在電力電子領域，例如在驅(qū)動技術中，IGBT經(jīng)常用于高電壓和高電流開關。這些功率晶體管是電壓控制的，在開關過程中產(chǎn)生其主要損耗。為了最大限度地降低開關損耗，希望開關時間短。然而，快速開關同時隱藏了高壓瞬變的危險，這可能會影響甚至損壞處理器邏輯。因此，為IGBT提供適當柵極信號的柵極驅(qū)動器具有提供短路保護的功能并影響開關速度。然而，在選擇柵極驅(qū)動器時，某些特性至關重要。

圖1.隔離式柵極驅(qū)動器ADuM4135的簡單原理圖

電流驅(qū)動能力

在開關過程中，晶體管短暫處于同時施加高電壓和高電流的狀態(tài)。根據(jù)歐姆定律，這會導致某些損失，這取決于這些狀態(tài)的持續(xù)時間（見圖2）。目標是最小化這些時間段。這里的主要影響是晶體管的柵極電容，必須對其進行充電/放電才能進行開關。較高的瞬態(tài)電流會加速這一過程。

圖2.晶體管各個損耗分量的簡化表示。

因此，能夠在較長時間內(nèi)提供更高柵極電流的驅(qū)動器對開關損耗具有有利影響。例如，ADI公司的ADuM4135可以提供高達4 A的電流。

定時

最小化開關時間的決定性因素是輸出上升時間（tR）、下降時間 （tF）和傳播延遲（tD).傳播延遲定義為輸入邊沿到達輸出所需的時間，取決于驅(qū)動器輸出電流和輸出負載。傳播延遲通常在上升沿和下降沿之間的差異很小的情況下，從而產(chǎn)生一定的脈沖寬度失真（PWD）：

由于驅(qū)動器通常具有多個輸出通道，盡管由相同的輸入驅(qū)動，但這些通道具有不同的響應時間，因此偏移量很小，因此傳播延遲偏斜（t扭曲），是屈服的。

圖3.具有多個輸出的柵極驅(qū)動器的時序行為。

圖4.具有多個輸出的柵極驅(qū)動器的簡單原理圖。

絕緣耐壓

在電力電子中，出于功能和安全原因都需要絕緣。例如，由于柵極驅(qū)動器以驅(qū)動技術中的半橋拓撲形式使用，因此與高總線電壓和電流接觸，因此絕緣是不可避免的。功能原因是功率級的致動通常發(fā)生在低壓電路中，因此由于同時打開低邊開關的電位較高，因此無法致動半橋的高邊開關。同時，絕緣表示在發(fā)生故障時高壓部分與控制電路的可靠隔離，因此可以進行人為接觸。絕緣柵極驅(qū)動器通常表現(xiàn)出5 kV （rms）/min或更高的介電強度。

免疫

惡劣的工業(yè)環(huán)境要求應用對干擾源具有最佳的抗擾度或抗干擾性。例如，RF噪聲、共模瞬變和磁干擾場至關重要，因為它們可以耦合到柵極驅(qū)動器中，并可能激勵功率級，使其在不需要的時間切換。對于絕緣柵極驅(qū)動器，共模瞬變抗擾度（CMTI）定義了抑制輸入和輸出之間的共模瞬變的能力。例如，ADuM4121具有>150 kV/μs的出色值。

所尋址的參數(shù)僅代表柵極驅(qū)動器規(guī)格的一部分，并不代表完整列表。其他決定性因素包括工作電壓、電源電壓、溫度范圍以及額外的集成功能，如米勒箝位和去飽和保護。因此，可以根據(jù)應用的要求選擇大量不同的柵極驅(qū)動器。

審核編輯：郭婷