【应用】高性能光耦隔离驱动器助力IGBT，系统安全又可靠！

时间： 2019-09-05 来源：光电工程（世强编辑整理）

技术问答

【摘要】光耦隔离驱动器PS9031具有高集成度、低成本BOM设计的特点，在规定短时间内的隔离电压可达5KV，长时间正常工作的隔离电压可达1130Vpeak，共模抑制比为50KV/us MIN，价格比同类产品至少便宜5%。其用于IGBT的驱动中时，可保证系统的安全性和可靠性。

随着工业自动化的发展，伺服控制系统在工业自动化、数控机床、机器人等机电一体化产品中得到了广泛的运用。伺服控制系统主要由弱电控制、强电驱动以及信号采集三大部分组成，具体示意图如图一所示。

图1 ：伺服系统组成框图

框图中的功率驱动部分主要由开关元件IGBT组成。而IGBT不能直接用PWM信号来控制，在PWM信号和IGBT模块之间需要有对应的驱动电路。目前驱动电路的种类繁多,如直接驱动、电流源驱动、双电源驱动、变压隔离驱动、光电耦合隔离驱动等。其中，光电耦合隔离驱动在IGBT驱动中的运用最为广泛，其既保证了IGBT的正常驱动，又有效地隔离了强电驱动部分对弱电控制部分的干扰，进而保证了弱电部分的稳定性和安全性。

图2：光电耦合隔离驱动原理

图2示出了单电源、光电耦合隔离驱动原理图。当1，2两端加上正脉冲时，IGBT的门极(g)和射极(e)间得到+15V的电压，IGBT导通；当1，2间为零电平时，5V稳压管的作用，使得Vge为负，保证了IGBT的可靠关断。

目前，针对IGBT的光电耦合隔离驱动器的生产厂家较多，如何从众厂家中选择一款优良的产品至关重要。瑞萨公司最新推出的隔离驱动芯片PS9031，具有集成度高、设计成本低、安全性高的特性，非常适合用于IGBT的驱动中，将是您的最佳选择。

光耦隔离驱动器PS9031具有高集成度、低成本BOM设计的特点，图3为该芯片的参考设计原理图。其在规定短时间内的隔离电压可达5KV，长时间正常工作的隔离电压可达1130Vpeak，共模抑制比为50KV/us MIN，抗电磁干扰能力也更强。该系列产品具有-40～125℃的宽温度范围特性，且通过了UL、CSA 认证，DIN EN 60747-5-5（VDE 0884-5）：2011-11认证。其用于IGBT的驱动中时，可保证系统的安全性和可靠性。

此外，PS9031的价格比同类产品至少便宜5% 。其可与ACPL-W340/341实现 Pin To Pin替换（PS9031是5PIN，ACPL-W340/341是6PIN，其中W340的PIN2是NC的）。

图3：PS9031参考设计原理图

PS9031特性：

• 长爬电距离，最小为8mm

• 大峰值输出电流，最大可达2.5A，最小为2.0A

• 高速转换，最大转换时间为175 ns

• UVLO欠压锁定（保护滞后）

• 高共模抑制比，可达±50 kV/μs MIN

• 工作环境温度：可在最高125℃环境下工作

• 无铅无卤素焊接工艺

• 安全标准：

• UL 认证，UL1577双重保护

• CSA 认证：CA5A，CAN/CSA-C22.2 No.60065，CAN/CSA-C22.2 No.60950-1，强化绝缘

• VDE 认证：DIN EN 60747-5-5 （Option）

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全部评论（1）

小麦 Lv4. 资深工程师 2018-01-29

IGBT+光耦后续是不是还有SiC+光耦

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