السلامة الكهربائية للعوازل الضوئية في ظروف الأعطال المحتملة

تُستخدم محركات بوابات العزل البصري من Broadcom على نطاق واسع لتشغيل IGBTs في تطبيقات مثل محولات الطاقة الشمسية وأنظمة التحكم في المحركات والمزيد. يعد العزل البصري تقنية مجربة وموثوقة لتوفير العزل بين دوائر الطاقة IGBT ودوائر التحكم. بالإضافة إلى ذلك ، يقلل العزل البصري من تأثير ضوضاء الوضع الشائع (CMR) على إشارة التحكم ويمنع الفتح / الإغلاق الخاطئ لـ IGBT.

لضمان قابلية التشغيل والحفاظ على سلامة حاجز العزل ، يجب تجنب الجهد الذي يتجاوز القيمة الاسمية عند العزل البصري. ومع ذلك ، من الصعب جدًا الترتيب عند حدوث خطأ بسبب ماس كهربائي في IGBT. توضح هذه المقالة تأثير حالات فشل IGBT المحتملة غير المحمية على حاجز العزل لسائقي البوابة المعزولة بصريًا من Broadcom.

هيكل العزل والعازل البصري

يوفر العزل البصري في مكونات Broadcom مستوى عاليًا من العزل مع حاجز عزل ثلاثي الطبقات بسمك إجمالي يتجاوز سمك التقنيات الأخرى. الطبقات الثلاث للحاجز العازل عبارة عن هيكل من السيليكون - بوليميد - سيليكون (الشكل 1).  

, , . , , : . , Broadcom, 300 / –200 °C + 400 °C.

, , ACPL-337J. (distance through solid insulation, DTI) 0,5 1414 (V_IORM = 1414 V_PEAK) IEC / EN / DIN EN 60747-5-5. 

IEC / EN / DIN EN60747-5-5

, . , , , , .

, 72 . , , .  

, . , IGBT, - , (IGBT DESAT) (Active Miller Clamp), , , ACPL-337J.

, , IGBT Broadcom.

IGBT

IGBT, :

1) ( ) IGBT

2) - (VCE)

3) - IGBT. 1.

1, ACPL-337J IGBT: (DESAT), (Soft shutdown) (Active Miller Clamp). IGBT , . 3 :

• IGBT DESAT

• DESAT

• IGBT

IGBT

IGBT 1200 /150 ACPL-337J. ACPL-337J 15- .

IGBT 5600 , 600 . DESAT ACPL-337J IGBT . ACPL-337J IGBT 2, .

, (I_E) 7 , (V_CE) - (V_GE) ( 3), . - ACPL-337J.

, ACPL-337J , IGBT ( 4), ( 5).

, ACPL-337J (1.88 (RMS)/) (6.2 (RMS)/) . ( 6).

, , .

IGBT DESAT

ACPL-337J IGBT , , , DESAT , ( ) ( 7).

ACPL-337J IGBT 1 . 10 20 2 , - (V_CE) IGBT. , ACPL-337J (1.88 (RMS)/) (6.2 (RMS)/).

- , , , ( 8).

IGBT

ACPL-337J IGBT. 15 , , IGBT 5600 600 ( 9).

IGBT 15 , 700 ( 10). , , .

, ACPL-337J (1.88 (RMS)/) (6.2 (RMS)/). , , ( 11).

Broadcom , IGBT ( DESAT, ).

, , , , . 2.  

2. IGBT

المكونات التي تستخدم تقنيات عزل بديلة (العزل الاستقرائي والسعي) لها حاجز عزل أقل بكثير (أقل من 17 ميكرون) ولن تكون قادرة على توفير مستوى مناسب من الأمان في حالة حدوث أحد أوضاع فشل IGBT الموضحة في هذه المقالة.

المراجع ACPL-337J 4.0 Amp Gate Drive Optocoupler مع اكتشاف إزالة التشبع المتكامل (VCE) ، والتثبيت النشط ميلر ، والخطأ وتعليقات حالة UVLO ، Broadcom ، AV02-4390EN.