Thomas Brand（ADI慕尼黑公司 现场使用工程师）
摘 要：探讨了IGBT阻隔式栅极驱动器的重要特性。
关键词：IGBT；阻隔式；栅极驱动器
在功率电子（例如驱动技能）中，IGBT常常用作高电压和高电流开关。这些功率晶体管由电压操控，其首要损耗产生于开关期间。为了最大程度减小开关损耗，要求具有较短的开关时刻。但是，快速开关一起隐含着高压瞬变的风险，这可能会影响乃至损坏处理器逻辑。因而，为IGBT供给适宜栅极信号的栅极驱动器，还履行供给短路维护并影响开关速度的功用。但是，在挑选栅极驱动器时，某些特性至关重要。
1 电流驱动才能
在开关期间，晶体管会处于一起施加了高电压和高电流的状况。依据欧姆定律，这将导致必定的损耗，详细取决于这些状况的持续时刻（参见图2）。
方针是要最大程度地减小这些时刻段。此处的首要影响要素是晶体管的栅极电容，为完成开关有必要对其进行充电/放电。较高的瞬态电流会加快此进程。
因而，能够在更长时刻内供给更高栅极电流的驱动器对开关损耗更能起到积极作用。例如，ADI公司的ADuM4135能够供给高达4 A的电流。依据IGBT的不同，这可能会使开关时刻处于很小的几ns规模内。
2 时序
开关时刻最小化的决定性要素是输出上升时刻(t R )、下降时刻(t F )和传达推迟(t D )。传达推迟界说为输入沿抵达输出所需的时刻，并取决于驱动器输出电流和输出负载。传达推迟一般随同脉冲宽度失真(PWD)，其为上升沿时延和下降沿时延之间的差值：
由于驱动器一般具有多个输出通道，虽然选用相同的输入驱动，但仍会具有不同的呼应时刻，因而会产生小的附加偏置，即传达推迟偏斜(t SKEW )，如图3。
3 阻隔耐受电压
在电力电子中，出于功用和安全考虑需求进行阻隔。由于选用了栅极驱动器（例如在驱动技能中选用半桥拓扑方式），因而会与高总线电压和电流触摸，阻隔不可避免。功用方面的原因是功率级的驱动一般产生在低压电路中，因而无法驱动半桥拓扑的高端开关，由于低端开关一起翻开时，它的电位较高。一起，阻隔代表在产生毛病时高压部分与操控电路的牢靠阻隔，然后能够进行人为触摸。阻隔式栅极驱动器的介电强度一般为5 kV(rms)/min或更高。
4 抗扰度
恶劣的工业环境要求使用对搅扰源具有最佳抗扰度或抗搅扰性。例如，RF噪声、共模瞬变和搅扰磁场是关键性要素，由于它们能够耦合到栅极驱动器中，并且会鼓励功率级，使其在不期望的时刻内进行开关。阻隔式栅极驱动器的共模瞬变抗扰度(CMTI)界说了按捺输入和输出之间共模瞬变的才能。例如，ADuM4121具有超卓的大于150 kV/μs的标准值。
本文说到的参数仅代表栅极驱动器标准的一部分，并不代表完好列表。其他决定性要素包含作业电压、电源电压、温度规模以及附加集成功用（如米勒箝位和去饱满维护）。因而，可依据使用需求挑选很多不同的栅极驱动器。
作者简介：
Thomas Brand，硕士生，2015年10月参加德国慕尼黑的ADI公司，首要担任工业大客户，并研讨工业以太网，还为中欧的相关业务供给支撑，E-mail:thomas.brand@analog.com。
本文来源于科技期刊《电子产品世界》2019年第9期第25页，欢迎您写论文时引证，并注明出处。
