通常

，以以下方式描述IGBT（絕緣柵雙極晶體管）：“ IGBT是場效應晶體管和雙極晶體管的組合
，其中N溝道FET控製雙極晶體管”。盡管這句話很好地描述了基礎知識，但在高功率範圍的IGBT應用中
，IGBT控製電路的複雜性實際上要比控製小MOSFET時要高得多。例如
，MOSFET的控製通常稱為空載，因為MOSFET所需的開關電流通常可以忽略不計。

 

對於功率IGBT，這毫無疑問
，因為控製通常需要幾瓦特。此外，在這種情況下
，不再容易忽略需要重新加載的內部電容

，而這些電容在小型MOSFET的控製中幾乎不起任何作用。

 

正確的，最重要的是，對IGBT的有效控製是一個複雜的過程，為此，需要將驅動器調諧至IGBT。此外，大多數現代IGBT驅動器提供保護電路和安全功能
，以便在出現故障的情況下為IGBT提供保護，否則通常會導致IGBT完全損壞。

 

在存在較高反向電壓的情況下

，必須對輸入電路（低壓）和輸出電路（高壓）進行電壓隔離。輸出電路直接連接至高壓IGBT
，而輸入電路則提供至控製電子設備的接口（圖1）。圖2顯示了具有光學控製功能的2通道IGBT驅動器板。

IGBT的電隔離控製

 

在幾乎所有IGBT應用中
，控製信號和驅動器電路之間的電隔離都是必不可少的。傳輸電隔離的控製信號和反饋信號（錯誤信號）有三種可能性：

 

感應耦合

電容耦合

光學耦合

 

jinguanhenshaoshiyongdianrongxingjiejuefangan，dandianganouheheguangouhejiejuefanganquebeiguangfanshiyong。zaizhongdidianyadeqingkuangxiajingchangshiyongguangouheqi
，erzaijiaogaodefanxiangdianya（> 1200 V）下使用變壓器和光纖。由於在光信號傳輸的情況下無法傳輸足夠的功率以用於控製電子設備和IGBT控kong製zhi
，因yin此ci幾ji乎hu總zong是shi使shi用yong變bian壓ya器qi解jie決jue方fang案an進jin行xing功gong率lv傳chuan輸shu。因yin此ci，變bian壓ya器qi被bei用yong於yu傳chuan輸shu控kong製zhi和he反fan饋kui信xin號hao，特te別bie是shi在zai中zhong高gao壓ya範fan圍wei內nei。從cong理li論lun上shang講jiang，該gai解jie決jue方fang案an即ji使shi在zai更geng高gao的de電dian壓ya下xia也ye適shi用yong，但dan是shi隨sui著zhe電dian壓ya的de升sheng高gao，變bian壓ya器qi的de空kong間jian要yao求qiu也ye隨sui之zhi提ti高gao，因yin此ci仍reng要yao考kao慮lv最zui小xiao的de電dian氣qi間jian隙xi和he爬pa電dian距ju離li。

 

因此，在較高的反向電壓（> 1200 V）下，光傳輸可以證明其優勢。如圖3所示，根據IEC 664-1：1992標(biao)準(zhun)，在(zai)較(jiao)高(gao)電(dian)壓(ya)下(xia)
，指(zhi)定(ding)的(de)最(zui)小(xiao)距(ju)離(li)為(wei)幾(ji)厘(li)米(mi)。這(zhe)樣(yang)的(de)距(ju)離(li)對(dui)於(yu)光(guang)纖(xian)耦(ou)合(he)來(lai)說(shuo)是(shi)非(fei)常(chang)短(duan)的(de)環(huan)節(jie)。然(ran)而(er)
，電(dian)感(gan)耦(ou)合(he)或(huo)什(shen)至(zhi)電(dian)容(rong)耦(ou)合(he)已(yi)經(jing)可(ke)以(yi)代(dai)表(biao)相(xiang)當(dang)大(da)的(de)支(zhi)出(chu)，並(bing)且(qie)在(zai)板(ban)上(shang)需(xu)要(yao)很(hen)大(da)的(de)空(kong)間(jian)。表(biao)1再次總結了每種解決方案的優缺點。

 

 

表格1。電隔離方法

 

 

光纖

 

在zai高gao壓ya係xi統tong中zhong
，通tong常chang使shi用yong光guang纖xian連lian接jie來lai傳chuan輸shu控kong製zhi信xin號hao以yi及ji狀zhuang態tai和he錯cuo誤wu信xin號hao。與yu所suo有you其qi他ta隔ge離li技ji術shu相xiang比bi
，明ming顯xian的de優you勢shi是shi理li論lun上shang可ke以yi在zai可ke實shi現xian的de距ju離li內nei實shi現xian無wu限xian隔ge離li。從cong技ji術shu上shang講jiang，通tong過guo使shi用yong波bo長chang為wei850nm或1310nm的多模光纖（MM）或單模光纖（SM）
，幾公裏的傳輸不會出現問題。但是更頻繁的是
，僅需要傳輸幾英尺甚至幾英寸
，並且在此已證明聚合物光纖（POF）和650nm波長的傳輸是最佳的。使用POF不僅提供了一種經濟高效的解決方案，而且與MM和SM光纖相比，使用POF更加容易處理和準備電纜。

 

使(shi)用(yong)光(guang)纖(xian)進(jin)行(xing)傳(chuan)輸(shu)的(de)另(ling)一(yi)個(ge)優(you)點(dian)是(shi)，光(guang)傳(chuan)輸(shu)路(lu)徑(jing)完(wan)全(quan)不(bu)受(shou)電(dian)磁(ci)輻(fu)射(she)的(de)影(ying)響(xiang)。因(yin)此(ci)，如(ru)工(gong)業(ye)環(huan)境(jing)中(zhong)常(chang)見(jian)的(de)那(na)樣(yang)，如(ru)果(guo)將(jiang)纖(xian)維(wei)放(fang)置(zhi)在(zai)強(qiang)電(dian)磁(ci)輻(fu)射(she)部(bu)件(jian)附(fu)近(jin)，則(ze)根(gen)本(ben)沒(mei)有(you)問(wen)題(ti)。

 

如(ru)果(guo)所(suo)需(xu)的(de)隔(ge)離(li)電(dian)壓(ya)僅(jin)為(wei)幾(ji)千(qian)伏(fu)，則(ze)也(ye)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)短(duan)連(lian)接(jie)作(zuo)為(wei)替(ti)代(dai)。這(zhe)些(xie)設(she)備(bei)具(ju)有(you)光(guang)纖(xian)連(lian)接(jie)的(de)優(you)點(dian)，但(dan)可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)安(an)裝(zhuang)在(zai)板(ban)上(shang)
，不(bu)需(xu)要(yao)任(ren)何(he)組(zu)裝(zhuang)。此(ci)處(chu)的(de)間(jian)隙(xi)是(shi)機(ji)械(xie)規(gui)定(ding)的(de)。這(zhe)種(zhong)短(duan)鏈(lian)路(lu)的(de)一(yi)個(ge)示(shi)例(li)是(shi)AVAGO Technology的HFBR-3810Z
，如圖4所示。