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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