桥式隔离驱动及其供电，都不是个事！
逆变器桥式拓扑广泛用于电机驱动器和光伏逆变器等领域中。通常在控制器和功率器件之间通常需要使用门极驱动器，以获得更短的开关时间并出于安全性和/或功能性目的提供隔离。
本文讨论多种门极驱动供电选项和基本设计制约因素，以及设计时的权衡取舍，帮助设计人员选择适当的拓扑。这些选项包括采用隔离门极驱动器、利用隔离式DC-DC馈送门极驱动器为光电二极管或数字隔离器供电、自举配置，以及内置DC-DC电压源的隔离式门极驱动器。对于功率较高的系统而言，功率开关器件占了BOM成本的很大一部分，且N型器件的导通电阻一般比尺寸和成本都相同的P型器件更低。此外，若在半桥配置的单个引脚上使用两个相同的开关，则围绕时序要求而展开的设计(比如非交叠和死区时间)便可得到简化。由于这些原因，半桥配置通常由两个N型器件组成，这两个器件可以是NPNBJT、NMOS器件或N型IGBT。为简便起见，本文中的半桥配置采用两个NMOS器件，每引脚使用一个器件；这一概念同样适用于IGBT。
半桥上高低侧的两个MOSFET以互斥方式运行，因为如果两个MOSFET同时导通，则将产生直通。门极驱动器的一个主要作用是为功率开关提供快速开关时间，从而具备更快的上升和下降时间。这样可以降低功率级中与压摆率有关的损耗。
过去，通过测量峰值电流来衡量驱动强度，或者更准确地说，是测量驱动器的RDSON。记住以下这点很重要：对于具备更高峰值电流（或更低RDSON）的门极驱动器，其功率要求并不一定更高，因为开关门极的功率通常由Q × V × FSW驱动，其中Q表示门极电荷，V表示门极电压摆幅，FSW表示系统的开关频率。
若要为高端开关的门极驱动器供电，电源必须要能跟随VOUT电压，因为门极以该电压为参考。适当去耦通常能解决隔离电源接地参考的快速变化而导致的任何电压尖峰问题。此外，每个不共享接地的门极驱动器都可能需要自己的隔离电源。假设有一个典型的三相系统由三个半桥组成，如图1所示。系统中有四个独立的接地参考，因为低端开关共享公共参考。取决于是否需要安全隔离或功能隔离，三相系统可以采用三个或四个专用电源。任何项目需考虑的两个因素是解决方案的尺寸以及方案总成本。
图1：典型三相逆变器拓扑
本文将通过不同的选项探讨权衡取舍。为门极驱动器提供隔离电源的基本要求可以总结如下：
1）提供足够的电压摆幅
2）部分开关周期的电压值高于总线电压
3）可跟随半桥中点电压的浮动接地
4）足够的驱动强度
5）紧凑的解决方案
6）合理的价格
最早有一种提供隔离式门极信号的解决方案使用门极驱动变压器，该系统中的电能通过变压器传输，在副边形成所需的门极电压。该系统的优势之一是其保证互补操作相对较为容易实现，方法是使其中一路副边输出极性与另一路相反。采用这种方式，若要驱动高侧门极至导通状态并驱动低端门极至断开状态，可将电流以一个方向馈送至变压器的原边，相反方向的驱动电流则驱动门极至相反状态。
由于在门极驱动中，门极驱动变压器用作电源，因此在靠近所驱动的门极处，该解决方案的尺寸较小。器件数也较低，因为无需使用专用隔离式电源。变压器实际成本介于中等和昂贵之间。
变压器无法传输直流信号，因此在最基本的拓扑中，门极在零点处达到伏秒平衡，这表示随着占空比上升，峰值正电压将下降。这会对工作占空比造成限制，同时增加死区时间调谐的难度。占空比的快速变化还会产生磁芯饱和平衡问题。采用直流恢复拓扑时，需注意关断时很容易产生直通，因此门极驱动变压器不太适合要求快速关断的应用，比如检测到系统故障时。必须复位门极驱动变压器的磁芯，否则磁芯可能饱和，从而增加开关时序的设计难度。
由于以上这些原因，目前在较高稳定性的高性能系统中很少采用门极驱动变压器。专用隔离电源隔离门极驱动的另一种方法，是使用隔离器传输时序信息。光耦合器利用光，跨越隔离栅将时序数据传输至光电晶体管或光电二极管。内部二极管的光输出量随着器件的老化和/或温度而下降，产生时序移位，因而死区时间需要更宽的裕量。作为光耦合器的替代器件，数字隔离器一般通过感性耦合或容性耦合传输时序信息，从而有效避免了器件老化产生的时序移位，同时相比光耦合器可大幅降低温度产生的时序移位。采用光耦合器和数字隔离器时，输出缓冲器中的已传送信号确定门极的最终驱动强度。该缓冲器可集成在隔离器封装内，也可部署在封装外。高压电平转换器使用上拉结构将时序数据传送至高端，可处理高达几百V的电压。如果半桥电压发生负振铃，则高压电平转换器可能会闩锁，而数字隔离器或光耦合隔离器不会产生这种情况。
为缓冲器供电的最直观的方法，是为半桥的每一个浮动区域提供专用的隔离式DC-DC转换器。对于多引脚系统，低端门极驱动器可以共享一个电压源，只要有足够的电流输出即可，如图1中的系统示例所示。
专用隔离电源设置不存在占空比或最小开关频率要求，并且隔离门极驱动器的输入端可独立受控，允许调谐死区时间。但由于需使用额外的元器件，这种解决方案的代价是具有较大的尺寸和较高的成本。可利用反激式转换器或正向转换器等集成变压器的拓扑，在系统级创建一个隔离式电源。
半桥自举配置向上驱动门极时，除了静态电流，隔离式门极驱动器的输出端主要从供电轨获取电流。一旦IGBT或MOSFET的门极电压到达供电轨，功耗便降为最低，因为门极本质上是一个电容。对于高侧驱动器而言，高侧MOSFET导通时，该吸电流与半桥电压拉至总线电压的时间相吻合。这还意味着吸电流达到最大值前一刻，高侧接地通过低侧功率开关连接至低侧接地。在高侧供电轨上使用单个二极管以及数值适中的大电容后， 便可提供临时电压源， 如采用SILICON LABS集成高低侧驱动的Si823x系列，就可以采用自举供电方式来实现上半桥驱动的供电。
自举电容在低侧开关导通期间充电并快速放电，以便填满门极电容；但由于高侧驱动器的静态电流，它在高侧开关导通期间将缓慢放电。这会对系统占空比和开关频率产生限制作用。只要有足够的时间来对自举电容充电，并且高侧开关在超过电容所能支持的时间内未导通，则该解决方案的成本和尺寸优势便能凸显，特别是用于多相系统时。另外，在上电时可同时开启低侧开关，从而一次充电多个自举电容。
Silicon Labs推出了非常丰富的隔离门极驱动器产品，包括专用于Mosfet，集成双驱动/高低侧驱动的SI823x系列；替换光耦驱动的Si826x系列，创新地采用模拟LED技术，可实现Pin-Pin和光耦兼容；以及保护功能丰富的Si828x系列，非常适合隔离驱动IGBT。
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木chen Lv8. 研究员 2017-12-29真不是个事 -
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志成 Lv7. 资深专家 2017-11-06很好 -
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luose Lv8. 研究员 2017-10-13不错！
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数明半导体（Sillumin）光伏逆变器用芯片产品选型指南
描述- 光伏逆变器是将光伏组件产生的直流电转换成交流电的设备。按照是否与电网并网分为并网逆变器和离网逆变器。并网逆变器又可以分为集中式逆变器、集散式逆变器、组串式逆变器、微型逆变器等。带有储能功能的并网逆变器又称储能逆变器。离网逆变器一般都具有储能功能。光伏逆变器的前一级是光伏组件，一般由多个光伏组件串并构成，后一级是电网。光伏逆变器一般包含MPPT模块、DC/AC逆变模块、双向DC-DC储能模块等。模块间需要实现可靠通信及安规隔离等功能，而且每个模块都需要满足10-25年的使用寿命。这对系统的设计与关键器件的性能提出严苛的要求。
型号- SILM59XX 系列,SILM5350RABCA-DG,SILM5142SCM-DG,SILM8244BBCG-DG,SILM8243ABCP-DG,SLMI335CG-DG,SILM5150SDC-DG,SILM5350SDBCA-DG,SILM8243GBCP-DG,SILM5350PABCA-DG,SILM5350HABCA-DG,SILM8244DBCP-DG,SLMI8230DDCG-DG,SILM5206E25-DG,SILM58XX系列,SLMI8232DDCG-DG,SLMI332HCG-DG,SILM5350FABCA-DG,SILM5350RGBCA-DG,SILM5350PGBCA-DG,SILM5721CM-DG,SILM5768LCG-DG,SLMI8231BDCG-DG,SILM5722FCA-DG,SILM5206,SLMI8233BDCG-DG,SLMI8235BDCG-DG,SILM5767FCG-DG,SILM5761FCG-DG,SLMI823X系列,SILM5766CG-DG,SILM5350HGBCA-DG,SLM27211EL-7G,SLM2186,SILM5741FCG-DG,SILM8244GBCG-DG,SLM27212,SILM824X,SLM27211,SILM5762CG-DG,SIL M5762FCG-DG,SLMI8233HBDCG-DG,SILM5721FCA-DG,SLMI350DB-DG,SILM5740CG-DG,SILM576X系列,SLMI8233HDDCP-DG,SILM5350系列,SILM5852SHCG-DG,SILM5206M05-DG,SILM5742FCG-DG,SILM8245BBCP-DG,SLMI333CG-DG,SILM8244BBCL-DG,SILM27624,SILM5731CG-DG,SILM5350MBDCM-DG,SILM5350PBBCA-DG,SLM343CK-DG,SLM340CK-DG,SILM5350PGDCM-DG,SILM5350MDBCA-DG,SILM576X,SILM57XX,SILM8245DBCG-DG,SILM5150SCG-DG,SILM5350HBBCA-DG,SILM5766FCG-DG,SILM27624MGB-DG,SILM5350PADCM-DG,SLMI8235HDDCG-DG,SILM5350HADCM-DG,SLMI331HCG-DG,SLMI34X,SILM574X系列,SILLM5764FCG-DG,SILM5350FGDCM-DG,SILM8245ABCL-DG,SLMI333HCG-DG,SILM5992SHCG-DG,SILM8243ABCL-DG,SILM5742CG-DG,SILM8244DBCL-DG,SILM27212EK-DG,SILM5722FCM-DG,SILM8245DBCL-DG,SILM8244GBCL-DG,SILM5730FCG-DG,SILM5350RBDCM-DG,SLM27524,SILM5741CG-DG,SILM5350SGDCM-DG,SILM5764CG-DG,SILM5150S,SILM5760CG-DG,SILM5350MADCM-DG,SLMI8234HBDCP-DG,SILM8244DBCG-DG,SILM5350SBBCA-DG,SLM345CK-DG,SILM5769LCG-DG,SILM5350,SILM5142SCG-DG,SLMI8235HBDCG-DG,SILM8243BBCP-DG,SLMI335HCG-DG,SILM5720FCM-DG,SILM8245BBCL-DG,SLMI350,SLMI8235HDDCP-DG,SLMI8233DDCG-DG,SILM5144SCA-DG,SLMI33X,SLMI334CG-DG,SILM8245ABCG-DG,SILM5761CG-DG,SLM34X系列,SILM5767CG-DG,SLMI8233HDDCG-DG,SILM5721FCM-DG,SILM5722CM-DG,SLMI334HCG-DG,SILM5350MGBCA-DG,SILM5350FBBCA-DG,SLM27524CA-DG,SILM5202CM-DG,SILM5350RADCM-DG,SILM5350SABCA-DG,SILM8243BBCG-DG,SILM824X系列,SILM5206E05-DG,SILM5765CG-DG,SLMI8234HDDCP-DG,SILM5206系列,SLMI8234HBDCG-DG,SILM8244ABCP-DG,SLMI8235HBDCP-DG,SILM5350RDBCA-DG,SILM8244GBCP-DG,SILM27212系列,SILM8243DBCP-DG,SILM5350MABCA-DG,SILM27624HGB-DG,SILM573X系列,SILM52XX,SILM5350HDBCA-DG,SILM5350PDBCA-DG,SILM5350FDBCA-DG,SILM5851NHCG-DG,SILM5142S,SILM5211CM-DG,SILM8245BBCG-DG,SILM5206M25-DG,SILM27624HCA-DG,SILM5763CG-DG,SLMI332CG-DG,SLM27524GB-DG,SLM34X,SILM8243BBCL-DG,SILM5150,SLMI8235DDCG-DG,SILM5350HBDCM-DG,SILM5720CM-DG,SILM5765FCG-DG,SILM5350SGBCA-DG,SLMI8231DDCG-DG,SLM346CK-DG,SILM5350RDDCM-DG,SILM8243ABCG-DG,SLMI8230BDCG-DG,SILM5722CA-DG,SLMI8234BDCG-DG,SILM5350FDDCM-DG,SILM27212,SLM27211EK-DG,SILM5731FCG-DG,SILM8243GBCG-DG,SLM27211系列,SILM5350HGDCM-DG,SILM5991SHCG-DG,SLMI330CG-DG,SILM5768LNCG-DG,SILM5769LNCG-DG,SILM27624LCA-DG,SILM8244ABCL-DG,SILM5350MGDCM-DG,SILM5200CM-DG,SILM8243DBCL-DG,SILM5740FCG-DG,SILM8245GBCL-DG,SLM27211CA-DG,SILM5760FCG-DG,SILM5720FCA-DG,SILM5730CG-DG,SILM8244ABCG-DG,SILM27624LGB-DG,SILM5350MDDCM-DG,SILM8243GBCL-DG,SILM52XX系列,SILM5350PBDCM-DG,SLMI330HCG-DG,SILM574X,SILM58XX,SLMI33X系列,SILM5932SHOCG-DG,SILM5350SDDCM-DG,SLMI8234HDDCG-DG,SLM341CK-DG,SILM5721CA-DG,SILM5350MBBCA-DG,SILM5150SCM-DG,SILM5350SADCM-DG,SILM8245GBCG-DG,SILM572X系列,SILM5350FGBCA-DG,SILM573X,SILM8244BBCP-DG,SILM5720CA-DG,SLMI823X,SILM5350FBDCM-DG,SLMI8234DDCG-DG,SILM5350FADCM-DG,SILM27624MCA-DG,SILM5350RBBCA-DG,SILM5350SBDCM-DG,SILM5350RGDCM-DG,SILM572X,SILM5350HDDCM-DG,SILM5763FCG-DG,SILM5350PDDCM-DG,SILM5144S,SILM59XX,SLMI8232BDCG-DG,SLMI8233HBDCP-DG,SILM8243DBCG-DG,SLMI331CG-DG,SLM27211CB-DG
【选型】隔离驱动器Si8261BBD-C-IS可pin-pin兼容ON FOD8342TR2用于光伏逆变器
本文重点介绍Silicon Labs电容隔离驱动器Si826x，该产品在封装和功能上与传统的光耦驱动器兼容，但性能和可靠性更优，更能够具有更长的使用寿命。Si8261BBD-C-IS可pin-pin兼容ON FOD8342TR2。
器件选型 发布时间 : 2021-03-27
【应用】国产纳芯微隔离驱动NSI6602用于1KW逆变器，控制MOS管实现升压和逆变过程，降低设计成本和难度
在1KW逆变器的产品中，需先通过升压电路先将48V电池升压到335V，再通过全桥逆变电路将335VDC逆变成220VAC电压，国产纳芯微的隔离驱动NSI6602用于驱动Q1-Q6的MOS导通，成本更优，设计更简便。
应用方案 发布时间 : 2023-03-15
【应用】数字隔离芯片Si8622助力隔离电能质量分析仪表485总线隔离
在电能质量分析仪表中有485总线隔离需求，这就需要选用一款数字隔离芯片，为了优化成本我们都是在收发通道用数字隔离，在控制管脚用普通的便宜的光耦隔离就可以。推荐选用Silicon Labs 数字隔离器Si8622EC-B-IS，电源范围2.5-5.5V，传输延时8ns，速率150Mbps,共模抑制比高50 kV/μs, HBM电压4.5KV，隔离电压高3.75KV,完全满足电力方面隔离需求。
应用方案 发布时间 : 2019-01-17
数字隔离器Si8640的VDD1和VDD2是否可以接不同的电压，如VDD1接5V，VDD2接3.3V？
可以，数字隔离器Si8640除了具有电气隔离的功能之外，还可用于在VDD1和VDD2接不同电压，进行逻辑电平转换。
技术问答 发布时间 : 2017-05-05
【应用】国产隔离驱动器用于小功率逆变器，共模抑制比高达150kV/μs，匹配延迟低至25ns
随着国产化物料在储能及逆变应用的普及，小功率逆变器的制动IGBT隔离驱动，推荐国产数明半导体SLM340CK-DG。
应用方案 发布时间 : 2023-03-01
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可定制波导隔离器频率覆盖5.5GHz~110GHz，插损损低至0.25dB、隔离度、正向方向功率、封装尺寸参数。
最小起订量： 1pcs 提交需求>
可定制射频隔离器/环行器（10M-40GHz），双工器/三工器（30MHz/850MHz-20GHz），滤波器（DC-20GHz），功分器，同轴负载，同轴衰减器等射频器件；可定制频率覆盖DC~110GHz，功率最高20KW。
最小起订量： 1 提交需求>
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