隔離驅(qū)動(dòng)詳解,和非隔離驅(qū)動(dòng)的區(qū)別-KIA MOS管

隔離驅(qū)動(dòng)（isolated power）是指在輸入端和負(fù)載端之間通過(guò)隔離變壓器進(jìn)行電氣隔離，使輸出端無(wú)法直接接觸高壓。因此觸摸負(fù)載就沒(méi)有觸電的危險(xiǎn)，隔離驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是安全。

隔離驅(qū)動(dòng)可以避免信號(hào)反饋對(duì)控制系統(tǒng)的影響，提高了系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性。

開(kāi)關(guān)電源使用隔離驅(qū)動(dòng)

在電源與充電樁等高功率應(yīng)用中，通常需要專用驅(qū)動(dòng)器來(lái)驅(qū)動(dòng)最后一級(jí)的功率晶體管。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)微控制器輸出并沒(méi)有針對(duì)功率晶體管的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行優(yōu)化，如足夠的驅(qū)動(dòng)電流和驅(qū)動(dòng)保護(hù)功能等，而且直接用微控制器來(lái)驅(qū)動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致功耗過(guò)大等弊端。

首先，在功率晶體管開(kāi)關(guān)過(guò)程中，柵極電容充放電會(huì)在輸出端產(chǎn)生較高的電壓與電流，高電壓與高電流同時(shí)存在時(shí)，會(huì)造成相當(dāng)大的開(kāi)關(guān)損耗，降低電源效率。

因此，在控制器和晶體管之間引入驅(qū)動(dòng)器，可以有效放大控制器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而更快地對(duì)功率管柵極電容進(jìn)行充放電，來(lái)縮短功率管在柵極的上電時(shí)間，降低晶體管損耗，提高開(kāi)關(guān)效率。

其次，更大的電流可以提高開(kāi)關(guān)頻率，開(kāi)關(guān)頻率提高以后，可以使用更小的磁性器件，以降低成本，減小產(chǎn)品體積。

給功率管增加驅(qū)動(dòng)的方式有兩種，一種是非隔離驅(qū)動(dòng)，一種是隔離驅(qū)動(dòng)。

傳統(tǒng)電路里面經(jīng)常見(jiàn)到非隔離驅(qū)動(dòng)，在高壓應(yīng)用中一般采用半橋非隔離驅(qū)動(dòng)，該驅(qū)動(dòng)有高低兩個(gè)通道，低側(cè)是一個(gè)簡(jiǎn)單的緩沖器，通常與控制輸入有相同的接地點(diǎn)；高側(cè)則除了緩沖器，還包含高電壓電平轉(zhuǎn)換器。

非隔離驅(qū)動(dòng)有很多局限性。首先，非隔離驅(qū)動(dòng)模塊整體都在同一硅片上，因此耐壓無(wú)法超出硅工藝極限，大多數(shù)非隔離驅(qū)動(dòng)器的工作電壓都不超過(guò)700伏。

其次，當(dāng)高側(cè)功率管關(guān)閉而低側(cè)功率管打開(kāi)時(shí)，由于寄生電感效應(yīng)，兩管之間的電壓可能會(huì)出現(xiàn)負(fù)壓，而非隔離驅(qū)動(dòng)耐負(fù)壓能力較弱，所以如果采用非隔離驅(qū)動(dòng)，應(yīng)特別注意兩管間電路設(shè)計(jì)。

第三，非隔離驅(qū)動(dòng)中需要用到高電壓電平轉(zhuǎn)換器，高電平轉(zhuǎn)換到低電平時(shí)會(huì)帶來(lái)噪聲，為了濾除這些噪聲，電平轉(zhuǎn)換器中通常加入濾波器，這會(huì)增加傳播延遲，而低側(cè)驅(qū)動(dòng)器就需要額外增加傳輸延遲，以匹配高側(cè)驅(qū)動(dòng)器，這就既增加了成本，又使得延遲很長(zhǎng)。

第四，非隔離驅(qū)動(dòng)與控制芯片共地，不夠靈活，無(wú)法滿足現(xiàn)在許多復(fù)雜的拓?fù)潆娐芬螅缭谌郟FC三電平拓?fù)渲校蠖鄠€(gè)輸出能夠轉(zhuǎn)換至控制公共端電平以上或以下，所以這種場(chǎng)景無(wú)法使用非隔離驅(qū)動(dòng)。

相比非隔離驅(qū)動(dòng)，隔離驅(qū)動(dòng)就有很多優(yōu)勢(shì)，這里以數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)來(lái)做說(shuō)明。

在數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部，有兩塊或更多的硅片，硅片之間通過(guò)絕緣材料隔離，而控制信號(hào)通過(guò)電容型或電磁型方式穿過(guò)隔離層來(lái)傳遞，從而讓輸入與輸出處于不同硅片上，這種隔離方式能繞過(guò)硅工藝極限，可以滿足高耐壓需求，隔離驅(qū)動(dòng)可以承受10kV以上的浪涌電壓。

此外，兩個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)之間，也有絕緣材料建構(gòu)的隔離帶，所以與非隔離驅(qū)動(dòng)要求與控制信號(hào)共地不同，隔離輸出接地點(diǎn)選擇更靈活，可以匹配不同電路拓?fù)湫枰?/span>

隔離驅(qū)動(dòng)與非隔離驅(qū)動(dòng)的區(qū)別

隔離驅(qū)動(dòng)與非隔離驅(qū)動(dòng)的區(qū)別在于是否隔離了電源與信號(hào)，隔離驅(qū)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)與電源之間的隔離，提高了系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

隔離驅(qū)動(dòng)和非隔離驅(qū)動(dòng)都是指計(jì)算機(jī)硬件中的一種設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。隔離驅(qū)動(dòng)的輸入和輸出之間有一個(gè)隔離層，這個(gè)隔離層可以防止電氣噪聲、電壓干擾等問(wèn)題，保護(hù)計(jì)算機(jī)主板和其他設(shè)備。

而非隔離驅(qū)動(dòng)的輸入和輸出是直接連接的，可能存在電氣噪聲和電壓干擾等問(wèn)題，可能會(huì)影響計(jì)算機(jī)的穩(wěn)定性和安全性。在一些高要求的應(yīng)用場(chǎng)合，如醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)自動(dòng)化等，隔離驅(qū)動(dòng)通常會(huì)被優(yōu)先考慮使用。

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