工控摘要：IGBT，PowerMOSFET和BipolarPowerTransistor等功率器件，都需要有充分的保護以避免欠壓、米勒效應、缺失飽和、過載、短路造成的損害。本文通過Avago參與的八大問答討論隔離驅動IGBT等功率器件的技巧。
　　
　　1、如何避免米勒效應?
　　
　　IGBT操作時所面臨的問題之一是米勒效應的寄生電容。這種效果是明顯的在0到15V類型的門極驅動器（單電源驅動器）。門集-電極之間的耦合，在于IGBT關斷期間,高dV/dt瞬態(tài)可誘導寄生IGBT道通（門集電壓尖峰），這是潛在的危險。
　　
　　當上半橋的IGBT打開操作，dVCE/dt電壓變化發(fā)生跨越下半橋的IGBT。電流會流過米勒的寄生電容，門極電阻和內部門極驅動電阻。這將倒至門極電阻電壓的產生。如果這個電壓超過IGBT門極閾值的電壓，可能會導致寄生IGBT道通。
　　
　　有兩種傳統(tǒng)解決方案。首先是添加門極和發(fā)射極之間的電容。第二個解決方法是使用負門極驅動。*個解決方案會造成效率損失。第二個解決方案所需的額外費用為負電源電壓。
　　
　　解決方案是通過縮短門極-發(fā)射極的路徑,通過使用一個額外的晶體管在于門極-發(fā)射極之間。達到一定的閾值后，晶體管將短路門極-發(fā)射極地區(qū)。這種技術被稱為有源米勒鉗位,提供在我們的ACPL-3xxJ產品。你可以參考Avago應用筆記AN5314
　　
　　2、故障保護功能有哪些?都是集成在隔離驅動器里嗎?
　　
　　3種故障保護功能都集成到Avago的高集成柵極驅動器ACPL-33xJ里-UVLO（以避免VCC2電平不足夠時開啟IGBT），DESAT（以保護IGBT過電流或短路），和米勒鉗位（以防止寄生米勒電容造成的IGBT誤觸發(fā)）
　　
　　3、在哪些應用場合需要考慮米勒效應的影響?
　　
　　IGBT操作時所面臨的問題之一是米勒效應的寄生電容。這種效果是明顯的在0到15V類型的門極驅動器（單電源驅動器）。門集-電極之間的耦合，在于IGBT關斷期間,高dV/dt瞬態(tài)可誘導寄生IGBT道通（門集電壓尖峰），這是潛在的危險。
　　
　　當上半橋的IGBT打開操作，dVCE/dt電壓變化發(fā)生跨越下半橋的IGBT。電流會流過米勒的寄生電容，門極電阻和內部門極驅動電阻。這將倒至門極電阻電壓的產生。如果這個電壓超過IGBT門極閾值的電壓，可能會導致寄生IGBT道通。
　　
　　有兩種傳統(tǒng)解決方案。首先是添加門極和發(fā)射極之間的電容。第二個解決方法是使用負門極驅動。*個解決方案會造成效率損失。第二個解決方案所需的額外費用為負電源電壓。
　　
　　解決方案是通過縮短門極-發(fā)射極的路徑,通過使用一個額外的晶體管在于門極-發(fā)射極之間。達到一定的閾值后，晶體管將短路門極-發(fā)射極地區(qū)。這種技術被稱為有源米勒鉗位,提供在我門的ACPL-3xxJ產品。
　　
　　4、對于工作于600V直流母線的30～7、1200VIGBT而言，ACPL-33x、ACPL-H342這5顆帶miller鉗位保護的柵極驅動光耦能否僅以單電源供電就能實現(xiàn)高可靠性驅動，相比于傳統(tǒng)的正負供電，可靠性是更高，還是有所不足?
　　
　　AvagoACPL-332J,ACPL-333J以及ACPL-H342的門極驅動光耦可以輸出電流2.。這些產品適合驅動1200V，100A類型的IGBT。
　　
　　1）當使用負電源，就不需要使用米勒箝位，但需花額外費用在負電源上。
　　
　　2）如果只有單電源可使用，那么設計者可以使用內部內置的有源米勒箝位。
　　
　　這兩種解決方法一樣可靠。米勒箝引腳在不使用時，需要連接到VEE。
　　
　　5、欠壓，缺失飽和如何更好的被避免?
　　
　　AVAGO門極驅動光耦帶有欠壓閉鎖（UVLO）保護功能。當IGBT故障時，門極驅動光耦供電的電壓可能會低于閾值。有了這個閉鎖保護功能可以確保IGBT繼續(xù)在低電阻狀態(tài)。
　　
　　智能門極驅動光耦,HCPL-316J和ACPL-33xJ，附帶DESAT檢測功能。當DESAT引腳上的電壓超過約7V的內部參考電壓，而IGBT仍然在運行中，后約5μs，F(xiàn)ault引腳改成邏輯低狀態(tài)，以通知MCU/DSP。
　　
　　在同一時間，那1X小粒晶體管會導通，把IGBT的柵極電平通過RG電阻來放電。由于這種晶體管比實際關斷晶體管更小約50倍，IGBT柵極電壓將被逐步放電導致所謂的軟關機。
　　
　　6、光伏逆變器是安裝在電廠，環(huán)境溫度相當惡劣，光耦的工作環(huán)境溫度范圍?
　　
　　工作環(huán)境溫度范圍可達-40°C至105°C。在工業(yè)應用情況下是足夠的。如果客戶需要更高的工作溫度，R2Coupler光耦可以運作在擴展溫度達到125°C。
　　
　　7、光耦絕緣耐壓多高?
　　
　　門極驅動光耦有不同的封裝。每個封裝都有其自身的特點-如不同的爬電距離和間隙，以配合不同的應用。不同的爬電距離和間隙對應于不同的工作絕緣電壓,Viorm。zui大Viorm從566V至2262V之間。
　　
　　8、光耦柵極驅動器zui高的輸出電流是多少?
　　
　　根據選擇的器件型號，Avago的光耦門極驅動器zui大輸出電流可以達到0.4A，0.6A，1.0A，1.，2.，3.0A，4.0A以及5.0A。