Fotoaccoppiatori driver gate IGBT e MOSFET

I fotoaccoppiatori driver gate IGBT e MOSFET sono dispositivi semiconduttori che forniscono un sistema per commutare rapidamente il segnale d'ingresso di MOSFET e IGBT ad alta potenza e allo stesso tempo un elevato isolamento elettrico. L'isolamento è importante perché blocca potenziali tensioni elevate, isola la messa a terra e impedisce alle correnti di disturbo di entrare nel circuito di controllo a bassa tensione. Tali segnali possono interferire con le operazioni del circuito e danneggiare circuiti sensibili. Sono usati in applicazioni come controllo del motore (dove la commutazione rapida può essere usata come controller di velocità), inverter e alimentatori a commutazione. Ciò può rivelarsi molto importante nell'adempimento alle regole di conformità.
IGBT sta per transistor bipolare a gate isolato. MOSFET sta per transistor a effetto di campo metallo-ossido-semiconduttore. Sono commutatori a stato solido ad alta velocità esterni al dispositivo. Richiedono una corrente estremamente bassa per accensione rispetto alla corrente che viene commutata. A causa delle elevate correnti che questi dispositivi possono commutare (anche centinaia di amp), la corrente di commutazione necessaria per attivare e disattivare il dispositivo può essere ancora piuttosto alta. La capacità d'ingresso del gate IGBT o MOSFET è in parte creata da un effetto causato da un feedback negativo dell'amplificatore chiamato effetto Miller o capacità di trasferimento inverso. Questo effetto aumenta la capacità più o meno in maniera proporzionale al guadagno di commutazione. Il circuito driver deve essere capace di portare questo carico e di poter rapidamente commutare i livelli di tensione nel gate di IGBT o MOSFET di potenza per accendere e spegnere il dispositivo. Il tempo di transizione tra il livello acceso e spento causa una dissipazione della potenza nell'IGBT o nel MOSFET, minore efficienza o addirittura danni al dispositivo.
Il dispositivo ha un ingresso a bassa tensione che può accendere o spegnere il fotodiodo interno.
Ciò di solito richiede una transizione di tensione all'interno della tensione diretta tipicamente intorno a 1-1,4 Volt, e una corrente di circa 10 mA. Un fascio di luce proveniente dal LED attraversa una barriera elettricamente isolante ed è rilevato da un fotorivelatore. Questo segnale viene usato per accendere e spegnere i driver IGBT o MOSFET nel dispositivo. Il driver deve essere capace di fornire una transizione estremamente veloce su entrambe le transizioni di commutazione per mantenere l'efficienza del commutatore esterno IGBT o MOSFET. Ciò significa che il driver deve essere capace di fornire o dissipare una grande quantità di corrente (anche ampere) durante queste fasi per caricare o scaricare velocemente la capacità d'ingresso.
Il circuito driver può avere un circuito di rilevamento di guasti integrato per controllare se il commutatore subisce eccessive sollecitazioni dal carico o se si sono verificate condizioni di errore. Alcuni dispositivi possono inviare questi segnali indietro attraverso la barriera isolata del fotodiodo alla parte di bassa tensione, in modo che possano essere rilevati dal circuito di controllo isolato. Continua a leggere Meno informazioni