了解您的柵極驅(qū)動(dòng)器

觀看視頻系列，“了解您的柵極驅(qū)動(dòng)器”。 柵極驅(qū)動(dòng)器雖然經(jīng)常被忽視，但是它在電源和電機(jī)控制系統(tǒng)等系統(tǒng)中發(fā)揮著很重要的作用。我喜歡把柵極驅(qū)動(dòng)器比作肌肉!該視頻系列說明了柵極驅(qū)動(dòng)器的工作原理，并重點(diǎn)介紹了關(guān)鍵的柵極驅(qū)動(dòng)器參數(shù)。涉及的主題包括負(fù)電壓處理、延遲匹配、寬VDD和工作溫度范圍等。這篇博文將更全面地解釋這些主題。

負(fù)電壓

柵極驅(qū)動(dòng)器中的負(fù)電壓處理是指承受輸入和輸出端負(fù)電壓的能力。這些不必要的電壓可能是由于開關(guān)轉(zhuǎn)換、泄漏或布局不良引起的。柵極驅(qū)動(dòng)器的負(fù)電壓承受能力對(duì)于穩(wěn)健可靠的解決方案至關(guān)重要。

圖1顯示了TI柵極驅(qū)動(dòng)器如何處理大量的下沖和過沖產(chǎn)生的負(fù)電壓，防止集成電路受到損壞。

圖 1：負(fù)反向電壓處理

延遲匹配

延遲匹配是一項(xiàng)衡量標(biāo)準(zhǔn)用于表示通道之間的內(nèi)部傳播延遲的匹配準(zhǔn)確度。如果在兩個(gè)通道的輸入端同時(shí)施加一個(gè)信號(hào)，則兩個(gè)通道輸出的時(shí)間延遲是延遲匹配數(shù)值。延遲匹配數(shù)值越小，柵極驅(qū)動(dòng)器可以實(shí)現(xiàn)的性能越好。

延遲匹配有兩個(gè)主要好處：

·確保同時(shí)驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)MOSFET具有最小的導(dǎo)通延遲差。

·簡化了柵極驅(qū)動(dòng)器輸出的并聯(lián)，可有效倍增電流能力，同時(shí)簡化并聯(lián)電源開關(guān)的驅(qū)動(dòng)。

TI的UCC27524A具有非常精確的1ns(典型值)延遲匹配，可將驅(qū)動(dòng)電流從5A增加到10A。圖2顯示的 UCC27524A的A和B通道組合在一個(gè)驅(qū)動(dòng)器中。INA和INB輸入端連接在一起，OUTA和OUTB同樣如此。一個(gè)信號(hào)控制并聯(lián)組合。

圖 2：并聯(lián)輸出并可倍增驅(qū)動(dòng)電流的UCC27524A

精確延遲匹配的效果之一是提高功率密度。隔離電源、DC/DC模塊和太陽能逆變器的功率因數(shù)校正(PFC)和同步整流模塊等應(yīng)用都需要更高的功率密度，而對(duì)于相同的輸出功率，設(shè)計(jì)者的選擇通常僅限于相同或更小的尺寸。

寬VDD范圍

當(dāng)我提到“寬VDD范圍”時(shí)，我指的是連接到MOSFET的漏極的正電源電壓或連接到絕緣柵雙極晶體管(IGBT)集電極的正電源電壓。對(duì)于柵極驅(qū)動(dòng)器，VDD定義驅(qū)動(dòng)器輸出的范圍。

寬VDD范圍有三個(gè)好處：

·為您的系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供靈活性，可以使用具有不同工作電壓的同一驅(qū)動(dòng)器和不同類型的電源開關(guān)。

·在有噪聲的環(huán)境中或在使用低質(zhì)量的電源時(shí)非?？煽?，可有效防止系統(tǒng)被過沖或下沖損壞。

·具有寬VDD范圍的驅(qū)動(dòng)器可用于分離軌系統(tǒng)，例如驅(qū)動(dòng)具有正和負(fù)電源的IGBT。

總體而言，寬VDD范圍使您可以在極端條件下靈活地進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提供高可靠性。

工作溫度范圍

一個(gè)經(jīng)常被忽視的細(xì)節(jié)是柵極驅(qū)動(dòng)器的測試條件。通常會(huì)看到在室溫(25°C)下測試柵極驅(qū)動(dòng)器。在整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)列出了規(guī)格最小和最大值，并添加了統(tǒng)計(jì)保護(hù)帶。

不要忽視工作溫度范圍，因?yàn)楫?dāng)溫度保持在-40°C至125°C時(shí)，與在室溫下相比，最小和最大規(guī)格可能會(huì)發(fā)生顯著的變化。大多數(shù)TI柵極驅(qū)動(dòng)器器件的溫度范圍為-40°C至125°C或140°C。 這在極端溫度下提供了一致的性能和穩(wěn)定性。考慮數(shù)據(jù)表中的這些細(xì)節(jié)，可以更輕松地選擇正確的柵極驅(qū)動(dòng)器。

正如您所見，在選擇系統(tǒng)的柵極驅(qū)動(dòng)器時(shí)，需要考慮許多參數(shù)。請(qǐng)觀看我們的視頻系列，并在德州儀器在線技術(shù)支持社區(qū) 中提出任何問題。