【導讀】在電力系統設計中，提供電氣隔離通常是必要的。保持高低壓域電隔離，防止電流在它們之間流動，否則可能導致嚴重的安全問題。當然，隔離的域仍需要進行交互，讓數據在它們之間傳輸。
盡管隔離很普遍，但是有效地實現隔離仍然存在問題，尤其是當我們向更高的系統集成度發展。它的主要目的是安全，但它也可以通過最大化共模瞬變抗擾度(CMTI)來提高性能，這是在汽車行業中使用隔離的主要原因之一。另一個原因，尤其是在電動汽車中，是支持電壓域之間的電源轉換和電平轉換。
電源轉換系統通常使用功率MOSFET或IGBT。這些器件需要使用低壓信號由門極驅動器來開關。為保持不同的電壓域獨立但相互連接，需要隔離，這就是個典型的示例。隔離通常使用光耦合器來實現，這至少需要兩個分立器件。發射器是一個LED，接收器包括一個光電二極管。
盡管光耦合器可易于實現極高的5 kVrms或更高的隔離，但它們體積大且易老化。在沒有光的情況下實現跨越隔離柵的通信，同時仍保留所需的隔離水平，這是可能的。光耦合器在許多應用中可能是理想的選擇，但替代技術的趨勢越來越明顯，集成的隔離器件提供更多便利。一個示例是安森美半導體的NCD57001。它使用通過無芯變壓器的磁耦合在微型電感器之間創建數據路徑，從而提供5 kVrms的電氣隔離和至少100 kV / us的CMTI。
圖1：安森美半導體的先進的NCD57001門極驅動器IC
NCD57001的另一個顯著特點是它的輸出級，專為解決一個常見問題而開發。它具有一個內部緩沖級，為克服米勒平臺而設計。這是傳遞曲線區域，證明了許多門極驅動器的消亡。在此期間，寄生米勒電容生效，從而降低了開/關轉換速度。
為了補償米勒電容的遲滯效應，輸出緩沖器的作用是通過米勒平臺(Miller Plateau)來增加驅動電流。柵極端子上的米勒電容是開關損耗的主要原因。當門極電壓開始上升且驅動器輸出電壓與門極電壓之差減小時，提供大電流輸出驅動，IGBT或MOSFET可以更快地通過米勒平臺。這是利用輸出級的升壓效應來減少為寄生/米勒門極電容充電所需的時間來實現的。
NCD57001的無芯變壓器技術，在芯片級門極驅動器中提供了有效的隔離。這些全集成的隔離式門極驅動器具有真正的工程優勢，并且在需要以小尺寸實現高隔離度的應用中是光隔離驅動器的絕佳替代品。其為克服米勒平臺而設計的輸出升壓級還提高了開關效率。隨著越來越多的應用采用高直流電壓，對高效和安全隔離的需求也在增長。因此，創新方案如NCD57001可真正為您的下一個功率開關應用帶來積極的改變。
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