电子发烧友网 > 电源/新能源 > 正文

驱动器源极引脚是如何降低开关损耗

2020年07月17日 17:47 次阅读

请您介绍一下驱动器源极引脚是如何降低开关损耗的。首先,能否请您对使用了驱动器源极引脚的电路及其工作进行说明?

Figure 4是具有驱动器源极引脚的MOSFET的驱动电路示例。它与以往驱动电路(Figure 2)之间的区别只在于驱动电路的返回线是连接到驱动器源极引脚这点。请看与您之前看到的Figure 2之间的比较。

驱动器源极引脚是如何降低开关损耗

从电路图中可以一目了然地看出,包括VG在内的驱动电路中不包含LSOURCE,因此完全不受开关工作时的ID变化带来的VLSOURCE的影响。

如果用公式来表示施加到内部芯片的电压VGS_INT的话,就是公式(2)。当然,计算公式中没有3引脚封装的公式(1)中存在的LSOURCE相关的项。所以,4引脚封装MOSFET的VGS_INT仅受RG_EXT和IG引起的电压降VRG_EXT的影响,而且由于RG_EXT是外置电阻,因此也可调。下面同时列出公式(1)用以比较。

-能给我们看一下比较数据吗?

这里有双脉冲测试的比较数据。这是为了将以往产品和具有驱动器源极引脚的SiC MOSFET的开关工作进行比较,而在Figure 5所示的电路条件下使Low Side(LS)的MOSFET开关的双脉冲测试结果。High Side(HS)是将RG_EXT连接于源极引脚或驱动器源极引脚,并仅使用体二极管换流工作的电路。

Figure 6是导通时的漏极-源极间电压VDS和漏极电流ID的波形。这是驱动条件为RG_EXT=10Ω、VDS=800V,ID约为50A时的波形。

红色曲线的TO-247-4L为4引脚封装,蓝色的TO-247N为以往的3引脚封装,其中的SiC MOSFET芯片是相同的。

我们先来比较一下虚线ID的波形。与蓝色的3引脚封装品的波形相比,红色的4引脚封装的ID上升更快,达到50A所需的时间当然也就更短。

虽然VDS的下降时间本身并没有很大的差别,但栅极信号输入后的开关速度明显变快。

-就像您前面说明的,区别只在于4引脚封装通过设置驱动器源极引脚,消除了LSOURCE的影响,因此它们的开关特性区别只在于LSOURCE的有无所带来的影响?可不可以这样理解?

基本上是这样。当然,也有一些应该详细查考的事项,但如果从栅极驱动电路中消除了LSOURCE的影响,则根据Figure 4中说明的原理,开关速度将变快。关于关断,虽然不像导通那样区别显著,但速度同样也会变快。

-这就意味着开关损耗得到了大幅改善。

这里有导通和关断相关的开关损耗比较数据。

在导通数据中,原本2,742µJ的开关损耗变为1,690µJ,损耗减少了约38%。在关断数据中也从2,039µJ降至1,462µJ,损耗减少了约30%。

-明白了。最后请你总结一下,谢谢。

SiC MOSFET具有超低导通电阻和高速开关的特点,还具有可进一步缩小电路规模、提高相同尺寸的功率、以及因降低损耗而提高效率并减少发热量等诸多优点。

另一方面,关于在大功率开关电路中的功率元器件的安装,由于必须考虑寄生电感等寄生分量的影响,如果开关电流速度明显提高,那么其影响也会更大。这不仅仅是实装电路板级别的问题,同时也是元器件封装级别的课题。

此次之所以在最新一代SiC MOSFET中采用4引脚封装,也是基于这样的背景,旨在在使用了SiC功率元器件的应用中,进一步降低损耗。

这里有一个注意事项,或者说是为了有效使用4引脚封装产品而需要探讨的事项。前面提到了通过消除封装电感LSOURCE的影响可提高开关速度并大大改善开关损耗。这虽然是事实,但考虑到稳定性和整个电路工作时,伴随着开关速度的提高,也产生了一些需要探讨的问题。就像“权衡(Trade-off)”一词所表达的,电路的优先事项一定需要用最大公约数来实现优化。

对此,将在Tech Web的基础知识“SiC功率元器件”中进行解说。另外,您还可以通过ROHM官网下载并使用本次议题的基础,即Application Note“利用驱动器源极引脚改善开关损耗(PDF)”。

下载发烧友APP

打造属于您的人脉电子圈

关注电子发烧友微信

有趣有料的资讯及技术干货

关注发烧友课堂

锁定最新课程活动及技术直播

电子发烧友观察

一线报道 · 深度观察 · 最新资讯
收藏 人收藏
分享:

评论

相关推荐

BLDC驱动板如何合理布局(第一期)

主题简介及亮点:电机控制软硬件工程师从级别上一般分为工程师、高级工程师、专家及科学家。每个岗位对个人的要求和技能是不一样
发烧友学院发表于 2019-06-19 00:00 4101次阅读
BLDC驱动板如何合理布局(第一期)

【罗姆SiC-MOSFET 试用体验连载】罗姆P02SCT3040KR-EVK-001评估板测试报告初体验

1.资料件,   有相关的技术参数附件表,顺便在罗姆官网查到了非常详细的资料打印了一份出来,个人觉得打印...
发表于 2020-07-16 15:38 0次阅读
【罗姆SiC-MOSFET 试用体验连载】罗姆P02SCT3040KR-EVK-001评估板测试报告初体验

LM2641双降压电源控制器的中文资料

  一般说明  LM2641是双降压电源控制器适用于笔记本电脑和其他电池供电设备。逻辑电平N通道的定频同步驱动功率...
发表于 2020-07-16 15:06 0次阅读
LM2641双降压电源控制器的中文资料

音频放大器工作原理

IR4302,IR4312集成了2通道PWM控制器和数字音频MOSFET,构成了高性能D类音频放大器....
发表于 2020-07-16 14:43 49次阅读
音频放大器工作原理

从ADAS到驱动器更换——实际雷达性能是否足够好...

转让和采用军事和航空航天的高成本、高性能雷达技术,并将其安装在汽车上,在技术、美学和经济方面都面临重....
发表于 2020-07-16 11:36 269次阅读
从ADAS到驱动器更换——实际雷达性能是否足够好...

匹配电阻下低频电路与高频电路的应用分析

在电路设计中,经常需要使用匹配电阻,如闭路电视同轴电缆、时钟数据线等,如果阻抗不匹配会有什么不良后果....
发表于 2020-07-16 11:16 117次阅读
匹配电阻下低频电路与高频电路的应用分析

ADI芯片中ADC驱动器的应用,它有哪些作用

ADI是世界当先的模拟芯片、混合信号和数字信号处分技术品牌,其产品宽泛软件于航空航天、工业、汽车、通....
发表于 2020-07-16 09:28 90次阅读
ADI芯片中ADC驱动器的应用,它有哪些作用

离线型LED驱动器GreenPoint的参考设计解析

  随着高亮度发光二极管(HB-LED)在光输出、能效及成本方面的全面改善,同时结合小巧、低压工作及环保等众多优...
发表于 2020-07-15 17:42 101次阅读
离线型LED驱动器GreenPoint的参考设计解析

学会这几个波形、功率等分析步骤,轻松掌握开关电源!

开关电源的电压波形及其参数分析 在开关电源的分析与设计中,对开关工作时所形成的电压波形及其参数的分析是致关重要...
发表于 2020-07-15 15:17 417次阅读
学会这几个波形、功率等分析步骤,轻松掌握开关电源!

台达asda-a2伺服器故障代码解析及故障处理方法

台达asda-a2伺服器故障代码解析 台达asda-a2伺服器故障代码显示al001 故障代表:过电流 故障原因:驱动器输出...
发表于 2020-07-15 13:41 119次阅读
台达asda-a2伺服器故障代码解析及故障处理方法

ISL6445降压型PWM控制器的中文资料

  ISL6445是一种高性能的双输出PWM用于转换墙壁适配器、电池或向系统提供网络中间总线直流输入电源各种应用所...
发表于 2020-07-15 09:57 37次阅读
ISL6445降压型PWM控制器的中文资料

A3941全桥控制器的中文资料

  特点和优点   ▪ N沟道MOSFET全桥大电流栅驱动   ▪ 高压侧或低压侧脉宽调制开关   ▪ 低电源电压...
发表于 2020-07-15 08:55 50次阅读
A3941全桥控制器的中文资料

英飞凌功率MOSFET产品的参数分析与研究

在上篇文章中,介绍了功率MOSFET的基本参数Rds(on)、VBR(DSS)、Qgs、和Vgs。为....
发表于 2020-07-14 11:34 175次阅读
英飞凌功率MOSFET产品的参数分析与研究

在应用中功率MOSFET器件的基本参数分析

数据表中的参数分为两类:即最大额定值和电气特性值。对于前者,在任何情况下都 不能超过,否则器件将永久....
发表于 2020-07-14 11:24 82次阅读
在应用中功率MOSFET器件的基本参数分析

欧洲电气化进程加速进一步加快中国电池企业欧洲建厂...

据悉,该工厂项目第一阶段总投资额将达到4300万欧元(约合人民币3.4亿元),初期计划年产1.5 G....
发表于 2020-07-14 11:08 111次阅读
欧洲电气化进程加速进一步加快中国电池企业欧洲建厂...

采用FDA方法如何有效的实现单端转差分

用这种方法实现的单端转差分具有最低的噪声,适合单电源类应用,可耐受阻性输入。 有关采用FDA的设计详....
发表于 2020-07-13 18:06 110次阅读
采用FDA方法如何有效的实现单端转差分

音频放大器调试的小技巧有哪些

D类放大器产生PWM脉冲,扬声器端子桥接负载配置,扬声器驱动器大约是电源的两倍。 工作频率一般为38....
发表于 2020-07-13 17:50 74次阅读
音频放大器调试的小技巧有哪些

MOSFET及MOSFET驱动电路案例分析

MOSFET管是FET的一种(另一种是JFET),可以被制造成增强型或耗尽型,P沟道或N沟道共4种类....
发表于 2020-07-13 10:35 215次阅读
MOSFET及MOSFET驱动电路案例分析

LED能不能恒功率驱动

近期LED电源产业中最热门的话题之一,非LED恒功率驱动莫属。LED为何一定要定电流驱动? 为何不能....
发表于 2020-07-12 12:09 177次阅读
LED能不能恒功率驱动

影响LED电压的因素有哪些和实际应用资料说明

在灯具设计中,如何估算 LED的电压,是一门看似简单却需要注意许多细节的学问。首先,每颗工厂产出的L....
发表于 2020-07-12 12:06 69次阅读
影响LED电压的因素有哪些和实际应用资料说明

关于驱动器损坏导致无法顺桨分析

2019年某风场的山顶风机在雷雨天气后,变桨驱动器损坏及编码器线缆烧断,导致一片桨叶无法进行顺桨。业....
发表于 2020-07-12 09:51 277次阅读
关于驱动器损坏导致无法顺桨分析

设计驱动单元中经常遇到且必须解决的EMC问题

作为大功率模块的驱动电源来说,其中的开关电路、放大电路和逆变电路等主电路可能对电磁环境存在干扰。因此在设计驱动...
发表于 2020-07-12 08:00 496次阅读
设计驱动单元中经常遇到且必须解决的EMC问题

UCC3915可编程热插拔电源管理器产品资料

  描述   UCC3915可编程热插拔电源管理器提供完整的电源管理、热插拔容量和断路器功能。操作设备所需的唯一外...
发表于 2020-07-10 15:04 59次阅读
UCC3915可编程热插拔电源管理器产品资料

PMOS开关管的工作原理和如何进行选择

在电路中常见到使用MOSFET场效应管作为开关管使用。下面举例进行说明。
发表于 2020-07-10 14:27 157次阅读
PMOS开关管的工作原理和如何进行选择

单键实现单片机开关机设计案例

单片机工作后,将最先进行IO口初始化,IO1设为输入状态,启用内部上拉;IO2设为输出状态,输出高电....
发表于 2020-07-10 11:42 224次阅读
单键实现单片机开关机设计案例

Vishay推出新款30V n沟道MOSFET半...

SiZF300DT比6mm x 5mm封装类似导通电阻的双片器件节省65 %的空间,是市场上最紧凑的....
发表于 2020-07-09 16:26 235次阅读
Vishay推出新款30V n沟道MOSFET半...

什么是U盘和移动硬盘,在应用上有什么差别

USB闪存驱动器通常用于存储,数据备份和计算机文件的传输。与软盘或CD相比,它们更小,更快,容量更大....
发表于 2020-07-09 15:42 442次阅读
什么是U盘和移动硬盘,在应用上有什么差别

机器人的机械手模块化设计说明

四足机器人已经开始走入大众生活,我国的宇树科技发布了1万美元左右的产品A1,波士顿动力刚刚发布Spo....
发表于 2020-07-08 16:51 219次阅读
机器人的机械手模块化设计说明

信号线电阻对电压降的影响

图中虚线为提高的情况。提高幅度与IC的功耗大小、IC密度、馈电方式、地线电阻(R)、馈电的地线总电流....
发表于 2020-07-08 11:46 151次阅读
信号线电阻对电压降的影响

L9935适用于驱动双极步进电机的步进电机驱动器

  1A X 2.1全桥输出   集成斩波电流调节   反激   控制输出级   输出电压斜率减小   电磁辐射  ...
发表于 2020-07-08 09:31 73次阅读
L9935适用于驱动双极步进电机的步进电机驱动器

Creative宣布推出SXFI Trio

SXFI Trio包括两个平衡的电枢驱动器,分别用于详细的中音和高音,以及Creative所说的低端....
发表于 2020-07-03 16:38 386次阅读
Creative宣布推出SXFI Trio

8.3安全机器人---抱闸测试解析

循环时间为46小时。 当驱动器控制了总共46个小时后,它就失效了。 然后,机器人控制器请求进行制动测....
发表于 2020-07-03 10:07 471次阅读
8.3安全机器人---抱闸测试解析

关于RS485端口隔离及保护设计案例

以SN65176和SN75176为例,该SN65176B和SN75176B差分总线收发器是为多结点总....
发表于 2020-07-02 17:05 293次阅读
关于RS485端口隔离及保护设计案例

MCP8024 TQFP电机驱动器评估板的组成部...

介绍了这一评估板的组成部分,并实际展示了将电路板与电源和电机连接好后,MCP8024是如何控制电机运....
发表于 2020-07-01 10:05 697次观看
MCP8024 TQFP电机驱动器评估板的组成部...

niPOL稳压器的设计挑战

由于在硬开关转换器的高侧MOSFET两端有很高的电压,在降压转换器关-开过渡期间,高侧MOSFET中....
发表于 2020-07-01 10:01 397次阅读
niPOL稳压器的设计挑战

KUKA机器人之Load data determ...

一轴可以为任意位置,A2 = -90 度,A3 = 90 度,A4 = 0度,A5 = 0度,....
发表于 2020-06-30 16:22 456次阅读
KUKA机器人之Load data determ...

通过优化DNA-CNT界面组成,构筑基于核酸模板...

基于空间限域效应,研究团队还发展了阵列取向排列的新方法,探讨了决定取向排列精准度的关键因素。
发表于 2020-06-30 15:32 305次阅读
通过优化DNA-CNT界面组成,构筑基于核酸模板...

什么是无刷电机,在应用中有何特点

无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。由于无刷直流电动机是以自控式运行的....
发表于 2020-06-30 12:14 720次观看
什么是无刷电机,在应用中有何特点

Nexperia推出分立半导体产品组合,SWF封...

6月23日,半导体基础元器件生产领域的高产能生产专家Nexperia今日宣布推出面向汽车应用领域符合....
发表于 2020-06-29 15:09 347次阅读
Nexperia推出分立半导体产品组合,SWF封...

开源LIDAR原型制作平台

内核中使用的软件驱动器会启动硬件组件,向用户显示所有可用功能。这些驱动器大部分都是工业I/O (II....
发表于 2020-06-28 14:19 204次阅读
开源LIDAR原型制作平台

驱动器对控制信号的运行速度

在一些小型单机设备,选用脉冲控制实现电机的定位,应该是最常见的应用方式,这种控制方式简单,易于理解。....
发表于 2020-06-28 11:55 627次阅读
驱动器对控制信号的运行速度

高能效的主驱逆变器方案有助解决里程焦虑,提高电动...

3相逆变级的主要器件是逆变器里的每一相里的半桥开关里的高边和低边开关以及相应的高隔离电压门极驱动器,....
发表于 2020-06-24 15:58 826次阅读
高能效的主驱逆变器方案有助解决里程焦虑,提高电动...

C频段的最新成果是诺基亚在5G方面取得的巨大进步

美国将在 12 月举行 C 波段频谱拍卖,预计将于 2021 年上半年进行网络部署。C 波段频谱将成....
发表于 2020-06-24 14:44 616次阅读
C频段的最新成果是诺基亚在5G方面取得的巨大进步

LLC谐振变换器中常见MOSFET失效模式的分析...

LLC谐振变换器可以突破传统谐振变换器的局限。正是由于这些原因,LLC谐振变换器被广泛应用在电源供电....
发表于 2020-06-23 19:25 645次阅读
LLC谐振变换器中常见MOSFET失效模式的分析...

比较1200V碳化硅MOSFET和Si IGBT...

意法半导体的碳化硅MOSFET技术,不但每单位面积的导通电阻非常之低,切换效能绝佳,而且跟传统的硅基....
发表于 2020-06-23 19:17 618次阅读
比较1200V碳化硅MOSFET和Si IGBT...