120V 升压 4A 峰值电流的高频高侧/低侧驱动器

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120V 升压 4A 峰值电流的高频高侧/低侧驱动器 [复制链接]

       UCC27210 和 UCC27211 驱动器是基于广受欢迎的 UCC27200 和 UCC27201 MOSFET 驱动器，但性能得到了显著提升。峰值输出上拉和下拉电流已经被提高至 4A 拉电流和 4A 灌电流，并且上拉和下拉电阻已经被减小至 0.9Ω，因此可以在 MOSFET 的米勒效应平台转换期间用尽可能小的开关损耗来驱动大功率 MOSFET。现在，输入结构能够直接处理 -10 VDC，这提高了稳健耐用性，并且无需使用整流二极管即可实现与栅极驱动变压器的直接对接。这些输入与电源电压无关，并且具有 20V 的最大额定值。

      UCC2721x 的开关节点（HS 引脚）最高可处理 -18V 电压，从而保护高侧通道不受寄生电感和杂散电容所固有的负电压影响。UCC27210（伪 CMOS 输入）和 UCC27211（TTL 输入）已经增加了滞后特性，从而使得到模拟或数字脉宽调制 (PWM) 控制器接口的抗扰度得到了增强。

      低侧和高侧栅极驱动器是独立控制的，并在彼此的接通和关断之间实现了 2ns 的延迟匹配。

由于在芯片上集成了一个额定电压为 120V 的自举二极管，因此无需采用外部分立式二极管。高侧和低侧驱动器均配有欠压锁定功能，可提供对称的导通和关断行为，并且能够在驱动电压低于指定阈值时将输出强制为低电平。

特性
可通过独立输入驱动两个采用高侧/低侧配置的 N 沟道金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET)
最大引导电压 120V 直流
4A 吸收，4A 源输出电流
0.9Ω 上拉和下拉电阻
输入引脚能够耐受 -10V 至 20V 的电压，并且与电源电压范围无关
晶体管-晶体管逻辑电路 (TTL) 或伪 CMOS 兼容输入版本
8V 至 17V VDD 运行范围（绝对最大值 20V）
7.2ns 上升时间和 5.5ns 下降时间（采用 1000pF 负载时）
短暂传播延迟时间（典型值 18ns)
2ns 延迟匹配
用于高侧和低侧驱动器的对称欠压锁定功能
可提供全部行业标准封装（小外形尺寸集成电路 (SOIC)-8 封装， PowerPADSOIC-8 封装，4mm × 4mm SON-8 封装以及 4mm × 4mm SON-10 封装）
-40℃ 至 140℃ 的额定温度范围
应用
针对电信，数据通信和商用的电源
半桥和全桥转换器
推挽转换器
高电压同步降压转换器
两开关正激式转换器
有源箝位正激式转换器
D 类音频放大器

 

 

UCC2721x 120V 升压、4A 峰值电流的高频高侧/低侧驱动器 数据表 (Rev. F)

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高电流栅极驱动器，其能够通过降低开关损耗帮助提升整体系统效率。当FET开关打开或关闭时，就会出现开关损耗。为了打开FET，栅极电容得到的电荷必须超过阈值电压。栅极驱动器的驱动电流能够有助于栅极电容的充电。驱动电流能力越高，电容的充放电速度就越快。拉灌大量电荷的能力可以降低功率损耗和畸变。（传导损耗是另一种FET开关损耗，传导损耗取决于内部电阻或FET的R_DS(on)值，其中，随着电流通过，FET也会耗散功率。）

换言之，目标便是降低系统内需要高频率功率转化的开关过渡时间。突出该类性能的栅极驱动器规格为上升和下降时间。参见图1。

 

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图1：典型的上升和下降时间图

 

如果您想更进一步，诸如延时匹配等栅极驱动器特性，能有效地让驱动电流能力翻番。延时匹配指两个通道之间内部传播延迟的匹配，可以通过双通道栅极驱动器的并联输出或将两个通道捆绑在一起实现。例如，TI的UCC27524A具有极其精确的1ns（典型）延迟匹配，可以将驱动电流从5A提升到10A。

图2所示为UCC27524A的A通道B通道结合在一个驱动器中的范例。INA和INB输入以及OUTA及OUTB分别为串联结构。由一个信号控制该并联组合。

 

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图2：串联输出UCC27524A以使双驱动电流能力翻番

 

系统效率提升带来的结果之一便是功率密度的提升。在隔离电源的功率因数校正(PFC)及同步整流块、直流/直流模组及太阳能逆变器等应用中，设计师需受到以相同尺寸（或更小尺寸）实现相同输出功率量的约束，因此，对更高功率密度的需求已经成为一种趋势。

TI的产品组合包括带高电流、快速升降时间和延时匹配的栅极驱动器。参见表1。

 

分类	设备	描述	升/降时间	延时匹配
高电流驱动器	UCC27714	4A，600V 高侧及低侧驱动器	15ns，15ns	支持
	UCC27524A	5A，高速低侧双驱动器	7ns，6ns	支持
	UCC27211A	4A，120V 高侧及低侧驱动器	7.2ns，5.5ns	支持

表1：高电流栅极驱动器

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国产半桥驱动的水平也上来了吧