隔离驱动IGBT有何意义？
关于隔离驱动IGBT功率器件，你了解多少呢？像IGBT这样的功率器件，需要有充分的保护，避免如欠压，缺失饱和，米勒效应，过载，短路等造成的损害。本文将为你简单介绍，供读者参考。
1.故障保护功能有哪些？都是集成在隔离驱动器里吗？
三种故障保护功能都集成到Avago的高集成栅极驱动器ACPL-33xJ里-UVLO（以避免VCC2电平不足够时开启IGBT），DESAT（以保护IGBT过电流或短路），和米勒钳位（以防止寄生米勒电容造成的IGBT误触发）。
2. 对于工作于600V直流母线的30～75A、1200V IGBT，ACPL-33x、ACPL-H342这种带米勒钳位保护的栅极驱动光耦能否仅用单电源供电来实现高可靠性驱动，与传统的正负供电相比较，它的可靠性会高一些还是会更逊色呢？AvagoACPL-332J，ACPL-333J以及ACPL-H342的门极驱动光耦可以输出电流2.5A。这些产品适合驱动1200V，100A类型的IGBT。
1）当使用负电源，就不需要使用米勒箝位，但需花额外费用在负电源上。
2）如果只有单电源可使用，那么设计者可以使用内部内置的有源米勒箝位。
这两种解决方法同样可靠。米勒箝引脚在不使用时，需要连接到VEE。
3.光伏逆变器需要安装在电厂，其环境温度相当恶劣，光耦的工作环境温度范围是多少？
工作环境温度范围非常广，可以达到-40°C至105°C。这个温度范围在工业应用情况下是足够的。如果客户需要更高的工作温度，R2 Coupler光耦可以运作在扩展温度达到125°C。
4. 光耦绝缘耐压多高？
不同的门极驱动光耦具有不同的封装。每个封装都有其各自的特点，比如说不同的爬电距离和间隙，可以配合不同的应用，同样也对应于不同的工作绝缘电压，也就是Viorm。最大Viorm区间从566V至2262V之间不等。
5. 光耦栅极驱动器最高的输出电流为多少？
根据选择的器件型号，Avago的光耦门极驱动器最大输出电流可以达到0.4A，0.6A，1.0A，1.5A，2.5A，3.0A，4.0A以及5.0A。
6. 如何避免米勒效应
IGBT操作时所面临的问题之一就是由于米勒效应而产生的寄生电容。这种效果是明显的在0到15V类型的门极驱动器（单电源驱动器）。门集-电极之间的耦合，在于IGBT关断期间，高dV/dt瞬态可诱导寄生IGBT道通（门集电压尖峰），这是潜在的危险。
IGBT失控时，变化规律是怎样的？
1 过电压失效 1．1栅极过压
IGBT的栅极-发射极驱动电压的保证值为正负20v，如果在它栅极和发射极之间加上超过保证值的电压，则可能损坏IGBT，另外，如IGBT的栅极与发射极间开路，而在其集电极与发射极之间加上电压，则随着集电极电极电位的变化，由于栅极与集电极和发射极之间寄生电容的存在栅极电位升高，集电极-发射极有电流流过。这时如集电极和发射极间处于高压状态，可能会使IGBT发热甚至损坏。
1． 2 集电极-发射极过电压
IGBT集电极-发射极过电压的产生主要有两种情况：一是施加到IGBT的集电极-发射极间的直流电压过高，另一种是集电极-发射极间的浪涌电压过高。所以实际使用过程要综合考虑。
1．3 杂散电感过电压
因为电路中杂散电感的存在，而IGBT的开关频率较高，当IGBT关断时与开通时，就会产生很大的电压，威胁到IGBT的安全如图1-1所示出了IGBT的杂散电感和杂散电容。IGBT的外部电感L主要是指IGBT直流侧电感，可算得L对加在IGBT集射电压的影响为：
IGBT杂散电感和杂散电容的示意图
其中Ud为直流电压电容，di/dt为IGBT的电流变化率。
杂散电感L产生的电压叠加在Ud上，IGBT内部是集成电路芯片，耐压能力非常有限，如L产生的电压较大，超出IGBT的集电极-发射极间耐压值Uces，产生的过电压能轻易地将IGBT击穿。图1-2为IGBT的过电压波形示意图。
IGBT过电压示意图形
IGBT在关断时，由于电路中存在电感，关断瞬间产生尖峰电压，假如电压超过额器件的最高的峰值电压，将可能造成IGBT击穿。
2 静电损伤
严格来说，器件静电损伤也属于过电压应力损伤，静电型过电应力的特点是：电压较高，能力较小，瞬间电流较大，但持续的时间极短，与一般的过电应力相比，静电型损伤经常发生在器件运输、传送、安装等非加电过程，它对器件的损伤过程是不知不觉的，危害性很大。从静电对器件损伤后的失效模式来看，不仅有PN结劣化击穿、表面击穿等高压小电流型的失效模式，也有金属化、多晶硅烧毁等大电流失效模式。
3 过热损伤
过热损坏一般是指使用IGBT的结温Tj超过晶片的最大温度限定，目前的IGBT器件还是以Tmax=150℃的NPT技术为主流的，为此在IGBT应用中其结温应限制在该值一下。
4 过电流
4．1 擎住效应
由于IGBT是复合器件，其体内存在一个寄生晶闸管，在NPN管的基极和发射极之间存在一个体驱短路电阻R，在规定的漏极电流范围内，P型体区的横向空穴流会产生一定的压降，对J3结而言相对于一个正偏置电压。在规定的漏记电流范围内，NPN晶体管的正编压不足以使NPN和PNP管处于饱和状态，于是寄生晶闸管开通，栅极失去控制作用，便发生了锁定效应，它使集电极电流Ic增大，进而造成过高的功耗而导致IGBT器件的损坏。
4．2 长时间过流运行
IGBT长时间过流运行是指IGBT的运行指标达到或超过反向偏置运行安全工作区所限定的电流安全边界，这导致IGBT因为长时间过电流而发热损坏。
4．3 短路
IGBT所承受的电流值达到或超过短路安全工作区所限定的最大边界，如4-5倍额定电流时须在10us之内关断IGBT。如果此时IGBT所承受的最大电压也超过器件标称值，IGBT必须在更短时间内被关断。
IGBT的短路主要有两种：
1. IGBT从断态直接进入短路状态。在短路开始时，集电极和发射极之间的电压是直流母线电压。在集电极电流上升过程中，由于短路寄生电感上的电压，集电极=发射极有微小的减少。当集电极电流达到稳态时，集电极-发射极又等于直流母线电压，因此，集电极=发射极电压在整个短路期间都很大，等于直流母线电压。
2. IGBT从正常导通状态进入短路，由于短路的电流迅速上升，IGBT退出饱和状态。集电极-发射极的上升产生流过米勒电容Cge的电流Igc，这个电流在关断电阻上产生压降，导致IGBT的栅极电压在短路瞬间升高，使短路电流在栅极电压回落到正常值之前出现很大的尖峰。