В области силовой электроники, таких как преобразователи частот, электронные системы управления транспортными средствами новой энергии и промышленное высокомощное энергооборудование, изолированные драйверы ворот являются важной частью, особенно в применении MOSFET или IGBT, которые могут обеспечить безопасное и эффективное управление воротами. Оптосоединители привода ворот являются ключевыми компонентами, которые интегрируют фотоэлектрическую изоляцию и функции усиления мощности, в основном используемые для подключения и изоляции схем управления низкого напряжения с высоковольтными схемами питания. Такие оптокоплееры подходят для привода мощности IGBT и MOSFET, а более высокое выходное напряжение может удовлетворять требованиям привода напряжения ворот устройств питания. Ее основные особенности и преимущества являются следующими:

Высокое изоляционное напряжение: возможно достичь изоляционного напряжения более 2500Vrms, соответствующего спецификациям безопасности систем высокого напряжения;

Сильная противовмешательная способность: метод оптической передачи не влияет на внешние электромагнитные поля (ЭМИ), обеспечивая целостность передачи сигнала в шумной среде;

Разнообразие упаковки: формат упаковки и вывод должны адаптироваться к различным требованиям приложения, таким как ограничения пространства на уровне доски, тепловые требования и взаимосвязь с другими компонентами;

Высокая надежность: конструкция без механических контактов делает его иметь более длительный срок службы, и он может работать стабильно в широком диапазоне температур - 40 ℃ ~ 125 ℃, подходящий для суровых сред, таких как промышленность.

Оптосоединитель привода ворот состоит из светодиода (светодиода) и фотодетектора, который интегрирует схему привода (обычно схему фотодиода + усилителя).

Его рабочий процесс на самом деле очень прост, как и набор «реле сигнала + усиление»:

Во-первых, сигнал управления низкого напряжения приводит вводный светодиод (светодиод) для преобразования электрического сигнала в оптический сигнал;

Оптический сигнал передается в приемный конец через изолирующую среду и принимается фотоэлектрическим устройством и преобразуется в соответствующий импульсный сигнал низкой мощности;

Наконец, сигнал тока усиливается мощностью внутренней интегрированной высокоскоростной схемой привода, формируя импульсный сигнал высокой мощности, а выходное напряжение и ток соответствуют требованиям ворот IGBT, непосредственно управляя включением и выключением IGBT.

Рисунок 1

Диаграмма потока принципа работы оптокоплера привода ворот

Основные функции и сценарии применения

Оптосоединители привода ворот являются ключевыми компонентами приводов серводвигателей и промышленных преобразователей частот, и их внутренние интегрированные функции ядра могут быть разбиты на две части:

Электрическая изоляция между входной и выходной сторонами достигается посредством передачи оптического сигнала, предотвращая воздействие высокого напряжения и тока на схему управления;

Усилить слабый сигнал управления, чтобы он имел достаточное напряжение и ток для управления IGBT, который может быстро заряжать и разряжать конденсатор ворот IGBT, обеспечивая, чтобы IGBT мог стабильно проводить и отрезать.

Типичные сценарии применения

Серводвигатель

Оптосоединитель отвечает за передачу сигнала привода в устройства питания, такие как IGBT/SiC MOSFET; быстрая передача сигнала обеспечивает высокоточный контроль скорости и позиционирования двигателя, изолируя электромагнитные помехи, защищая чип и уменьшая вибрацию двигателя и отклонение позиционирования.

Промышленный инвертор

Оптосоединитель отвечает за передачу сигнала PWM, управление проводимостью и переключением IGBT и других переключающих труб, для достижения регулирования напряжения и частоты; в то же время он изолирует сторону управления низкого напряжения от стороны питания высокого напряжения, предотвращает перекрестный разговор высокого напряжения и обеспечивает безопасность; и может адаптироваться к суровым условиям работы промышленных высоких и низких температур и сильной среды помех.