隔離器是一種器件，可更大限度地減少兩個系統(tǒng)或電路之間的直流 (DC) 和不需要的瞬態(tài)電流，同時允許在兩者之間傳輸數(shù)據(jù)和動力傳動。在大多數(shù)應用中，除了使系統(tǒng)正常運行外，隔離器還充當抑制高電壓的屏障。例如，在圖 1 所示的電機驅動系統(tǒng)中，隔離式絕緣柵雙極晶體管 (IGBT) 柵極驅動器將低電壓信號從控制模塊電平轉換為以逆變器輸出為基準的 IGBT 柵極驅動控制。同時，它們還會在高壓（直流總線、逆變器輸出和輸入電源線）和控制模塊（可能具有人可觸及的連接器和接口）之間形成保護屏障。

在高電壓應用中，隔離柵發(fā)生故障可能會對操作人員造成潛在危害，或對敏感控制電路造成損壞，從而進一步導致系統(tǒng)故障。因此，在正常和故障條件下，了解導致隔離器失效的原因非常重要。您還需要了解每種情況下的故障性質，以檢查是否需要采取額外措施來防止發(fā)生電氣危險。

在本文中，我們將討論隔離器的兩種可能的失效模式。第一種情況是當隔離柵上的電壓超過隔離器的額定限值時。第二種情況是集成在隔離柵附近的隔離器中的電路或元件因高電壓和高電流組合而受損。這可能會導致隔離柵損壞。在我們的分析中，我們以 TI 的全新增強型隔離技術和傳統(tǒng)光耦合器為例。我們展示了雖然所有隔離器都在首次失效模式時發(fā)生“失效短路”，但 TI 隔離器會由于更高的隔離性能而降低失效的可能性。我們還通過分析和測試結果表明，TI 增強型隔離器會在第二種失效模式下“失效斷開”。

圖 1 交流電機驅動的簡化方框圖。