发布时间:2025-03-16 10:12:39 来源:Harley Roosevelt网 作者:探索
摘要
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在良多阻止式电源运用中 ,运用功率 MOSFET 个别接管某种方式的单输动器低侧桥配置装备部署,用于优化电源开关以及电源变压器,入栅从而后退功能。极驱这些桥配置装备部署建树了高侧 (HS) 以及低侧 (LS) 两种开关规范。实现UCC277xx 、高侧UCC272xx 以及 LM510x 系列等专用 HS 以及 LS 栅极驱动器 IC 可在单个 IC 中为 HS 开关管以及 LS 开关管提供输入。驱动
比照之下,运用某些运用经由运用单输入栅极驱动器(好比 UCC2753x 或者阻止式 UCC53xx 系列),单输动器低侧而不是入栅将 HS 以及LS 组合为一个半桥驱动器 ,也能实现重大优势。极驱单输入驱动器的实现位置可能更挨近电源开关,带来更大的高侧妄想锐敏性以及更少的寄失效应,从而实现卓越的驱动开关功能 。
1 引言
HS 开关管请参阅图 1-1 中的运用 Q1 以及 Q2 。这些开关具备浮动的源极衔接,而且此基准上的电压在开关周期内会爆发变更。Q3 以及 Q4 被视为 LS 开关管 ,由于它们的源极基准衔接到输入地,而且在开关周期内不会修正电压。当Q1 以及 Q3 同时导通概况 Q2 以及 Q4 同时导通时 ,将为 Vout 供电。对于节 2 中的电路示例,咱们将仅关注运用 Q1以及 Q3 的桥部份。
要在高功率运用中精确掀开这些开关,个别需要栅极驱动 IC。要精确驱动 LS 开关管,凡黑白常重大 ,由于栅极驱动器的输入可能直接衔接到开关的栅极,而且驱动器 IC 的 GND 衔接到开关的源极。可是 ,要驱动 HS 开关管,还必需留意如下事变:
1. 对于栅极驱动器输入信号自己,需要电平转换器或者阻止式信号收发器(好比数字阻止器) ,以确保栅极坚持高于源极的适量电压 ,从而精确掀开 HS 开关管。随着 Q1 的源极(栅极驱动器的 GND)在 Q1 导通时期回升,驱动器需要其基准电压亲密追寻 Q1 源极并坚持信号电压以及基准电压之间的差距。此外,该驱动器的GND 需要与操作器地阻止 ,由于 Q1 源极在 0V 以及 400V 等较高电压之间挪移。
2. HS 栅极驱动器还需要某种辅助电源,该电源可能浮动 ,并在源极升至输入电压时坚持适量的导通偏置。否则,当 Q1 源极电压飞腾时,栅极驱动器将关断。这个别经由如下方式来实现:运用自举电路、阻止式辅助电源 ,或者运用栅极驱动变压器将栅极驱动器与开关键关键点基准阻止。
2 高侧驱动措施
2.1 栅极驱动变压器处置妄想
信号阻止
在图 2-1 中,U1 的输入信号经由运用 T1 妨碍阻止。变压器应承到 Q1 的栅极信号具备浮动基准 ,该基准可能随开关键关键点电压的变更而变更。削减了 C4 以及 C6 等直流阻断电容器以及整流器 D1 以及 D2,以削减 C6 的失调电压,从而防止变压器中失衡。Q0 以及 R0 用于封锁电源开关。
高侧偏置
在图 2-1 中,不需要阻止式电源或者自举电源。在该配置装备部署中,栅极驱动器以与操作器以及 Vbias1 相同的地为基准。因此 ,偏置电压可由 Vbias1 直接提供。
2.2 具备电容式信号阻止的自举辅助电源处置妄想
信号阻止
在图 2-2 中,U1 的输入运用 U3 妨碍阻止。U3 是电容式信号阻止器 ISO77xx 。纵然具备较大的共模接地压摆率,电容式阻止器也可精确地收回信号 。与光耦合器比照,它们在运用寿命以及温度规模内更晃动,而且不栅极驱动变压器的占空比限度。
高侧偏置
在图 2-2 中 ,当 Q1 掀开时,Dboot 以及 Cboot 用作精确偏置 U1 的自举电路 。当 Q1 封锁时 ,Dboot 正向偏置,而且在 Cboot 充电时,U1 直接由 Vbias1 供电 。当 Q1 导通时,开关键关键点电压会削减到 HVDC ,Dboot 被反向偏置并呵护Vbias1,而且当 Cboot 将其电荷清空到 U1 的 VDD 引脚时 ,U1 被供电。Cboot 发生的这种电荷必需足以在 Q1 全部导通时期使 Q1 坚持开启。Dboot 以及 Cboot 的巨细逾越了本文的品评辩说规模。在 UCC27712 数据表中,请参阅 来抉择 Cboot,并参阅 来抉择 Dboot。
2.3 具备阻止式高侧栅极驱动器的阻止式辅助电源处置妄想
信号阻止
在图 2-3 中,对于高侧运用阻止式栅极驱动器阻止输入信号,对于低侧运用 ISO77xx 。
高侧偏置
在图 2-3 中,U1(阻止式栅极驱动器 UCC53xx)用作高侧驱动器 ,并运用电源侧的阻止式辅助电源以及信号侧的VCC 供电。电源 Vbias1 以非阻止式 UCC27531 的 GND 引脚或者电源地为基准,也为高侧提供浮动偏置。这与UCC27531EVM-184 或者 UCC5390SCDEVM-010 中的配置装备部署相似 ,其中运用了非稳压阻止式电源(好比SN650x) 。
2.4 接管阻止式高/低侧栅极驱动器的自举辅助电源处置妄想
信号阻止
在图 2-4 中,U1 的输入信号经由阻止式栅极驱动器 UCC53xx 妨碍阻止。这样,纵然信号参考(开关键关键点)在全部开关周期内修正电压,信号也能个别使命。它还将操作器地与开关键关键点以及电源地阻止 。
高侧偏置
在图 2-4 中,Dboot 以及 Cboot 用作精确偏置 U1 的自举电路。在 UCC27712 数据表中 ,请参阅 来抉择 Cboot ,并参阅 来抉择 Dboot。
2.5 栅极驱动变压器处置妄想
信号阻止
在图 2-5 中,U1 的输入信号经由阻止式栅极驱动器 UCC53xx 妨碍阻止。阻止式辅助电源(变压器)应承到 Q1的栅极信号具备浮动基准,该基准可能随开关键关键点电压的变更而变更。
高侧偏置
在图 2-5 中,不需要信号阻止,由于栅极驱动器在外部提供信号阻止。在该配置装备部署中,由于阻止式辅助电源 ,不需要自举电源 。Vbias1 以电源地为基准,为高侧提供浮动偏置。
3 论断
在信号道路以及适量偏置方面 ,驱动 LS 开关管的栅极至关重大。可是 ,在桥配置装备部署中驱动 HS MOSFET 等源极浮动的开关管会在 HS 栅极驱动器的信号道路以及偏置两方面带来一些挑战。本文提供了大批电路示例,揭示了运用单输入栅极驱动器实现 HS 栅极驱动的差距措施。
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