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ZHCSVY3A April 2024 – June 2024 UCC21231

PRODUCTION DATA

封装选项

请参考 PDF 数据表获取器件具体的封装图。

机械数据 (封装 | 引脚)

DLG|13

散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)

订购信息

zhcsvy3a_oa

8.2.2.3 栅极驱动器输出电阻器

外部栅极驱动器电阻器 R_ON/R_OFF 用于：

限制寄生电感/电容引起的振铃。
限制高电压/电流开关 dv/dt、di/dt 和体二极管反向恢复引起的振铃。
微调栅极驱动强度，即峰值灌电流和拉电流，以优化开关损耗。
降低电磁干扰 (EMI)。

如节 7.3.4中所述，UCC21231 具有包含并联 P 沟道 MOSFET 和额外上拉 N 沟道 MOSFET 的上拉结构。组合的峰值拉电流为 4A。因此，可以使用以下公式来预测峰值拉电流：

方程式 3.

I_{O A +} = \min [4 A, \frac{V_{D D} - V_{B D F}}{R_{N M O S} | | R_{O H} + R_{G} + R_{G F E T_{I N T}}}]

方程式 4.

I_{O A +} = \min [4 A, \frac{V_{D D}_{}}{R_{N M O S} | | R_{O H} + R_{G} + R_{G F E T_{I N T}}}]

其中

R_ON：外部导通电阻。
R_{GFET_INT}：功率晶体管内部栅极电阻（参见功率晶体管数据表）。
I_O+ = 峰值拉电流 – 4A、栅极驱动器峰值拉电流和基于栅极驱动回路电阻计算出的值之间的最小值。

在本例中：

方程式 5.

I_{O A +} = \min [4 A, \frac{10 - 0.4}{1.47 Ω | | 5 Ω + 2 Ω + 1.4 Ω}] = 2.1 A

方程式 6.

I_{O B +} = \min [4 A, \frac{10}{1.47 Ω | | 5 Ω + 2 Ω + 1.4 Ω}] = 2.2 A

因此，高侧和低侧峰值拉电流分别为 2.07A 和 2.16A。同样，可以使用以下公式来计算峰值灌电流：

方程式 7.

I_{O A -} = \min [6 A, \frac{V_{D D} - V_{B D F} - V_{G D F}}{R_{O L} + R_{G} + R_{{G F E T}_{I N T}}}]

方程式 8.

I_{O A -} = \min [6 A, \frac{V_{D D}_{} - V_{G D F}}{R_{O L} + R_{G} + R_{{G F E T}_{I N T}}}]

其中

R_OFF：外部关断电阻；
V_GDF：与 R_OFF 串联的反向并联二极管的正向压降。本例中的二极管为 MSS1P4。
I_O-：峰值灌电流 – 6A、栅极驱动器峰值灌电流和基于栅极驱动回路电阻计算出的值之间的最小值。

在本例中：

方程式 9.

I_{O A -} = \min [6 A, \frac{10 - 0.4 - 0.7}{0.55 Ω + 2 Ω + 1.4 Ω}] = 2.2 A

方程式 10.

I_{O A -} = \min [6 A, \frac{10 - 0.7}{0.55 Ω + 2 Ω + 1.4 Ω}] = 2.3 A

因此，高侧和低侧峰值灌电流分别为 2.2A 和 2.3A。

重要的是，估算的峰值电流也受到 PCB 布局和负载电容的影响。栅极驱动器环路中的寄生电感可以减慢峰值栅极驱动电流并导致过冲和下冲。因此，强烈建议尽可能地缩小栅极驱动器环路。另一方面，当功率晶体管的负载电容 (C_ISS) 非常小（通常小于 1nF）时，峰值拉电流/灌电流取决于环路寄生效应，因为上升和下降时间太短，接近于寄生振铃周期。

如果不能将 OUTx 电压控制在数据表中的绝对最大额定值以下（包括瞬态），在某些情况下可能对器件造成损坏。若要减少过多的栅极振铃，建议在 FET 栅极附近放置一个铁氧体磁珠。存在扩展的过冲/下冲时，也可以使用外部钳位二极管，以便将 OUTx 电压钳位至 VDDx 和 VSSx 电压。