了解您的柵極驅(qū)動器

 觀看視頻系列，“了解您的柵極驅(qū)動器”。 柵極驅(qū)動器雖然經(jīng)常被忽視，但是它在電源和電機控制系統(tǒng)等系統(tǒng)中發(fā)揮著很重要的作用。我喜歡把柵極驅(qū)動器比作肌肉!該視頻系列說明了柵極驅(qū)動器的工作原理，并重點介紹了關(guān)鍵的柵極驅(qū)動器參數(shù)。涉及的主題包括負電壓處理、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。

負電壓

柵極驅(qū)動器中的負電壓處理是指承受輸入和輸出端負電壓的能力。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)動器的負電壓承受能力對于穩(wěn)健可靠的解決方案至關(guān)重要。

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

反向電壓(V)

圖 1：負反向電壓處理

延遲匹配

延遲匹配是一項衡量標準用于表示通道之間的內(nèi)部傳播延遲的匹配準確度。如果在兩個通道的輸入端同時施加一個信號，則兩個通道輸出的時間延遲是延遲匹配數(shù)值。延遲匹配數(shù)值越小，柵極驅(qū)動器可以實現(xiàn)的性能越好。

延遲匹配有兩個主要好處：

· 確保同時驅(qū)動的并聯(lián)MOSFET具有最小的導(dǎo)通延遲差。

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

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

圖 2：并聯(lián)輸出并可倍增驅(qū)動電流的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，而對于相同的輸出功率，設(shè)計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，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。對于柵極驅(qū)動器，VDD定義驅(qū)動器輸出的范圍。

寬VDD范圍有三個好處：

· 為您的系統(tǒng)設(shè)計提供靈活性，可以使用具有不同工作電壓的同一驅(qū)動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)量的電源時非常可靠，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)動器可用于分離軌系統(tǒng)，例如驅(qū)動具有正和負電源的IGBT。

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

工作溫度范圍

一個經(jīng)常被忽視的細節(jié)是柵極驅(qū)動器的測試條件。通常會看到在室溫(25°C)下測試柵極驅(qū)動器。在整個工作溫度范圍內(nèi)列出了規(guī)格最小和最大值，并添加了統(tǒng)計保護帶。

不要忽視工作溫度范圍，因為當(dāng)溫度保持在-40°C至125°C時，與在室溫下相比，最小和最大規(guī)格可能會發(fā)生顯著的變化。大多數(shù)TI柵極驅(qū)動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)表中的這些細節(jié)，可以更輕松地選擇正確的柵極驅(qū)動器。

正如您所見，在選擇系統(tǒng)的柵極驅(qū)動器時，需要考慮許多參數(shù)。請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。