对马达驱动、不断电系统、交换式电源、高强度灯管整流器以及感应加热等电压转换应用，绝缘闸双极晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor；IGBT）的闸极必须以稳定的开关切换驱动电压推动，同时需要相对较高的电流等级，以便能够在导通与关断状态间快速切换，这个高电流主要用来进行闸源极以与门汲极电容的快速充放电。

闸极驱动电路必须由控制电路的3.3V或5.0V逻辑输出产生能够让IGBT导通或关断的电流，同时还要将低电压电路与高电压切换瞬间变换与噪声隔离，因此市场上就出现了特别针对控制信号介接设计，并提供符合IGBT闸极电容与功率要求输出的专用型闸极驱动光耦合器产品，在适当设计的应用电路中采用这些产品将可以确保在安全的功率消耗限制条件下动作以达到可靠的运作。闸极驱动光耦合器具备有：

CMR共模拒斥是将输出维持在正确逻辑状态下可以承受的最高共模电压（VCM）变化速度，CMR失效将会造成输出出现正向或负向脉冲噪声，这个关键规格可以确保在高直流电压快速切换时可靠的驱动信息传递。

闸极驱动光耦合器目前已经可以提供5A尖峰输出电流的产品，当具有更高输出电流产品推出时，拥有更大电压变换范围的设计可以透过节省额外电流放大电路的需求而大幅简化。具备0.6A尖峰电流输出的闸极驱动光耦合器能够直接驱动大约1200V/25A的IGBT，2.5A尖峰电流输出的组件则可以驱动规格达1200V/100A的IGBT，而具备5A尖峰电流输出，例如安华高科技（Avago）的ACNW3190则可以推动规格达1200V/200A或600V/300A的IGBT，此外，更高的5A尖峰输出电流更可以让设计工程师以更快的速度来进行较小功率等级IGBT的切换，因为闸极电容能够以更快的速度充电。

这些光耦合器可以提供200ns左右甚至更快的切换时间（tPLH/tPHL），最大低位准输出电压为0.5V，依特定IGBT而定，可以节省提供负向闸极输出电压以确保切换运作时足够关断能力的需求，图一显示了典型的单电源应用电路。

闸极电阻（Rg）的大小不管是由驱动电路或是IGBT的角度来看都相当重要，闸极电阻必须能够限制闸极电流，使得它在提供或吸入最高可能驱动电流时位于光耦合器允许的最大功率消耗范围内。对IGBT来说，闸极电阻则会影响导通与关断时间内的电压变化（dVCE/dt）与电流变化（diC/dt），当用户选择特定IGBT时，相当重要的是要选择适合的闸极驱动光耦合器，因为这个驱动电路的电流与功率规格就决定了IGBT能够被导通与关断的速度。

在面对部分具有高反向转换电容，也就是米勒电容的较高功率IGBT组件时，可能就必须采用双电源电路，请参考图二。

其他输出在0.4A到5A范围的专用型闸极驱动光耦合器规格包括：

提供的绝缘电压、尖峰电压以及相关的安全规格与认证会依版本、包装与选项而有所不同，例如5A输出的ACNW-3190以400-mil 8-pin双排直插式包装供货，并提供弯角型（gull-wing）引脚选择，拥有IEC/EN/DIN EN60747-5-2下VIORM＝1414Vpeak的最高绝缘电压，同时也符合UL1577零件认可计划要求，可以承受高达VISO＝5000VRMS电压达一分钟，这个包装提供了9.6mm的最小外部电气间隙、10.0mm的最低外部爬电距离以及1.0mm的最小内部电气间隙。

这些闸极驱动光耦合器并包含有电压过低锁住（Under Voltage LockOut；UVLO）功能，主要设计用来保护在IGBT发生错误的状况下，造成闸极驱动光耦合器电源电压（相当于完全充电IGBT闸极电压）下滑到让IGBT保持在低导通电阻状态的位准以下，当输出为高电位状态且电源电压下滑到VUVLO临界值以下时（以ACNW3190为例，临界值为9.5

< VUVLO- < 12.0），光耦合器输出将会在约0.6μs的标准VUVLO关断延迟后进入低电位状态，当输出为低电位状态同时电源电压上升超过VUVLO+临界值时（11.0< VUVLO+ < 13.5），光耦合器的输出则会在约0.8μs的VUVLO导通延迟后进入高电位状态（假设LED为导通）。

---本文由Avago安华高科技提供---

《图一 推动IGBT闸极驱动光耦合器的典型单电源应用电路，快速切换与0.5V最高VOL的组合通常可以节省提供用来确保关断速度够快的负向闸极电压需求。》

《图二 推动IGBT闸极驱动光耦合器的典型双电源应用电路，可能需要负向闸极驱动电压以确保具有高米勒电容的较高功率IGBT能够在切换运作时保持在关断状态。》