电容隔离如何解决卧龙交流电机驱动中的关键挑战

2020年11月18日11:42:44

2020年11月18日11:42:48信号和电源隔离有助于确保交流电机驱动系统的稳定运行，并保护操作人员免受高压危险。

但并非所有隔离技术都能满足所有需求，尤其是在器件寿命和温度性能方面。

为解决交流（AC）电机设计挑战，本白皮书对比了德州仪器（TI）的基于电容的隔离技术和传统的隔离技术，包括隔离栅极驱动器在功率级、隔离电压、电流反馈或控制模块中隔离式数字输入。

什么是交流电机驱动系统？

交流电机驱动是一种使用交流电输入的感应电动机，如图1所示，它可以驱动大型工业负载，例如加热、通风、商业楼宇的空调、泵和压缩机的运行。交流电机也能驱动需要调节速度的工厂自动化和工业器件负载，例如传送带或隧道掘进、采矿和造纸设备。

工厂中带有交流电机驱动的感应电机

交流电机驱动采用交流能量，将其整流为直流母线电压，实现复杂的控制算法，然后基于负载需求通过复杂的控制算法将直流电转换回交流电。

交流电机驱动中的隔离

诸如交流电机驱动之类的电机驱动系统包含高电压和高功率等级；因此，必须采取措施保护操作人员和整个系统的关键组件。

此外，也需要保护关键系统组件（例如控制器和通信外围器件）免受电机驱动中的大功率和高压电路的影响。根据国际电工委员会61800－5－1安全标准的定义，可通过半导体集成电路（IC）在组件级进行隔离来实现电路之间的绝缘。

隔离ICs可在高压和低压单元之间传输数据和功率，同时可防止任何危险的直流电或不受控制的瞬态电流。通常来讲，隔离器通过隔离栅在电路内提供所需的绝缘等级。隔离栅将高压与人可接触的零件分开。

在交流电机驱动中实现隔离

设计人员在交流电机驱动中实现隔离隔栅时有多种选择，但过去40年来，在系统中实现电流隔离的***常用器件一直