《電子技術(shù)應(yīng)用》
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如何利用高電流柵極驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)更高的系統(tǒng)效率

2017-01-16
作者:Yvette

  當(dāng)今世界,,設(shè)計(jì)師們似乎永遠(yuǎn)不停地在追求更高效率,。我們希望以更低的功率輸入得到更高的功率輸出!更高的系統(tǒng)效率需要團(tuán)隊(duì)的努力,,這包括(但不限于)性能更高的柵極驅(qū)動(dòng)器,、控制器和新的寬禁帶技術(shù),。

  特別是高電流柵極驅(qū)動(dòng)器,,其能夠通過(guò)降低開關(guān)損耗幫助提升整體系統(tǒng)效率。當(dāng)FET開關(guān)打開或關(guān)閉時(shí),,就會(huì)出現(xiàn)開關(guān)損耗,。為了打開FET,柵極電容得到的電荷必須超過(guò)閾值電壓,。柵極驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電流有助于柵極電容的充電,。驅(qū)動(dòng)電流能力越高,電容的充放電速度就越快,。拉灌大量電荷的能力可以降低功率損耗和畸變,。(傳導(dǎo)損耗是另一種FET開關(guān)損耗,傳導(dǎo)損耗取決于內(nèi)部電阻或FET的RDS(on)值,,其中,,隨著電流通過(guò),F(xiàn)ET也會(huì)耗散功率,。)

  換言之,,目標(biāo)是減少系統(tǒng)內(nèi)需要高頻率功率轉(zhuǎn)化的開關(guān)過(guò)渡時(shí)間。突出該類性能的柵極驅(qū)動(dòng)器規(guī)格為上升和下降時(shí)間,。參見圖1,。

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  圖1:典型的上升和下降時(shí)間圖

  如果想更進(jìn)一步,,諸如延時(shí)匹配等柵極驅(qū)動(dòng)器特性,能有效地讓驅(qū)動(dòng)電流能力翻番,。延時(shí)匹配指兩個(gè)通道之間內(nèi)部傳播延遲的匹配,,可以通過(guò)雙通道柵極驅(qū)動(dòng)器的并聯(lián)輸出或?qū)蓚€(gè)通道捆綁在一起實(shí)現(xiàn)。例如,,TI的UCC27524A具有極其精確的1ns(典型)延遲匹配,,可以將驅(qū)動(dòng)電流從5A提升到10A。

  圖2所示為UCC27524A的A通道B通道結(jié)合在一個(gè)驅(qū)動(dòng)器中的范例,。INA和INB輸入以及OUTA及OUTB分別為串聯(lián)結(jié)構(gòu),。由一個(gè)信號(hào)控制該并聯(lián)組合。

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  圖2:串聯(lián)輸出UCC27524A以使雙驅(qū)動(dòng)電流能力翻番

  系統(tǒng)效率提升帶來(lái)的結(jié)果之一便是功率密度的提升,。在隔離電源的功率因數(shù)校正(PFC)及同步整流塊,、直流/直流模組及太陽(yáng)能逆變器等應(yīng)用中,設(shè)計(jì)師需受到以相同尺寸(或更小尺寸)實(shí)現(xiàn)相同輸出功率量的約束,,因此,,對(duì)更高功率密度的需求已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。

  TI的產(chǎn)品組合包括帶高電流,、快速升降時(shí)間和延時(shí)匹配的柵極驅(qū)動(dòng)器,。參見表1。

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  表1:高電流柵極驅(qū)動(dòng)器

  現(xiàn)在就開始設(shè)計(jì)您的高效率系統(tǒng)吧,!更多信息,,請(qǐng)參見www.ti.com/gate drivers。

  其他信息

  ·以下TI設(shè)計(jì)展示了高效率系統(tǒng)下的高電流柵極驅(qū)動(dòng)器:

  ·“高效率400W交流/直流電源參考設(shè)計(jì),?!?/p>

  ·“高效率410W交流/直流電源參考設(shè)計(jì)?!?/p>


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