没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
为半桥配置的高端栅极供电起初似乎是一项棘手的任务,因为大部分系统都有较高的电平转换和驱动强度要求。本文论述让设计人员能够实现这一目标的可行解决方案。 简介 半桥拓扑广泛用于电源转换器和电机驱动器中。这在很大程度上是因为半桥可通过总线电压,为脉宽调制(PWM)信号提供高效同步控制。然而,在控制器和功率器件之间通常需要使用栅极驱动器,以获得更短的开关时间并出于安全性和功能性目的提供隔离。对于总线电压高于功率开关的栅极到源极电压最大限值的系统,必须采用不同于系统总线的电压驱动栅极。 图1.半桥框图 本文讨论多种栅极驱动供电选项和基本设计制约因素,以及设计时的权衡取舍,帮助
资源推荐
资源详情
资源评论
接口接口/总线总线/驱动中的半桥配置隔离端的供电选项及基本设计制驱动中的半桥配置隔离端的供电选项及基本设计制
约因素约因素
为半桥配置的高端栅极供电起初似乎是一项棘手的任务,因为大部分系统都有较高的电平转换和驱动强度要
求。本文论述让设计人员能够实现这一目标的可行解决方案。 简介 半桥拓扑广泛用于电源转换器和电
机驱动器中。这在很大程度上是因为半桥可通过总线电压,为脉宽调制(PWM)信号提供高效同步控制。然
而,在控制器和功率器件之间通常需要使用栅极驱动器,以获得更短的开关时间并出于安全性和功能性目的提
供隔离。对于总线电压高于功率开关的栅极到源极电压最大限值的系统,必须采用不同于系统总线的电压驱动
栅极。 图1.半桥框图 本文讨论多种栅极驱动供电选项和基本设计制约因素,以及设计时的权衡取舍,
帮助
为半桥配置的高端栅极供电起初似乎是一项棘手的任务,因为大部分系统都有较高的电平转换和驱动强度要求。本文论述
让设计人员能够实现这一目标的可行解决方案。
简介简介
半桥拓扑广泛用于电源转换器和电机驱动器中。这在很大程度上是因为半桥可通过总线电压,为脉宽调制(PWM)信号
提供高效同步控制。然而,在控制器和功率器件之间通常需要使用栅极驱动器,以获得更短的开关时间并出于安全性和功能性
目的提供隔离。对于总线电压高于功率开关的栅极到源极电压最大限值的系统,必须采用不同于系统总线的电压驱动栅极。
图图
1.
半桥框图半桥框图
本文讨论多种栅极驱动供电选项和基本设计制约因素,以及设计时的权衡取舍,帮助设计人员选择适当的拓扑。这些选项
包括采用隔离式栅极驱动变压器、利用隔离式DC-DC馈送栅极驱动器为光电二极管或数字隔离器供电、自举配置,以及内置
DC-DC电压源的隔离式栅极驱动器。对于功率较高的系统而言,功率开关器件占了BOM成本的很大一部分,且N型器件的导
通电阻一般比尺寸和成本都相同的P型器件更低
1
。此外,若在半桥配置的单个引脚上使用两个相同的开关,则围绕时序要求
而展开的设计(比如非交叠和死区时间)便可得到简化。由于这些原因,半桥配置通常由两个N型器件组成,这两个器件可以
是NPNBJT、NMOS器件或N型IGBT。为简便起见,本文中的半桥配置采用两个NMOS器件,每引脚使用一个器件;这一概念
同样适用于IGBT。为了使用BJT器件,设计时必须考虑到恒定的基极电流。
基本栅极驱动要求基本栅极驱动要求
考虑图1中的典型半桥配置。两个MOSFET以互斥方式运行,因为如果两个MOSFET同时导通,则将产生直通。若要使
MOSFET导通,则需VGS> VT,其中VGS是栅极到源极电压,而VT是特定MOSFET的阈值电压。工作时,建议MOSFET具
有足够的过驱能力,因此在大部分应用中,实际栅极电压为VGS》VT。在部分开关周期中,低端开关Q2导通而高端开关Q1断
开。这表示VG1S1< VT,且VG2S2》VT。在很多系统中,VG1S1等于0 V就足以保持高端开关断开。理想情况下,VOUT摆
动到靠近系统地的位置。
忽略死区时间要求,则开关周期的其他部分为Q1导通而Q2断开,这意味着VG2S2< VT且VG1S1》VT。在这段时间
内,VOUT摆动至靠近总线电压的位置。注意,高端开关的源极连接至VOUT,表示栅极Q1在部分开关周期中,数值高于总线
电压。如果控制器IC直接连接至栅极Q1,则IC要求电压高于VBUS+VT,这在很多情况下都不现实。
栅极驱动器的一个主要作用是为功率开关提供快速开关时间,从而具备更快的上升和下降时间。这样可以降低功率级中与
压摆率有关的损耗。过去,通过测量峰值电流来衡量驱动强度,或者更准确地说,是测量驱动器的RDSON。记住以下这点很
重要:对于具备更高峰值电流(或更低RDSON)的栅极驱动器,其功率要求并不一定更高,因为开关栅极的功率通常由Q ×
V × FSW驱动,其中Q表示栅极电荷,V表示栅极电压摆幅,FSW表示系统的开关频率
2
。
若要为高端开关的栅极驱动器供电,电源必须要能跟随VOUT电压,因为栅极以该电压为参考。适当去耦通常能解决隔离
电源接地参考的快速变化而导致的任何电压尖峰问题。此外,每个不共享接地的栅极驱动器都可能需要自己的隔离电源。假设
有一个典型的三相系统由三个半桥引脚组成,如图2所示。系统中有四个独立的接地参考,因为低端开关共享公共参考。取决
于是否需要安全隔离或功能隔离,三相系统可以采用三个或四个专用电源。
资源评论
weixin_38553431
- 粉丝: 6
- 资源: 897
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
最新资源
- java人力资源HR管理系统源码数据库 MySQL源码类型 WebForm
- BT_esp32_370_DRV8833_BALANCE_verticalPID_turnPID.ino
- buildroot package使用示例
- C#ASP.NET快速开发平台源码带视频教程和操作手册数据库 SQL2008源码类型 WebForm
- 23网安六徐少方 20237209.cpp
- 多多买菜自动入库,拼多多自动入库使用
- a616354ce1a6e7d06267ae7821e38321.JPG
- 4e77c15f65be2f550de3265f33a4d427.JPG
- d25358831b9f038c041861d5add73551.JPG
- 大学专业课技术经济期末复习整理资料
资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议,欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理!
点击此处反馈
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功