IGBT功率器件隔離驅動設計的技巧介紹

　　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。

　　有兩種傳統解決方案。首先是添加門極和發射極之間的電容。第二個解決方法是使用負門極驅動。第一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-發射極的路徑，通過使用一個額外的晶體管在于門極-發射極之間。達到一定的閾值后，晶體管將短路門極-發射極地區。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）

　　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。