表1： 光耦合器和磁隔離器的典型延遲特性

如表1所示，磁隔離在最大延遲和延遲可重復性(偏差)方面優(yōu)勢明顯。這樣，電機控制設計人員對設計將更有信心，無需增加時序裕量以滿足柵極驅動器特性。對于電機控制系統(tǒng)的性能和安全，這都有著非常重要的意義。

對電機控制系統(tǒng)的系統(tǒng)影響

圖3顯示了交流電機控制應用中采用的典型三相逆變器。該逆變器由直流母線供電，直流電源通常是通過二極管橋式整流器和容性/感性-容性濾波器直接從交流電源產(chǎn)生。在大部分工業(yè)應用中，直流母線電壓在300 V至1000 V范圍內(nèi)。采用脈寬調制(PWM)方案，以5 kHz至10 kHz的典型頻率切換功率晶體管T1至T6，從而在電機端子上產(chǎn)生可變電壓、可變頻率的三相正弦交流電壓。

圖3. 電機控制應用中的三相逆變器

PWM信號(如PWMaH和PWMaL)在電機控制器(一般用處理器和/或FPGA實現(xiàn))中產(chǎn)生。這些信號一般是低壓信號，與處理器共地。為了正確開啟和關閉功率晶體管，邏輯電平信號的電壓電平和電流驅動能力必須被放大， 另外還必須進行電平轉換，從而以相關功率晶體管發(fā)射極為接地基準。根據(jù)處理器在系統(tǒng)中的位置，這些信號可能還需要安全絕緣。

柵極驅動器(如圖3中的GDRVaL和GDRVaH)執(zhí)行這種功能。每個柵極驅動器IC都需要一個以處理器地為基準的原邊電源電壓和一個以晶體管發(fā)射極為基準的副邊電源。副邊電源的電壓電平必須能夠開啟功率晶體管(通常為15 V)，并有足夠的電流驅動能力來給晶體管柵極充電和放電。

逆變器死區(qū)時間

功率晶體管有一個有限的開關時間，因此，上橋和下橋晶體管之間的脈寬調制波形中必須插入一個死區(qū)時間，如圖4所示。這是為了防止兩個晶體管意外同時接通，引起高壓直流母線短路，進而造成系統(tǒng)故障和/或損壞風險。死區(qū)時間的長度由兩個因素決定：晶體管開關時間和柵極驅動器傳輸延遲失配(包括失配的任何漂移)。換言之，死區(qū)時間必須考慮PWM信號從處理器到上橋和下橋柵極驅動器之間的晶體管柵極的任何傳輸時間差異。