ZHCSUV2 April 2024 UCC27614-Q1
PRODMIX
出于各种原因,开关电源应用中需要使用高电流栅极驱动器器件。为了使功率器件能够快速开关并降低相关开关功率损耗,在控制器或信号隔离器件的 PWM 输出和功率半导体器件的栅极之间采用了一款强大的栅极驱动器。此外,有时,直接由 PWM 控制器来驱动开关器件的栅极并不实际,这时必须使用栅极驱动器。这种情况通常是因为数字控制器或信号隔离器件发出的 PWM 信号通常是 3.3V 或 5V 逻辑信号,无法有效导通电源开关。需要使用电平转换电路将逻辑电平信号提高至栅极驱动电压,从而完全开启功率器件并尽可能减小导通损耗。事实证明,基于图腾柱排列 NPN/PNP 双极(或 P-N 沟道 MOSFET)晶体管(采用发射极跟随器配置)的传统缓冲驱动电路不适用于此目的,因为这些电路缺乏电平转换能力和低驱动电压保护。栅极驱动器能够有效结合电平转换、缓冲器驱动和 UVLO 功能。栅极驱动器还可以满足其他需求,例如通过使高电流驱动器的位置靠近电源开关来尽量减小高频开关的影响、驱动栅极驱动变压器并控制浮动功率器件栅极、通过将栅极电荷功率损耗移至控制器来降低控制器中的功率耗散和热应力。
在这种用途中,UCC27614-Q1 非常灵活,具有强大的驱动电流能力和 4.5V 至 26V 的宽推荐电源电压范围。因此,该驱动器可用于 5V 偏置逻辑电平极高频率 MOSFET 应用、12V MOSFET 应用、20V 和 -5V(相对于 源极)SiC FET 应用、15V 和 -8V(相对于发射极)IGBT 应用等。作为单通道驱动器,UCC27614-Q1 可用作低侧或高侧驱动器。要用作低侧驱动器,开关接地通常是系统接地,因此可以直接连接到栅极驱动器。但是,要用作带有浮动返回节点的高侧驱动器,需要从控制器进行信号隔离,并使用以 UCC27614-Q1 接地引脚为基准的偏置电源。或者,在高侧驱动配置中,UCC27614-Q1 可以直接连接到控制器信号并通过非隔离式电源进行偏置。但是,在这种配置中,UCC27614-Q1 的输出必须驱动脉冲变压器,然后该变压器驱动电源开关,以便与电源开关的浮动源极和发射极正常工作。
这些要求,再加上对低传播延迟以及具有良好热性能的紧凑、低电感封装的需求,使得 UCC27614-Q1 等栅极驱动器器件在开关电源中成为极其重要的元件,并结合了高性能、低成本、元件数量少、减小布板空间和简化系统设计等优势。