介紹

在電機控制或逆變器系統(tǒng)中，由6個絕緣柵雙極晶體管(IGBTs)組成的全橋拓撲(圖1)需要幾個隔離的電源或IGBT柵驅(qū)動器的直流-直流轉(zhuǎn)換器。例如，通常對三個頂橋igbt各使用三個隔離電源，對底橋igbt各使用一個隔離電源。這些基于變壓器的電源占用了大量的印刷電路板(PCB)空間，并需要布局設(shè)計考慮。

引導(dǎo)電源可用于減少隔離電源或DC-直流轉(zhuǎn)換器的數(shù)量。與基于變壓器的電源相比，這有助于降低成本和PCB空間。引導(dǎo)輸出電源電路用于利用逆變器的運行條件為頂橋門驅(qū)動器供電，以存儲和提供必要的電量。

引導(dǎo)電源供應(yīng)操作

圖2顯示了一個為ACPL-H342/K342門驅(qū)動光耦合器提供電源的引導(dǎo)電路。引導(dǎo)電路中涉及的組件是電容器(CBS)、二極管(DBS)和浪涌限制電阻(RBS)。該電路也可用于其他驅(qū)動光耦合器，如ACPL-332J(主動米勒鉗、不飽和檢測、UVLO、孤立故障反饋)和IPM接口光耦合器。

引導(dǎo)電路用于驅(qū)動上ACPL-H342/K342門驅(qū)動器，以控制和驅(qū)動頂橋IGBT，Q1。一個傳統(tǒng)的隔離電源(VCC)用于驅(qū)動控制和驅(qū)動底橋IGBT，Q2。

當(dāng)Q1接通，Q2關(guān)閉時，則在CBS中存儲的費用為上門驅(qū)動提供電源和驅(qū)動Q1門的電流。如圖3所示，電流電流(橙色)流入上柵驅(qū)動，為Q1的輸出級提供電流，并為內(nèi)部探測器IC電路供電。將會有一些電流能夠從CBS流出，通過DBS進入VCC供應(yīng)。選擇快速恢復(fù)二極管將有助于減少泄漏電流。

圖1。采用全橋式電機控制或逆變器系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)

圖2。引導(dǎo)電路充電

圖3。引導(dǎo)電路放電

決定引導(dǎo)電容的因素，CBS

引導(dǎo)電容器CBS的值必須優(yōu)化，以為最小尺寸的門驅(qū)動光耦合器提供足夠的電源。這有助于降低成本，節(jié)省電路板空間和減少充電時間。

其中，f=門驅(qū)動器PWM開關(guān)頻率IGBT，Q1的PWM(占空比)的m=調(diào)制指數(shù)ICC=柵極驅(qū)動電源電流 Qg =門充電為IGBT，Q1Icbs(泄漏)=引導(dǎo)電容器泄漏電流波紋=允許的最大紋波電壓，門驅(qū)動器PWM開關(guān)頻率是指引導(dǎo)驅(qū)動的門驅(qū)動器每秒需要打開并驅(qū)動其IGBT的次數(shù)。頂橋IGBT的PWM調(diào)制指數(shù)，Q1，是指Q1在特定時間段內(nèi)開啟的占空比。這些參數(shù)取決于應(yīng)用程序及其設(shè)計要求。

上IGBT的門充電量，Q1，是指打開IGBT的門所需的充電量。這個參數(shù)可以在IGBT的數(shù)據(jù)表中找到。如果使用電解電容器，將會發(fā)生引導(dǎo)電容器泄漏電流。這個參數(shù)可以在電容器的數(shù)據(jù)表中找到，但如果使用了其他類型的電容器，則可以忽略。

將影響自舉效率的柵極驅(qū)動光耦合器的參數(shù)為集成電路計算機和波動。閘驅(qū)動電源電流，集成電路計算機可以在柵極驅(qū)動器的數(shù)據(jù)表的電氣規(guī)格中找到。ACPLH342/ K342消耗2.5 mA的低最大供電電流，使其非常高效，因為光耦合器需要的功率更少，而可以提供更多的電源來驅(qū)動IGBT的門。

允許的最大紋波電壓是指引導(dǎo)電源的穩(wěn)定性，以提供最佳的IGBT柵極電壓，通常為15 V。ACPL-H342/K342有一個軌到軌的輸出電壓，這意味著輸出不會遭受任何來自電源的下降，VCC,應(yīng)用于柵極驅(qū)動光耦合器。這不同像老一代的門驅(qū)動光耦合器3VBE下降是由于雙極式的達靈頓輸出階段。換句話說，ACPL-H342/K342的軌到軌輸出將增加引導(dǎo)電源的紋波邊際，這與引導(dǎo)電容器的大小成反比。因此，一個較小的慢性腦綜合征可以不用擔(dān)心地使用嗎小型盒式錄像帶將低于IGBT的最佳柵極電壓。

表1。ACPL-H342/K342數(shù)據(jù)表提取顯示鐵路軌輸出電壓和低供電電流。

決定引導(dǎo)二極管DBS和電阻器RBS的因素

建議采用快速恢復(fù)引導(dǎo)二極管，DBS，選擇盡量減少回流的漏電量慢性腦綜合征進入小型盒式錄像帶提供最大反向恢復(fù)時間規(guī)范trr可以在二極管的數(shù)據(jù)表中找到。

RBS電阻器用于限制通過二極管和到柵極驅(qū)動光耦合器的VCC引腳的浪涌電流。一個5的電阻通常是足夠的。要選擇RBS的最大值，CBSxRBS時間常數(shù)必須能夠滿足的最小充電時間.

審核編輯：湯梓紅