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Sécurité électrique des isolateurs optiques en cas de pannes possibles

Les pilotes de grille d'isolation optique de Broadcom sont largement utilisés pour piloter les IGBT dans des applications telles que les onduleurs solaires, les systèmes de contrôle de moteur, etc. L'isolation optique est une technologie éprouvée et fiable pour assurer l'isolation entre l'IGBT de puissance et les circuits de commande. De plus, l'isolation optique réduit l'influence du bruit de mode commun (CMR) sur le signal de commande et empêche l'ouverture / la fermeture erronée de l'IGBT.

Pour garantir l'opérabilité et maintenir l'intégrité de la barrière d'isolation, une tension supérieure à la valeur nominale doit être évitée au niveau de l'isolation optique. Cependant, il est assez difficile de s'arranger lorsqu'un défaut survient en raison d'un court-circuit de l'IGBT. Cet article décrit l'effet d'éventuelles pannes IGBT non protégées sur la barrière d'isolation des pilotes de porte optiquement isolés de Broadcom.

Isolation optique et structure d'isolateur

L'isolation optique dans les composants Broadcom fournit un haut niveau d'isolation avec une barrière d'isolation à trois couches avec une épaisseur globale supérieure à celle des autres technologies. Les trois couches de la barrière isolante sont une structure film silicium-polyimide-silicium (figure 1).  

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

, , ACPL-337J. (distance through solid insulation, DTI) 0,5 1414 (VIORM = 1414 VPEAK) 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.

Tableau 1. Modes de défaillance et méthodes de test IGBT
1. IGBT

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, .

2. IGBT
2. IGBT

, (IE) 7 , (VCE) - (VGE) ( 3), . - ACPL-337J.

3. IGBT
3. IGBT

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

4. IGBT
4. IGBT

5. ACPL-337J
5. ACPL-337J

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

6. ACPL-337J
6. ACPL-337J

, , .

IGBT DESAT

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

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

7. IGBT
7. IGBT

- , , , ( 8).

8. ACPL-337J
8. ACPL-337J

IGBT

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

9. IGBT
9. IGBT

IGBT 15 , 700 ( 10). , , .

10.
10.

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

Figure 11. Film polyimide ACPL-337J après un test de courant continu élevé
11. ACPL-337J

Broadcom , IGBT ( DESAT, ).

, , , , . 2.  

2. IGBT

Tableau 2. Résultats des tests relatifs à l'influence de la défaillance de l'IGBT sur l'isolation optique du pilote de grille connecté
2. IGBT

Les composants qui utilisent des technologies d'isolation alternatives (isolement inductif et capacitif) ont une barrière d'isolation beaucoup plus faible (moins de 17 microns) et ne seront pas en mesure de fournir un niveau de sécurité adéquat en cas de l'un des modes de défaillance IGBT décrits dans cet article.

Références ACPL-337J Optocoupleur de commande de porte de 4,0 A avec détection de désaturation intégrée (VCE), serrage Miller actif, retour de défaut et d'état UVLO, Broadcom, AV02-4390EN.





 



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