本技術(shù)說明討論了ACPL-302J智能柵極驅(qū)動光耦合器。該器件可以改善隔離電源并簡化門設(shè)計。它具有反激式控制器，可將較少的分立元件和較小的變壓器和電容器放置在該設(shè)備旁邊。此外，它減少了設(shè)計的總體尺寸，并最小化了IGBT通道之間的電磁干擾（EMI）和噪聲耦合。由于減小了元件尺寸，因此可節(jié)省大量成本。

介紹

新型ACPL-302J是一款智能柵極驅(qū)動光電耦合器，可改善隔離式電源并簡化柵極驅(qū)動設(shè)計。ACPL-302J具有用于DC-DC轉(zhuǎn)換器的集成反激控制器以及全套故障安全IGBT診斷，保護和故障報告功能，從而提供了完整的具有成本效益的柵極驅(qū)動解決方案（圖1）。該器件具有2.5A的軌到軌輸出，是驅(qū)動工業(yè)功率逆變器和電機驅(qū)動器中的IGBT和功率MOSFET的理想選擇。最終結(jié)果是一種易于使用，緊湊且價格合理的IGBT柵極驅(qū)動光耦合器解決方案。

ACPL-302J柵極驅(qū)動光電耦合器功能圖

集中電源

柵極驅(qū)動光耦合器用于提供高壓增強的電絕緣，并提供高輸出電流，以切換電機驅(qū)動器或逆變器中的IGBT。諸如電壓比較器和晶體管開關(guān)之類的分立元件用于在短路故障期間保護昂貴的IGBT，而數(shù)字光耦合器則用于提供隔離的反饋。Avago Technologies已將這些分立元件集成到了ACPL-302J等智能柵極驅(qū)動光電耦合器中。

需要一個隔離的高端電源來為柵極驅(qū)動器提供靜態(tài)和開關(guān)電源，并為電流檢測提供一些微型隔離放大器（圖2）。通用設(shè)計使用由大型三相變壓器和反饋控制器組成的集中式電源拓撲，以為隔離的高端電源實現(xiàn)穩(wěn)定的三相直流電源。

基本的柵極驅(qū)動器光電耦合器，帶有隔離的高端電源，用于驅(qū)動和保護電機驅(qū)動器和逆變器中的IGBT

在集中式電源系統(tǒng)中，隔離的高端電源使用單個大型變壓器為六個柵極驅(qū)動器供電。該變壓器包含四個次級繞組，其中三個用于頂部柵極驅(qū)動器的每一相的浮動電源，另一個用于底部柵極驅(qū)動器的公共電源（圖3）。除了大型變壓器之外，還需要用于濾波的大型電容器和用于初級繞組開關(guān)的大型晶體管。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)動器需要更長的走線，因此集中式電源還存在固有的問題，例如電磁干擾（EMI）和IGBT通道之間的噪聲耦合。

集中式電源拓撲

通過集成反激控制器，ACPL-302J器件允許在器件旁邊放置較少的分立組件，并可以放置較小的變壓器和電容器，從而減少了設(shè)計的總體尺寸，并最大限度地減小了IGBT通道之間的電磁干擾（EMI）和噪聲耦合。通過減少設(shè)計中的這些元素，設(shè)計人員可以節(jié)省大量成本。

編輯：hfy