隔离驱动IGBT功率器件设计技巧

如何避免米勒效应?

IGBT操作时所面临的问题之一是米勒效应的寄生电容。这种效果是明显的在0到 15 V类型的门极驱动器(单电源驱动器)。门集-电极之间的耦合，在于IGBT关断 期间 ， 高dV / dt瞬态可诱导寄生IGBT道通(门集电压尖峰)，这是潜在的危险。

当上半桥的IGBT打开操作，dVCE/ dt电压变化发生跨越下半桥的IGBT。电流会流过米勒的寄生电容，门极电阻和内部门极驱动电阻。这将倒至门极电阻电压的产生。如果这个电压超过IGBT门极阈值的电压，可能会导致寄生IGBT道通。

有两种传统解决方案。首先是添加门极和发射极之间的电容。第二个解决方法是使用负门极驱动。第一个解决方案会造成效率损失。第二个解决方案所需的额外费用为负电源电压。

解决方案是通过缩短门极 - 发射极的路径， 通过使用一个额外的晶体管在于门极 - 发射极之间。达到一定的阈值后，晶体管将短路门极 - 发射极地区。这种技术被称为有源米勒钳位， 提供在我们的ACPL-3xxJ产品。你可以参考Avago应用笔记 AN5314

在哪些应用场合需要考虑米勒效应的影响?

IGBT操作时所面临的问题之一是米勒效应的寄生电容。这种效果是明显的在0到 15 V类型的门极驱动器(单电源驱动器)。门集-电极之间的耦合，在于IGBT关断 期间 ， 高dV / dt瞬态可诱导寄生IGBT道通(门集电压尖峰)，这是潜在的危险。

当上半桥的IGBT打开操作，dVCE/ dt电压变化发生跨越下半桥的IGBT。电流会流过米勒的寄生电容，门极电阻和内部门极驱动电阻。这将倒至门极电阻电压的产生。如果这个电压超过IGBT门极阈值的电压，可能会导致寄生IGBT道通。

有两种传统解决方案。首先是添加门极和发射极之间的电容。第二个解决方法是使用负门极驱动。第一个解决方案会造成效率损失。第二个解决方案所需的额外费用为负电源电压。

解决方案是通过缩短门极 - 发射极的路径， 通过使用一个额外的晶体管在于门极 - 发射极之间。达到一定的阈值后，晶体管将短路门极 - 发射极地区。这种技术被称为有源米勒钳位， 提供在我门的ACPL-3xxJ产品。

1)当使用负电源，就不需要使用米勒箝位，但需花额外费用在负电源上。

2)如果只有单电源可使用，那么设计者可以使用内部内置的有源米勒箝位。

这两种解决方法一样可靠。米勒箝引脚在不使用时，需要连接到VEE。

欠压，缺失饱和如何更好的被避免?

AVAGO门极驱动光耦带有欠压闭锁 (UVLO)保护功能。当IGBT故障时，门极驱动光耦供电的电压可能会低于阈值。有了这个闭锁保护功能可以确保IGBT继续在低电阻状态。

智能门极驱动光耦， HCPL-316J和ACPL-33xJ，附带DESAT检测功能。当DESAT引脚上的电压超过约7V的内部参考电压，而IGBT仍然在运行中，后约5μs， Fault 引脚改成逻辑低状态， 以通知MCU / DSP。

在同一时间，那1X小粒晶体管会导通，把IGBT的栅极电平通过RG电阻来放电。由于这种晶体管比实际关断晶体管更小约50倍， IGBT栅极电压将被逐步放电导致所谓的软关机。

光伏逆变器是安装在电厂，环境温度相当恶劣，光耦的工作环境温度范围?

工作环境温度范围可达-40°C至105°C。在工业应用情况下是足够的。如果客户需要更高的工作温度，R2Coupler光耦可以运作在扩展温度达到125°C。

光耦绝缘耐压多高?

门极驱动光耦有不同的封装。每个封装都有其自身的特点 - 如不同的爬电距离和间隙，以配合不同的应用。不同的爬电距离和间隙对应于不同的工作绝缘电压，Viorm。最大Viorm从566V至2262V之间。