介紹

ACPL-339J是一款先進的1.0 A雙輸出，易于使用，智能的手機IGBT門驅動光耦合器接口。專為支持而設計MOSFET制造商的各種電流評級，ACPL-339J使它更容易為系統工程師支持不同的系統額定功率使用一個硬件平臺通過交換MOSFET管套和電源IGBT/MOSFET開關。這個概念最大化了門驅動器設計的可伸縮性電機控制和功率轉換的應用范圍從低到高額定功率。

ACPL-339J還集成了短路保護，在下面電壓鎖定(UVLO)，“軟”IGBT轉向，并將隔離故障反饋到提供最大限度的設計限制性和電路保護。

圖1：ACPL-339J柵驅動光耦器功能圖

驅動IGBT

柵極驅動光耦合器的關鍵特點之一是它能夠提供高的峰值輸出電流充電或放電的IGBT迅速防止開關損失。柵極驅動光耦合器有輸出電流范圍從0.4A到5A，可以用來直接驅動小的IGBT。對于等級較高的IGBT，離散PNP/NPN雙相分析級為通常使用。通過將bufer級更改為MOSFET，它可以使門最大化驅動器設計的可伸縮性和功率轉換能力。

圖2顯示了不同的雙極極管用于驅動不同類別的igbt從50A到600A。隨著IGBT的尺寸的增大，峰值電流越大。

圖2：具有不同輸出電流的柵極驅動器以匹配雙極極管

雙極電源的輸出電流是其基底電流的一個因素，ib和晶體管電流增益，β。換句話說，需要具有不同峰值輸出電流和匹配雙極管的柵極驅動器來實現不同類別igbt所需的峰值柵極電流。

另一方面，MOSFET管套是電壓控制器件，它們的電流放大獨立于之前的柵極驅動級。圖3顯示了具有不同內部開啟電阻的MOSFET管套，雷德森以提供不同類別的igbt所需的峰值柵極電流。雖然ACPL- 339J輸出被指定為1A，但只要ACPL-339J輸出電壓超過MOSFET啟動器的輸入閾值，MOSFET啟動器就會發生切換。

圖3： ACPL-339J驅動具有不同輸出電流能力的MOSFET器

ACPL-339J通過交換MOSFET套管口和電源IGBT/MOSFET開關，使使用一個門驅動平臺更容易支持不同的系統功率額定值。所有這些改變都可以在不重新設計關鍵電路隔離和短路保護的情況下進行。

圖4： MOSFET bufer消耗了更少的功率，提高了整體效率

雙極管使用由2個或更多晶體管級級聯組成的復合結構，以實現高電流增益。缺點是飽和電壓的增加，VCESAT而輸出端不能被拉到軌道上。當雙極器向IGBT柵極提供峰值輸出電流時，這會導致高功率損失。由于IGBT的柵極需要更高的峰值電流，雙極極管的功率損失大大增加。

MOSFET bufer有“軌到軌”輸出和較低的內部開啟抵抗雷德森同時提供更高的峰值電流比雙極電極bufer.圖像4中的MOSFET器顯示出明顯的功率降低與提供相同峰值電流的雙極器相比。

保護IGBT

IGBT的集電極-發射極電壓(VCE)可以通過ACPL-進行監測IGBT正常運行時，339J DESAT引腳。短路時發生時，高電流低通過IGBT，它出來飽和到DESAT模式。這導致了IGBTVCE增加快速地從2v的飽和電壓開始。一旦它穿過ACPL-339J的s閾值為8V，記錄為短路故障，并出現軟關機被觸發。

ACPL-339J的VGMOS引腳將打開一個外部的開關晶體管緩慢放電IGBT的柵極，以實現軟關閉問題。軟關閉的速率可以通過調整外部晶體管和電阻器的大小，以最小化超調在IGBT。最后，整個DESAT操作是由通過一個內置的絕緣反饋路徑報告故障到控制器。

圖5：短路保護、“軟”IGBT轉向，和隔離故障反饋

總結

ACPL-339J驅動MOSFET bufer的概念有助于最大化門驅動設計可從低功率系統到高功率系統。這有助于減少設計周期時間，并與集成一起短電路保護和反饋，簡化了門驅動的設計減少了PCB的空間和成本。

審核編輯：湯梓紅