絶縁型ゲート・ドライバ

アナログ・デバイセズの小型フォーム・ファクタ絶縁型ゲート・ドライバは、SiC(炭化ケイ素)および GaN(窒化ガリウム)などの電力スイッチ・テクノロジに求められる高速スイッチングとシステム・サイズ制約に合わせて設計されていますが、同時に IGBT(絶縁型ゲート・バイポーラ・トランジスタ)および MOSFET(金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ)設定向けのスイッチング特性も信頼性高く制御します。これらの絶縁型ゲート・ドライバは、CMOS とモノリシック・トランス技術を組み合わせたアナログ・デバイセズの実績ある iCoupler 絶縁技術を利用して、コモンモード過渡耐圧(CMTI)性能を犠牲にすることなく超低伝搬遅延を実現します。高パルス忠実度のアーキテクチャにより、モータ出力効率は新しい効率レベルを満たすことができ、タイミング性能の安定性が増しますので電圧歪みが減り、さらにはソーラー・インバータの調波および出力容量が低下します。
製品セレクション・テーブル

フォトカプラと高電圧ゲートドライバソリューションの限界を克服する

フォトカプラを用いたゲート・ドライバ・ソリューション、高電圧ゲート・ドライバとフォトカプラを組み合わせたソリューションでは、フォトカプラやガルバニック絶縁を持たない高電圧ゲート・ドライバを採用したことによるさまざまな制約がありました。それは、大きな伝搬遅延、立上がり/立下り時間の差が大きいといったフォトカプラの性能による制約や、フォトカプラ内部のLEDの寿命や動作温度などによる制約、高速スイッチングの精度と効率といったゲート・ドライバの性能による制約があります。またゲート・ドライバとフォトカプラ を組み合わせて実現する回路では、基板面積、コスト増大は避けられません。

アナログ・デバイセズのiCoupler®絶縁型ゲート・ドライバは、こうしたフォトカプラと高電圧ゲート・ドライバの制約を克服します。 iCouplerデジタル・アイソレータにはフォトカプラで使用するLEDがありません。すなわちLEDに存在する経年変化の問題もなく、消費電力を大幅に低減し、システムの信頼性を高めます。たとえばADuM3223/ADuM4223絶縁型ハーフブリッジ・ゲート・ドライバは、iCoupler®技術を使用して独立した絶縁型出力を提供することにより、モーター制御、スイッチング電源、工業用インバータで使用されるハイサイドとローサイドのIGBT/MOSFETデバイスのゲートを駆動します。高速CMOSとモノリシックのトランス技術を組み合わせることにより、フォトカプラやパルス・トランスよりも正確なタイミング、高い信頼性、優れた全体性能を実現します。

Explore more advantages of iCoupler-based digital isolation products.

既存ソリューションの制約 ...
フォトカプラ・ゲート・ドライバ・ソリューションの制約
 Optocoupler-Based_Driver_Solution_sm
  • 劣るタイミング性能
    • 全体効率に影響するデッドタイムが長い
    • 伝搬遅延が大きい ≥350ns
    • デバイス間変動が大きい ≥200ns
    • 立上がり時間と立下がり時間の差が大きい ≥100ns
  • LED の劣化
    • 寿命が高温動作で10年以下
    • 大部分の動作定格が85°C
 
 高電圧ゲート・ドライバ・ソリューションの制約
 High-Voltage_Driver_Solution_sm
 
  • グリッチが電源電圧を超えるとラッチアップ
    • ジャンクション・アイソレーション (ブレークダウンするとラッチアップの原因となる) に依存
    • ラッチアップに関連する貫通の最善の防止策は電流アイソレーション
ADIのソリューション ...
iCoupler 絶縁型ゲートドライバにより、フォトカプラと高電圧ゲート・ドライバの制約を克服
 

Isolated_gate_driver_diagram
 
  • 小型のシングル・パッケージ・ソリューション
  • AC/DCコンバータ、DC/DCコンバータ、インバータ、モーター・コントロールで、最高速のタイミングにより、スイッチング速度を高速化して電力密度と効率を向上させます
  • 標準CMOSにより低価格で高い信頼性を可能にします
  • バランスしたプッシュプル出力ステージによりゲート駆動を簡素
  • 出力間の真の電流アイソレーションにより、ハイサイドとローサイドを分離するため相互導通を最小化




  • Latch-Up When Glitches Go 
    Beyond the Supply Voltage
    • Rely on junction isolation which
      can breakdown and cause latch-up
    • Latch-up related shoot through
      best avoided with galvanic isolation 
  • Latch-Up When Glitches Go 
    Beyond the Supply Voltage
    • Rely on junction isolation which
      can breakdown and cause latch-up
    • Latch-up related shoot through
      best avoided with galvanic isolation 
  • Latch-Up When Glitches Go 
    Beyond the Supply Voltage
    • Rely on junction isolation which
      can breakdown and cause latch-up
    • Latch-up related shoot through
      best avoided with galvanic isolation