWM的解调增加了信号延迟,适合传输频率较低的PWM信号。


5、分时自备电源变压器隔离驱动器


分时技术是一项比较新的技术,其原理是将信号和能量的传输分开进行,即在变压器输入PWM信号的上升沿和下降沿传输信息,在输入信号的平顶电平传输驱动所需的能量。由于在PWM信号的上升沿和下降沿只传输信号,基本上没有能量传输,因此输出PWM脉冲的延时和失真很小,可以获得陡峭的驱动输出脉冲。分时自供电驱动器的缺点是低频使用时变压器体积较大,另外由于自供电能量的限制,难以驱动超过300A/1200V的IGBT。

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