如何利用高電流柵極驅動器實現更高的係統效率
發布時間:2021-02-16 責任編輯:wenwei
【導讀】當今世界,設計師們似乎永遠不停地追求更高效率。我們希望以更低的功率輸入得到更高的功率輸出!更高的係統效率需要團隊的努力,這包括(但不限於)性能更高的柵極驅動器、控製器和新的寬禁帶技術。
特別是高電流柵極驅動器,其能夠通過降低開關損耗幫助提升整體係統效率。當FET開關打開或關閉時,就會出現開關損耗。為了打開FET,柵(zha)極(ji)電(dian)容(rong)得(de)到(dao)的(de)電(dian)荷(he)必(bi)須(xu)超(chao)過(guo)閾(yu)值(zhi)電(dian)壓(ya)。柵(zha)極(ji)驅(qu)動(dong)器(qi)的(de)驅(qu)動(dong)電(dian)流(liu)能(neng)夠(gou)有(you)助(zhu)於(yu)柵(zha)極(ji)電(dian)容(rong)的(de)充(chong)電(dian)。驅(qu)動(dong)電(dian)流(liu)能(neng)力(li)越(yue)高(gao),電(dian)容(rong)的(de)充(chong)放(fang)電(dian)速(su)度(du)就(jiu)越(yue)快(kuai)。拉(la)灌(guan)大(da)量(liang)電(dian)荷(he)的(de)能(neng)力(li)可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)功(gong)率(lv)損(sun)耗(hao)和(he)畸(ji)變(bian)。(傳導損耗是另一種FET開關損耗,傳導損耗取決於內部電阻或FET的RDS(on)值,其中,隨著電流通過,FET也會耗散功率。)
換言之,目標便是降低係統內需要高頻率功率轉化的開關過渡時間。突出該類性能的柵極驅動器規格為上升和下降時間。參見圖1。

圖1:典型的上升和下降時間圖
如ru果guo您nin想xiang更geng進jin一yi步bu,諸zhu如ru延yan時shi匹pi配pei等deng柵zha極ji驅qu動dong器qi特te性xing,能neng有you效xiao地di讓rang驅qu動dong電dian流liu能neng力li翻fan番fan。延yan時shi匹pi配pei指zhi兩liang個ge通tong道dao之zhi間jian內nei部bu傳chuan播bo延yan遲chi的de匹pi配pei,可ke以yi通tong過guo雙shuang通tong道dao柵zha極ji驅qu動dong器qi的de並bing聯lian輸shu出chu或huo將jiang兩liang個ge通tong道dao捆kun綁bang在zai一yi起qi實shi現xian。例li如ru,TI的UCC27524A具有極其精確的1ns(典型)延遲匹配,可以將驅動電流從5A提升到10A。
圖2所示為UCC27524A的A通道B通道結合在一個驅動器中的範例。INA和INB輸入以及OUTA及OUTB分別為串聯結構。由一個信號控製該並聯組合。

圖2:串聯輸出UCC27524A以使雙驅動電流能力翻番
係統效率提升帶來的結果之一便是功率密度的提升。在隔離電源的功率因數校正(PFC)及同步整流塊、直流/直流模組及太陽能逆變器等應用中,設計師需受到以相同尺寸(或更小尺寸)實現相同輸出功率量的約束,因此,對更高功率密度的需求已經成為一種趨勢。
TI的產品組合包括帶高電流、快速升降時間和延時匹配的柵極驅動器。參見表1。

表1:高電流柵極驅動器
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