門極驅(qū)動器方案–––即插即用快速評估和測試
發(fā)布時間:2020-08-10 來源:Ali Husain 責任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】電力電子在當今世界無處不在:半導(dǎo)體的隱藏功能,可實現(xiàn)廣泛應(yīng)用,從家電和消費品到數(shù)據(jù)處理和無線網(wǎng)絡(luò),再到日趨電子化的汽車。電力電子系統(tǒng)以極高能效在交流和直流形式之間以及直流電壓之間轉(zhuǎn)換電力,從而使更多的電能流向最終應(yīng)用。電源轉(zhuǎn)換的主要動力是開關(guān):功率MOSFET、IGBT、寬禁帶(WBG)半導(dǎo)體器件、SiC MOSFET和氮化鎵(GaN)高電子遷移率晶體管(HEMT)。在大多數(shù)拓撲中,這些晶體管以kHz至MHz的頻率開和關(guān)。
這就是用到門極驅(qū)動器的地方。每個開關(guān)都有一個門。門極電壓控制開關(guān)是打開還是關(guān)斷。門極驅(qū)動器用于控制電源開關(guān)的門極電壓,但比這復(fù)雜得多。
門極驅(qū)動器的核心功能是:1)放大來自控制器的邏輯(開/關(guān))信號,以提供足夠的驅(qū)動電流,以所需的速度導(dǎo)通或關(guān)斷晶體管,以及2)提供從邏輯到門極,特別是高邊晶體管的電平轉(zhuǎn)換。更多功能可包括直通保護,欠壓和過壓鎖定,過流檢測,去飽和檢測和電氣隔離。門極驅(qū)動器的選擇會影響能效,可靠性,安全性和方案尺寸。
安森美半導(dǎo)體廣泛的門極驅(qū)動器陣容可用于多種應(yīng)用,如手機、無線設(shè)備,太陽能逆變器和儲能。
門極驅(qū)動功能也集成到控制器中,用于PFC或LED照明等應(yīng)用。門極驅(qū)動器可以采用單、雙、高-低、半橋、H橋、甚至三相逆變器拓撲等。
圖1所示為半橋門極驅(qū)動器的框圖。
圖1:結(jié)隔離的半橋門極驅(qū)動器框圖
為了支持門極驅(qū)動器方案的快速評估和測試,我們開發(fā)了評估硬件的生態(tài)系統(tǒng)。這個生態(tài)系統(tǒng)含一個即插即用基板和一系列采用安森美半導(dǎo)體門極驅(qū)動方案的迷你驅(qū)動器板。
該評估系統(tǒng)使系統(tǒng)設(shè)計人員能夠快速比較不同門極驅(qū)動器與特定電源開關(guān)的動態(tài)性能??梢愿拈T極電阻,自舉器件和門極負載,以優(yōu)化開關(guān)曲線。
迷你驅(qū)動器板是獨立的門極驅(qū)動器方案,具有一個或多個安森美半導(dǎo)體器件(圖2)。
圖2:子卡 – 更多在開發(fā)中
這些板設(shè)計為直接插入基板或易于替換為現(xiàn)有的應(yīng)用板。圖3顯示了幾種架構(gòu),其中迷你驅(qū)動器板已連接以驅(qū)動采用TO-247封裝的開關(guān)。
圖3:迷你驅(qū)動器板架構(gòu)
安森美半導(dǎo)體提供用于各種應(yīng)用和市場的門極驅(qū)動器,并提供多種選項以精確滿足系統(tǒng)需求。我們的產(chǎn)品有用于工業(yè)、高性能計算和電信環(huán)境的性能、可靠性和能效。安森美半導(dǎo)體以全面的電源開關(guān)和相應(yīng)的門極驅(qū)動器陣容,提供完整的系統(tǒng)方案以滿足任何設(shè)計需求。
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