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Silicon Labs数字隔离解决方案提升电机控制的长期可靠性

关键词:光电耦合驱动器,电机控制,隔离式栅极驱动器

来源:互联网    2015-09-25

Silicon Labs数字隔离解决方案提升电机控制的长期可靠性2013-05-09

高性能模拟与混合信号IC领导厂商Silicon Labs (芯科实验室有限公司, NASDAQ: SLAB)日前宣布推出业界首款基于CMOS工艺的数字解决方案,可直接替换光电耦合隔离式栅极驱动器(简称光电耦合驱动器)。新型Si826x隔离式栅极驱动器支持高达5kV隔离等级和10kV浪涌保护,其理想的配置和封装特别适合替换光电耦合驱动器,广泛应用于高功率电机控制、工业驱动器、太阳能电源和EV/HEV逆变器、开关模式和不间断电源等。

在电机控制和其他工业电力系统中,需要有长期可靠性、延长的保修期,并且安全运行长达20年,易出故障的光电耦合驱动器往往成为薄弱环节。光电耦合驱动器由于基于LED技术,信号输出容易受到输入电流、温度和老化的影响,而Si826x隔离式栅极驱动器可以消除以上影响。特别是输入开关电流的变化减小,开发人员无需担心老化的影响,由此可简化系统设计。由于具有更高的器件可靠性和更长的生命周期,将帮助系统供应商支持长期质保,并降低产品维修和更换等成本。

基于Silicon Labs经过验证的数字隔离技术,Si826x系列产品与普遍使用的光电耦合驱动器引脚和封装兼容,成为后者的功能升级解决方案。Si826x隔离式栅极驱动器采用调制的高频载波,代替LED光模拟光电耦合驱动器。其简化的数字架构能提供可靠的隔离数据路径,因而无需在启动时做特殊考虑或初始化。虽然Si826x输入电路模拟LED特性,但是由于驱动电流较小,可获得更高的效率。Si826x器件的传播延迟与输入驱动电流无关,因而连续的传播延时短(25ns)、单元间变化小,并且输入电路设计更加灵活。

Si826x隔离式栅极驱动器的传播延迟和斜率与光电耦合驱动器相比低10倍,可提升反馈环路的响应时间,增强系统效率。Si826x器件还具备超强的抗干扰能力,在诸如工业电机控制等恶劣嘈杂环境中,能提供可靠的长时间无毛刺性能。与光电耦合驱动器不同,隔离式栅极驱动器在全温度和时间范围内性能稳定,不会产生漂移。由于以上优势,Si826x系列产品比光电耦合驱动器具有更长的服务寿命和显著的高可靠性。

在电机控制和电源逆变器应用中,Si826x栅极驱动器非常适用于驱动功率MOSFET和绝缘栅双极晶体管(IGBT)。Si826x器件支持高达30V的栅极驱动电压,峰值输出电流范围0.6-4.0A,可为MOSFET和IGBT应用提供最佳的驱动强度,确保外部开关晶体管的快速开关效率达到最佳状态。

Silicon Labs副总裁暨接入、电源和传感器产品线总经理Mark Thompson表示:“Si826x隔离式栅极驱动器提供封装兼容的解决方案,可直接替换过时的光电耦合驱动器,使工业电机驱动中的隔离技术迈进一大步。Si826x系列产品为开发人员提供更多的封装和输出选择,极大提高设计灵活度。”

价格和供货

Si826x隔离式栅极驱动器现已量产,并可提供样品。其支持4种封装:SOIC-8(3.75kV隔离等级)、GW DIP-8(3.75kV隔离等级)、SO-6(5kV隔离等级)和LGA-8(5kV隔离等级)。以上封装类型与普遍使用的光电耦合驱动器封装引脚兼容,因此无需改变现有设计或者PCB布线,即可轻松替换成隔离式栅极驱动器。Si826x系列产品也支持多种输出电流:Si8261Ax具有0.6A输出电流驱动能力;Si8261Bx具备高达4A输出驱动能力。Si8261xAx的欠压锁定(UVLO)输出为5V,Si8261xBx的UVLO输出为8V,Si8261xCx的UVLO输出为12V。

在一万颗采购量,Si826x系列产品单价为0.71美元起。为了帮助开发人员评估Si826x系列产品的性能,Silicon Labs还提供Si826xDIP8-KIT评估套件,价格为29美元。该评估板非常灵活,既可连接到实验设备,也可以连接到客户现有的电路板,以评估详细的特性参数。

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