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来自模拟设备的新型隔离IGBT门驱动器,用于电源和光伏逆变器

2019年3月1日经过罗伯特·凯

包含故障检测并还可以驱动MOSFET的ADUM4137用于光伏逆变器,电源电路和电动机控制应用。

包含故障检测并还可以驱动MOSFET的ADUM4137用于光伏逆变器,电源电路和电动机控制应用。

我们经常将晶体管视为属于两类中的一个:双极交界处或者场效应。这些设备肯定是最常见的,但我们不应该忘记基本上是BJT和FET的混合的晶体管:绝缘栅双极晶体管(IGBT)。

n沟道IGBT的电路符号的一个版本。

IGBT是有用的高功率开关应用。由于栅极被绝缘,因此需要基本上为零的输入电流,然后设备的BJT部分为负载电流提供通路。您可以阅读更多信息IGBTS.在AAC教科书中。

开启和关闭延迟

与绝缘门相关的益处并非令人惊讶地伴随着缺点。MOSFET或IGBT的栅极具有电容结构,并且每当设备接通或关闭时,必须充电和放电该电容。

高电流应用需要物理上较大的晶体管,这导致更高的栅极电容。如果您曾想知道为什么存在门 - 驱动程序ICS,这是第一个原因。典型的低压数字输出级不设计用于快速向IGBT或MOSFET的栅极提供大量充电。缓慢的电荷输送导致慢速切换,这就是使用典型的低压信号来控制栅极驱动器通常有益,然后栅极驱动器驱动晶体管。

高端栅极驱动器

门司机还可以帮助我们克服与移位参考电位相关的并发症。控制MOSFET或IGBT在低侧电路配置中非常简单 - 即,当源或发射器直接连接到地时。栅极电压参考源或发射极电压,始终为0 V.

然而,在高侧应用中,源或发射极电压根据电路的状态而变化,并且必须相应地调节栅极电压。当使用驱动电路(例如半桥)来在系统中可用的最高电压时,这可以特别棘手。当高侧晶体管接通时,源极或发射极电压略低于电源电压,这意味着电源电压不能直接控制晶体管的栅极。

一个孤立的司机

ADUM4137通过以下方式解决了高侧栅极驱动的问题电流孤立。输入接口和高功率开关电路之间的电气隔离允许器件根据高侧源或发射极节点的变化电位级别换档输入信号。(这种隔离也是一个安全功能,因为它可以保护低压电路和人类免受系统中可能发生在系统的高功率部分中可能发生的故障相关的危险条件。)

也许最熟悉的隔离形式是基于光传输,但是模拟设备有利于磁耦合。ADUM4137使用icoupler.技术与开关键控编码配合,如下图所示。

从ADUM4137拍摄的图表数据表

框图

ADUM4137的内部架构是一种良好的提醒,令人印象深刻的复杂性,通常隐藏在IC包内。

点击扩大。从ADUM4137拍摄的图表数据表。显然孤立的栅极驱动并不像人们想象的那么简单....

ADUM4137提供6A的最大驱动电流;这非常高的输出电流有助于快速打开IGBT。该装置还包括低电阻关断晶体管,其用作栅极的放电路径。上升和下降沿的内部传播延迟约为100 ns,下面的曲线为您提供100 NF电容负载的整体开启和关闭特性的示例。

从ADUM4137采取的情节数据表


您是否遇到任何应用程序,其中IGBT明显优于MOSFET或BJT?让我们在下面的评论部分中了解。

2评论
  • 一种
    AJune. 2019年3月7日

    是的,
    鼓风机
    离心
    经过
    Ametek.
    旋转Thnical产品部门

    它使用了4个IGBT GN760B-220F

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  • R.
    robotron385. 2019年3月7日

    感应加热应用,IGBT是对该过程中可能发生的电弧条件非常容忍的。

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