具有集成反激式控制器的智能柵極驅(qū)動光耦合器

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)計中的這些元素，設(shè)計人員可以實現(xiàn)顯著的成本節(jié)約。

新型 ACPL-302J 是一款智能柵極驅(qū)動光電耦合器，可改進隔離電源并簡化柵極驅(qū)動設(shè)計。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、保護和故障，提供完整的經(jīng)濟高效的柵極驅(qū)動解決方案（圖 1）。該器件具有 2.5A 軌到軌輸出，非常適合驅(qū)動工業(yè)電源逆變器和電機驅(qū)動器中的 IGBT 和功率 MOSFET。終結(jié)果是一種易于使用、緊湊且經(jīng)濟實惠的 IGBT 柵極驅(qū)動光耦合器解決方案。

集中供電

柵極驅(qū)動光電耦合器用于提供高壓增強電流絕緣并提供高輸出電流以切換電機驅(qū)動器或逆變器中的 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)動光耦合器中。

需要隔離式高側(cè)電源為柵極驅(qū)動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)電源使用單個大型變壓器為六個柵極驅(qū)動器供電。變壓器包含四個次級繞組，其中三個用于頂部柵極驅(qū)動器每相的浮動電源，以及一個用于底部柵極驅(qū)動器的公共電源（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繞組開關(guān)的大晶體管。這些大型設(shè)備會影響房地產(chǎn)的大小和高度。由于到達所有六個柵極驅(qū)動器所需的走線較長，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 器件旨在改進隔離電源并簡化柵極驅(qū)動設(shè)計。該器件針對分布式電源拓?fù)溥M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)計中的這些元素，設(shè)計人員可以實現(xiàn)顯著的成本節(jié)約。