在電力電子領域，例如在驅動技術中，IGBT經常用于高電壓和高電流開關。這些功率晶體管是電壓控制的，在開關過程中產生其主要損耗。為了最大限度地降低開關損耗，希望開關時間短。然而，快速開關同時隱藏了高壓瞬變的危險，這可能會影響甚至損壞處理器邏輯。因此，為IGBT提供適當柵極信號的柵極驅動器具有提供短路保護的功能并影響開關速度。然而，在選擇柵極驅動器時，某些特性至關重要。

圖1.隔離式柵極驅動器ADuM4135的簡單原理圖

電流驅動能力

在開關過程中，晶體管短暫處于同時施加高電壓和高電流的狀態。根據歐姆定律，這會導致某些損失，這取決于這些狀態的持續時間（見圖2）。目標是最小化這些時間段。這里的主要影響是晶體管的柵極電容，必須對其進行充電/放電才能進行開關。較高的瞬態電流會加速這一過程。

圖2.晶體管各個損耗分量的簡化表示。

因此，能夠在較長時間內提供更高柵極電流的驅動器對開關損耗具有有利影響。例如，ADI公司的ADuM4135可以提供高達4 A的電流。

定時

最小化開關時間的決定性因素是輸出上升時間（tR）、下降時間 （tF）和傳播延遲（tD).傳播延遲定義為輸入邊沿到達輸出所需的時間，取決于驅動器輸出電流和輸出負載。傳播延遲通常在上升沿和下降沿之間的差異很小的情況下，從而產生一定的脈沖寬度失真（PWD）：

由于驅動器通常具有多個輸出通道，盡管由相同的輸入驅動，但這些通道具有不同的響應時間，因此偏移量很小，因此傳播延遲偏斜（t扭曲），是屈服的。

圖3.具有多個輸出的柵極驅動器的時序行為。

圖4.具有多個輸出的柵極驅動器的簡單原理圖。

絕緣耐壓

在電力電子中，出于功能和安全原因都需要絕緣。例如，由于柵極驅動器以驅動技術中的半橋拓撲形式使用，因此與高總線電壓和電流接觸，因此絕緣是不可避免的。功能原因是功率級的致動通常發生在低壓電路中，因此由于同時打開低邊開關的電位較高，因此無法致動半橋的高邊開關。同時，絕緣表示在發生故障時高壓部分與控制電路的可靠隔離，因此可以進行人為接觸。絕緣柵極驅動器通常表現出5 kV （rms）/min或更高的介電強度。

免疫

惡劣的工業環境要求應用對干擾源具有最佳的抗擾度或抗干擾性。例如，RF噪聲、共模瞬變和磁干擾場至關重要，因為它們可以耦合到柵極驅動器中，并可能激勵功率級，使其在不需要的時間切換。對于絕緣柵極驅動器，共模瞬變抗擾度（CMTI）定義了抑制輸入和輸出之間的共模瞬變的能力。例如，ADuM4121具有>150 kV/μs的出色值。

所尋址的參數僅代表柵極驅動器規格的一部分，并不代表完整列表。其他決定性因素包括工作電壓、電源電壓、溫度范圍以及額外的集成功能，如米勒箝位和去飽和保護。因此，可以根據應用的要求選擇大量不同的柵極驅動器。

審核編輯：郭婷