如何保護電機驅動器和可再生能源系統中的IGBT

　　電源轉換

　　電源轉換電路經常應用于電機驅動器或可再生能源的電源轉換上，設計中包含可以將直流母線電壓轉換為交流電壓的逆變器，用來推動電機或連接到可再生能源系統的電網。　　

圖1：交流─直流─交流轉換器功能框圖。

　　[圖說]
　　Rectifier AC-DC = AC-DC整流器
　　HCPL-788J/ACPL-785J CURRENT SENSOR = HCPL-788J/ACPL-785J電流傳感器
　　ACPL-C78A VOLTAGE SENSOR = ACPL-C78J電壓傳感器
　　GATE DRIVE ACPL-322J = ACPL-322J柵極驅動器
　　Micro-Controller = 微控制器
　　Inverter DC-AC = DC-AC電源逆變器
　　HCPL-788J/ACPL-785J CURRENT SENSOR,3x = 3組HCPL-788J/ACPL-785J電流傳感器

　　電源轉換器的核心為以高頻率運行，并且可以承受高直流母線電壓，價格昂貴的功率器件，如IGBT，這些功率器件提供的效率和可靠性是系統發揮極大化性能的重要關鍵。

　　光電耦合器經常應用于這類系統中以提供控制電路和高直流母線電壓間的安全電氣隔離，這些器件通常也擁有高共模噪聲抑制(CMR, Common Mode Rejection)能力以避免IGBT在高噪環境下被錯誤驅動。

　　因為可以提供高輸出電流進行精密開關動作并達到高功率轉換效率，柵極驅動光電耦合器廣泛應用于IGBT的驅動上，高性能柵極驅動光電耦合器，如安華高科技公司(Avago Technologies)的ACPL-332J由于集成包括VCE 去飽合檢測、UVLO欠壓鎖定、IGBT軟關斷、隔離集電極開路錯誤反饋和有源米勒箝位等功能，因此提供了保護IGBT一個緊湊且高成本效益的解決方案。

　　隔離放大器搭配上分流電阻提供了甚至在高開關噪聲情況下的精確電流測量，除了電流感應外，這些器件內置的短路和過載檢測功能更可以帶來一個響應快速、高成本效益并且易于實現的故障檢測解決方案。

　　表1列出了可能造成IGBT或電源轉換器損壞的各種情況。　　

表1：各種需要錯誤保護的情況。