故障の可能性がある状況での光アイソレータの電気的安全性

Broadcomの光絶縁ゲートドライバは、ソーラーインバータ、モーター制御システムなどのアプリケーションでIGBTを駆動するために広く使用されています。光絶縁は、パワーIGBTと制御回路の間に絶縁を提供するための実証済みの信頼性の高い技術です。さらに、光学的絶縁により、制御信号に対するコモンモードノイズ（CMR）の影響が軽減され、IGBTの誤った開閉が防止されます。

操作性を確保し、絶縁バリアの完全性を維持するために、光絶縁時に公称値を超える電圧を回避する必要があります。ただし、IGBTの短絡により障害が発生した場合の対応は非常に困難です。この記事では、保護されていないIGBTの故障が、Broadcomの光学的に絶縁されたゲートドライバの絶縁バリアに及ぼす影響について説明します。

光学的絶縁およびアイソレータ構造

Broadcomコンポーネントの光絶縁は、他のテクノロジーの厚さを超える全体の厚さを備えた3層の絶縁バリアを備えた高レベルの絶縁を提供します。絶縁バリアの3つの層は、シリコン-ポリアミドフィルム-シリコン構造です（図1）。  

, , . , , : . , Broadcom, 300 / –200 °C + 400 °C.

, , ACPL-337J. (distance through solid insulation, DTI) 0,5 1414 (V_IORM = 1414 V_PEAK) IEC / EN / DIN EN 60747-5-5. 

IEC / EN / DIN EN60747-5-5

, . , , , , .

, 72 . , , .  

, . , IGBT, - , (IGBT DESAT) (Active Miller Clamp), , , ACPL-337J.

, , IGBT Broadcom.

IGBT

IGBT, :

1) ( ) IGBT

2) - (VCE)

3) - IGBT. 1.

1, ACPL-337J IGBT: (DESAT), (Soft shutdown) (Active Miller Clamp). IGBT , . 3 :

• IGBT DESAT

• DESAT

• IGBT

IGBT

IGBT 1200 /150 ACPL-337J. ACPL-337J 15- .

IGBT 5600 , 600 . DESAT ACPL-337J IGBT . ACPL-337J IGBT 2, .

, (I_E) 7 , (V_CE) - (V_GE) ( 3), . - ACPL-337J.

, ACPL-337J , IGBT ( 4), ( 5).

, ACPL-337J (1.88 (RMS)/) (6.2 (RMS)/) . ( 6).

, , .

IGBT DESAT

ACPL-337J IGBT , , , DESAT , ( ) ( 7).

ACPL-337J IGBT 1 . 10 20 2 , - (V_CE) IGBT. , ACPL-337J (1.88 (RMS)/) (6.2 (RMS)/).

- , , , ( 8).

IGBT

ACPL-337J IGBT. 15 , , IGBT 5600 600 ( 9).

IGBT 15 , 700 ( 10). , , .

, ACPL-337J (1.88 (RMS)/) (6.2 (RMS)/). , , ( 11).

Broadcom , IGBT ( DESAT, ).

, , , , . 2.  

2. IGBT

代替の絶縁技術（誘導および容量絶縁）を使用するコンポーネントは、絶縁バリアがはるかに低く（17ミクロン未満）、この記事で説明するIGBT障害モードの1つが発生した場合に適切なレベルの安全性を提供できません。

参考資料ACPL-337J4.0 Ampゲートドライブオプトカプラー、統合（VCE）不飽和化検出、アクティブミラークランプ、障害およびUVLOステータスフィードバック、Broadcom、AV02-4390EN。