引脚兼容数字隔离栅极驱动器让工程设计更容易！

　　**个基于变压器的隔离栅极驱动解决方案在基于光耦的栅极驱动器（光驱动器）应运而生。在过去的三十年里，光驱一直是“热门”隔离栅极驱动器解决方案，因为它们提供隔离栅极驱动功能和固有的高边在单个包中进行电平转换。

　　然而，最近引入的先进的基于CMOS的光驱动器替换的减少有望将隔离栅极驱动器的性能和可靠性提高到新的高度。本文讨论了光驱动器和CMOS替代品的基础技术光驱解剖光驱动器时序特性使这些设备最适合低频应用，如电机驱动。大多数光驱动器应用将在相对低的电压下操作阳极引脚（VF=2.5V至5V），并使用与阳极串联的限流电阻器（RF）通常由30Vdc（**）电源偏置。基本光驱动器（见图）由两个管芯组成：一个管芯包含发光二极管（LED）和第二管芯，第二管片包含光电探测器和输出栅极驱动器。这两个管芯由光学透明绝缘膜或电介质（如图所示图1）。施加到阳极引脚的电流使LED照亮单端的表面光电探测器，它反过来产生一个电流，迫使驱动器输出转变为高电平，只要LED亮起。相反，阳极电流的缺乏会停止LED发射和驱动器输出转换并且只要LED熄灭就保持低电平。

　　请注意，光驱动器由砷化镓制成（砷化镓）工艺技术，因此对高温下的参数变化敏感温度。它们还具有内在的LED磨损机制，这些机制由持续的高温度和/或电流环境。选择光驱动器需要设计师将其最关键的系统需求与候选光驱动器。光驱动器参数随温度、电流、设备寿命和影响而变化几个关键参数包括阈值稳定性、设备单元对单元匹配和时序性能，导致设计师花费宝贵的设计让光驱正常工作，或购买更好的光驱。

　　其他问题包括共模瞬态抗扰度（CMTI），这指的是隔离装置拒绝导致致残的快速共模瞬态的能力系统数据错误。光耦的高内部寄生耦合降低了共模瞬态抗扰性，迫使设计者增加阳极电流或增加额外的外部材料清单（BOM）改善CMTI。CMT事件导致数据损坏的概率部分与光驱动器的强度有关内部寄生耦合，即内部耦合越强，数据的可能性越大CMT事件的损坏。这在开关模式电源和电机驱动中尤其有问题CMT事件可导致互补功率级中的两个功率开关接通的系统，破坏开关及其相关的栅极驱动器。图2显示了典型光驱动器内部的寄生路径，其中CLEDP将电流IF耦合到光驱动器接地屏蔽（较大的寄生耦合CLEDN几乎没有影响，因为它短路共模电压VCM两端）。

　　在这种配置中，负向VCM可能会窃取LED阳极通过CLEDP的电流导致LED瞬间关闭。同样，正向CMT事件可以瞬间打开LED。在这两种情况下，CMT的大小都是寄生电流的函数电容和瞬态的上升和下降时间（见方程1）。总之，光驱动器存在多种问题，包括固有的LED磨损、温度、电流和器件年龄的高参数变化以及由于其单端架构和高内部寄生性。GaAs工艺技术的使用降低计时性能并对模拟电路（如电流）的精度产生负面影响阈值。使用模塑化合物和聚酰亚胺胶带作为电介质会产生空隙和内部封装电弧。

　　CMOS插入式栅极驱动光耦更换封装和引脚兼容的栅极驱动光耦更换无需PCB，并且设备使用定制设计的或传统的光驱动器输入电路来操作。这个与光驱动器相比，隔离栅极驱动器产品的时序性能快8至10倍，这使其在低至中频应用中非常有用，如电机驱动、医疗设备和开关电源系统。产品选项包括0.6A的峰值输出电流，以及5V、8V或12的欠压锁定阈值选项（UVLO）Vdc，取决于零件号。驱动器件支持5kV加强保护隔离和10kV浪涌保护，CMTI额定值为35kV/µS（最小值）和50kV/μS（典型值）。这些设备还支持符合IEC60747-5-2的高达5kV的认证隔离额定值，包括10kV浪涌根据IEC60065进行保护，并且它们符合IEC60950-1、61010-1、60601-1的要求（加强绝缘），工作电压高达1200V。这些额定值允许器件用于广泛的终端应用，同时承受最恶劣的电气环境。

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