电子发烧友网报道(文/李宁远)在高功率应用中,通常需要专用驱动器来驱动功率晶体管,不使用专用驱动器一般都会导致电路功耗过高。大多数功率MOSFET和IGBT由栅极驱动器IC驱动,尤其是IGBT,几乎所有功率级别的IGBT都需要栅极驱动器。给功率管增加驱动的方式分为非隔离驱动和隔离驱动。一般来说,在驱动的大小上隔离驱动会比非隔离驱动大得多。
因为非隔离驱动模块整体都在同一硅片上,耐压极限会很有限,大多数非隔离驱动器的工作电压都不超过700伏。而隔离驱动能绕过硅工艺极限,满足高耐压需求,承受10kV以上的浪涌电压。所以隔离栅极驱动成为了高功率应用中的首选。一般来说普通的功能隔离和基本隔离会提供基本的单级电气隔离和放触保护,而增强型隔离会大幅提高工作电压,拓宽电气间隙。
UCC21530隔离栅极驱动
UCC21530是TI双通道隔离栅极驱动中很有代表性的一个系列,在实现高效率和高功率密度上被普遍认为是很不错的选择。
![](https://file.elecfans.com/web2/M00/1B/09/poYBAGGB6E-ABcs7AASh2KPBSAM124.png)
(UCC21530,TI)
UCC21530在开关参数上有很明显的优势,19ns典型传播延迟,10ns最小脉冲宽度,5ns最大延迟匹配度,5ns最大脉宽失真度。这样的延迟,还没有别家能做到,妥妥的世界顶尖水平。
在隔离上,UCC21530在输入侧通过一个5.7kVRMS增强型隔离层与两个输出驱动器隔离。对于任何隔离器件,共模瞬态抗扰度都是衡量其隔离性能的重要指标之一。UCC21530的共模瞬态抗扰度最小值都在100V/ns水平上,这种级别的隔离性能在任何隔离器件中都是绝对的标杆。
在隔离器件普遍拥有更久的使用寿命外,UCC21530浪涌抗扰度高达 12.8kVPK,两个次级侧驱动器之间的内部功能隔离支持高达1850V的工作电压。同时该在工作时会抑制短于5ns的输入脉冲和噪声瞬态。从性能上看该系列将隔离栅极驱动的优势显露无遗。
ADUM4221隔离栅极驱动
ADI的ADUM4221采用了旗下独有的iCoupler隔离技术,结合高速CMOS和单片变压器技术,在不牺牲共模瞬变抗扰度性能的情况下,实现超低传播延迟。
![](https://file.elecfans.com/web2/M00/1B/09/poYBAGGB6FmANLjFAATcm3zcggM781.png)
(ADUM4221,ADI)
ADUM4221为了做到44ns的最大传播延迟,并没有牺牲高达150 kV/µs的高共模瞬变抗扰度。得益于iCoupler隔离技术,ADUM4221独立且隔离的高端和低端输出兼备脉冲变压器和栅极驱动器特点。
与UCC21530同样有着5.7kVRMS增强型隔离层,ADUM4221额外内置了重叠保护,并允许调整死区时间。死区时间引脚和GND1引脚之间的单电阻设置了高侧和低侧输出的次级侧死区时间。
ADUM4221多种有效的内部保护功能是其在iCoupler隔离技术之外的优势,用绝对可靠的控制来配置IGBT与MOSFET,实现栅极驱动简单的压摆率控制。
STGAP隔离栅极驱动
ST的STGAP隔离栅极系列并没有像上述两个系列采用增强型隔离,只是采用了相对简单的电流隔离。在此类普通隔离的栅极驱动中,STGAP系列表现出的性能还是足够优秀的。
![](https://file.elecfans.com/web2/M00/1B/11/pYYBAGGB6GKAMuA2AAMflQYlnrc243.png)
(STGAP2D,ST)
从STGAP2D这款相对简单的电流隔离双通道栅极驱动器来说,它是将栅极驱动通道与低压控制和接口电路部分进行了隔离,STGAP2D的特点是4 A电流能力和轨对轨输出,这也让该设备也适用于高功率应用。
STGAP2D系统的整体输入输出传播延迟在80 ns左右,在普通隔离类型的栅极驱动中属于较低的传播延迟。100 V /ns共模瞬变抗扰度绝对是一流的。除此之外,该器件还集成了专用的SD,制动pin,UVLO和热关机,围绕器件安全尽可能提高系统可靠。
小结
越来越多的家用电器,电动汽车已经应用上了专用的功率半导体器件,这些功率器件也逐渐青睐选择隔离驱动以增强性能。同时这些主流的隔离栅极驱动都有着相当高的集成度,在成本和功耗上也十分符合现在功率器件应用的发展趋势。
因为非隔离驱动模块整体都在同一硅片上,耐压极限会很有限,大多数非隔离驱动器的工作电压都不超过700伏。而隔离驱动能绕过硅工艺极限,满足高耐压需求,承受10kV以上的浪涌电压。所以隔离栅极驱动成为了高功率应用中的首选。一般来说普通的功能隔离和基本隔离会提供基本的单级电气隔离和放触保护,而增强型隔离会大幅提高工作电压,拓宽电气间隙。
UCC21530隔离栅极驱动
UCC21530是TI双通道隔离栅极驱动中很有代表性的一个系列,在实现高效率和高功率密度上被普遍认为是很不错的选择。
![](https://file.elecfans.com/web2/M00/1B/09/poYBAGGB6E-ABcs7AASh2KPBSAM124.png)
(UCC21530,TI)
UCC21530在开关参数上有很明显的优势,19ns典型传播延迟,10ns最小脉冲宽度,5ns最大延迟匹配度,5ns最大脉宽失真度。这样的延迟,还没有别家能做到,妥妥的世界顶尖水平。
在隔离上,UCC21530在输入侧通过一个5.7kVRMS增强型隔离层与两个输出驱动器隔离。对于任何隔离器件,共模瞬态抗扰度都是衡量其隔离性能的重要指标之一。UCC21530的共模瞬态抗扰度最小值都在100V/ns水平上,这种级别的隔离性能在任何隔离器件中都是绝对的标杆。
在隔离器件普遍拥有更久的使用寿命外,UCC21530浪涌抗扰度高达 12.8kVPK,两个次级侧驱动器之间的内部功能隔离支持高达1850V的工作电压。同时该在工作时会抑制短于5ns的输入脉冲和噪声瞬态。从性能上看该系列将隔离栅极驱动的优势显露无遗。
ADUM4221隔离栅极驱动
ADI的ADUM4221采用了旗下独有的iCoupler隔离技术,结合高速CMOS和单片变压器技术,在不牺牲共模瞬变抗扰度性能的情况下,实现超低传播延迟。
![](https://file.elecfans.com/web2/M00/1B/09/poYBAGGB6FmANLjFAATcm3zcggM781.png)
(ADUM4221,ADI)
ADUM4221为了做到44ns的最大传播延迟,并没有牺牲高达150 kV/µs的高共模瞬变抗扰度。得益于iCoupler隔离技术,ADUM4221独立且隔离的高端和低端输出兼备脉冲变压器和栅极驱动器特点。
与UCC21530同样有着5.7kVRMS增强型隔离层,ADUM4221额外内置了重叠保护,并允许调整死区时间。死区时间引脚和GND1引脚之间的单电阻设置了高侧和低侧输出的次级侧死区时间。
ADUM4221多种有效的内部保护功能是其在iCoupler隔离技术之外的优势,用绝对可靠的控制来配置IGBT与MOSFET,实现栅极驱动简单的压摆率控制。
STGAP隔离栅极驱动
ST的STGAP隔离栅极系列并没有像上述两个系列采用增强型隔离,只是采用了相对简单的电流隔离。在此类普通隔离的栅极驱动中,STGAP系列表现出的性能还是足够优秀的。
![](https://file.elecfans.com/web2/M00/1B/11/pYYBAGGB6GKAMuA2AAMflQYlnrc243.png)
(STGAP2D,ST)
从STGAP2D这款相对简单的电流隔离双通道栅极驱动器来说,它是将栅极驱动通道与低压控制和接口电路部分进行了隔离,STGAP2D的特点是4 A电流能力和轨对轨输出,这也让该设备也适用于高功率应用。
STGAP2D系统的整体输入输出传播延迟在80 ns左右,在普通隔离类型的栅极驱动中属于较低的传播延迟。100 V /ns共模瞬变抗扰度绝对是一流的。除此之外,该器件还集成了专用的SD,制动pin,UVLO和热关机,围绕器件安全尽可能提高系统可靠。
小结
越来越多的家用电器,电动汽车已经应用上了专用的功率半导体器件,这些功率器件也逐渐青睐选择隔离驱动以增强性能。同时这些主流的隔离栅极驱动都有着相当高的集成度,在成本和功耗上也十分符合现在功率器件应用的发展趋势。
声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。
举报投诉
-
功率器件
+关注
关注
41文章
1757浏览量
90403
发布评论请先 登录
相关推荐
电隔离栅极驱动器的隔离能力评估
电隔离式 (GI) 栅极驱动器在优化碳化硅 (SiC) MOSFET性能方面扮演着至关重要的角色,特别是在应对电气化系统日益增长的需求时。随着全球对电力在工业、交通和消费产品中依赖性的加深,SiC
![电<b class='flag-5'>隔离</b><b class='flag-5'>栅极</b><b class='flag-5'>驱动</b>器的<b class='flag-5'>隔离</b>能力评估](https://file1.elecfans.com/web1/M00/F4/C5/wKgaoWcxzA2AQzw1AAAoBNat-98460.png)
电隔离栅极驱动器选型指南
电隔离式(GI)栅极驱动器在优化碳化硅(SiC)MOSFET性能方面扮演着至关重要的角色,特别是在应对电气化系统日益增长的需求时。随着全球对电力在工业、交通和消费产品中依赖性的加深,SiC技术凭借其
栅极驱动ic和源极的区别 栅极驱动ic选型看哪些参数
半导体场效应晶体管)等功率开关器件的集成电路。它通过控制MOSFET栅极的电压,实现对MOSFET的开关控制,从而在电路中起到放大、开关和保护的作用。栅极
WBG 器件给栅极驱动器电源带来的挑战
:RECOM 众多 DC/DC 模块针对 WBG 栅极驱动器应用进行优化中的一部分 SiC 和 GaN 是宽带隙 (WBG) 半导体材料,因其开关更快且损耗更低,相较于传统硅 (Si) 在电力电子应用领域更具优势。对于需要关键考量高效率和
发表于 09-27 15:05
•771次阅读
![WBG <b class='flag-5'>器件</b>给<b class='flag-5'>栅极</b><b class='flag-5'>驱动</b>器电源带来的挑战](https://file1.elecfans.com/web2/M00/09/29/wKgaomb2WZuAQwBwAAAiOoP_6l4580.jpg)
级联两个TPSI3050隔离式开关驱动器,以增加栅极驱动电压
电子发烧友网站提供《级联两个TPSI3050隔离式开关驱动器,以增加栅极驱动电压.pdf》资料免费下载
发表于 08-27 10:48
•0次下载
![级联两个TPSI3050<b class='flag-5'>隔离</b>式开关<b class='flag-5'>驱动</b>器,以增加<b class='flag-5'>栅极</b><b class='flag-5'>驱动</b>电压](https://file.elecfans.com/web1/M00/D9/4E/pIYBAF_1ac2Ac0EEAABDkS1IP1s689.png)
igbt栅极驱动的参数要求和驱动条件
栅极驱动的参数要求和驱动条件。 一、IGBT栅极驱动概述 IGBT是一种集MOSFET和双极型晶体管(BJT)优点于一身的复合型
什么是栅极驱动器?栅极驱动器的工作原理
的信号转换成高电压、高电流的脉冲来控制MOSFET或IGBT的栅极,从而提高这些器件的性能、可靠性和使用寿命。栅极
栅极驱动器芯片有哪些作用
栅极驱动器芯片有哪些作用 栅极驱动器芯片在现代电子系统中扮演着至关重要的角色。它们主要用于控制功率晶体管、MOSFETs(金属氧化物半导体场
什么是隔离式栅极驱动器?
在电子设备领域,“驱动”一词占据着至关重要的地位,充当推动信号、控制和电源的力量。这个复杂世界中的一个重要组件是隔离式栅极驱动器,这项技术在确保各种电子系统高效、安全运行方面发挥着关键
![什么是<b class='flag-5'>隔离</b>式<b class='flag-5'>栅极</b><b class='flag-5'>驱动</b>器?](https://file1.elecfans.com/web2/M00/C0/EC/wKgaomXPKvyAc2S2AAPLNZwzJ8A932.png#pic_center)
评论