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高功率器件驱动风向将是隔离栅极驱动

elecfans 来源:电子发烧友网 作者:李宁远 2021-11-08 09:28 次阅读

电子发烧友网报道(文/李宁远)在高功率应用中,通常需要专用驱动器来驱动功率晶体管,不使用专用驱动器一般都会导致电路功耗过高。大多数功率MOSFETIGBT栅极驱动器IC驱动,尤其是IGBT,几乎所有功率级别的IGBT都需要栅极驱动器。给功率管增加驱动的方式分为非隔离驱动和隔离驱动。一般来说,在驱动的大小上隔离驱动会比非隔离驱动大得多。

因为非隔离驱动模块整体都在同一硅片上,耐压极限会很有限,大多数非隔离驱动器的工作电压都不超过700伏。而隔离驱动能绕过硅工艺极限,满足高耐压需求,承受10kV以上的浪涌电压。所以隔离栅极驱动成为了高功率应用中的首选。一般来说普通的功能隔离和基本隔离会提供基本的单级电气隔离和放触保护,而增强型隔离会大幅提高工作电压,拓宽电气间隙。

UCC21530隔离栅极驱动

UCC21530是TI双通道隔离栅极驱动中很有代表性的一个系列,在实现高效率和高功率密度上被普遍认为是很不错的选择。

UCC21530在开关参数上有很明显的优势,19ns典型传播延迟,10ns最小脉冲宽度,5ns最大延迟匹配度,5ns最大脉宽失真度。这样的延迟,还没有别家能做到,妥妥的世界顶尖水平。

在隔离上,UCC21530在输入侧通过一个5.7kVRMS增强型隔离层与两个输出驱动器隔离。对于任何隔离器件,共模瞬态抗扰度都是衡量其隔离性能的重要指标之一。UCC21530的共模瞬态抗扰度最小值都在100V/ns水平上,这种级别的隔离性能在任何隔离器件中都是绝对的标杆。

在隔离器件普遍拥有更久的使用寿命外,UCC21530浪涌抗扰度高达 12.8kVPK,两个次级侧驱动器之间的内部功能隔离支持高达1850V的工作电压。同时该在工作时会抑制短于5ns的输入脉冲和噪声瞬态。从性能上看该系列将隔离栅极驱动的优势显露无遗。

ADUM4221隔离栅极驱动

ADI的ADUM4221采用了旗下独有的iCoupler隔离技术,结合高速CMOS和单片变压器技术,在不牺牲共模瞬变抗扰度性能的情况下,实现超低传播延迟。

ADUM4221为了做到44ns的最大传播延迟,并没有牺牲高达150 kV/µs的高共模瞬变抗扰度。得益于iCoupler隔离技术,ADUM4221独立且隔离的高端和低端输出兼备脉冲变压器和栅极驱动器特点。

与UCC21530同样有着5.7kVRMS增强型隔离层,ADUM4221额外内置了重叠保护,并允许调整死区时间。死区时间引脚和GND1引脚之间的单电阻设置了高侧和低侧输出的次级侧死区时间。

ADUM4221多种有效的内部保护功能是其在iCoupler隔离技术之外的优势,用绝对可靠的控制来配置IGBT与MOSFET,实现栅极驱动简单的压摆率控制。

STGAP隔离栅极驱动

ST的STGAP隔离栅极系列并没有像上述两个系列采用增强型隔离,只是采用了相对简单的电流隔离。在此类普通隔离的栅极驱动中,STGAP系列表现出的性能还是足够优秀的。

从STGAP2D这款相对简单的电流隔离双通道栅极驱动器来说,它是将栅极驱动通道与低压控制和接口电路部分进行了隔离,STGAP2D的特点是4 A电流能力和轨对轨输出,这也让该设备也适用于高功率应用。

STGAP2D系统的整体输入输出传播延迟在80 ns左右,在普通隔离类型的栅极驱动中属于较低的传播延迟。100 V /ns共模瞬变抗扰度绝对是一流的。除此之外,该器件还集成了专用的SD,制动pin,UVLO和热关机,围绕器件安全尽可能提高系统可靠。

小结

越来越多的家用电器,电动汽车已经应用上了专用的功率半导体器件,这些功率器件也逐渐青睐选择隔离驱动以增强性能。同时这些主流的隔离栅极驱动都有着相当高的集成度,在成本和功耗上也十分符合现在功率器件应用的发展趋势。

声明:本文由电子发烧友原创,转载请注明以上来源。如需入群交流,请添加微信elecfans999,投稿爆料采访需求,请发邮箱huangjingjing@elecfans.com。

编辑:jq

原文标题:高功率器件驱动风向:隔离栅极驱动

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    Integrated MAX25610x同步降压和降压-升压LED驱动器可提供恒定输出电流,以驱动大功率发光二极管。该驱动器适用于需要高压输入的汽车和工业照明应用。这些驱动器集成了两个60mΩ功率MOSFET,可实现同步操作,从而最大限度减少了外部元件数量。该器件的灵活配置支持降压、反相降压-升压和升压转换。这些LED驱动器采用电流模式控制,可提供快速瞬态响应,并轻松实现环路稳定。Maxim MAX25610x驱动器还可以用作直流-直流转换器,使用FB输入作为输出分压器的反馈。 特性 符合汽车类AEC-Q100标准 高度集成,最大限度减少了物料需求 输入电压范围:5V至36V 工作频率:400kHz 开关频率选项:2.2MHz 内部电流检测选项 集成高侧和低侧开关MOSFET 带模拟控制电压的脉冲宽度调制 (PVM) 调光 降压LED驱动器,用于1至2个LED 反相降压-升压LED驱动器,用于3至5个LED 工作温度范围:-40°C至+125°C 短路、过压和热保...
    发表于 10-28 15:05 138次 阅读
    MAX25610AAUE+ Maxim Integrated MAX25610x降压和降压升压LED驱动器

    led灯驱动器输出电压

    半导体 L99LD01 高效恒流 LED 驱动器是一款完整的恒流直流-直流转换器 LED 驱动器,适用于汽车应用。它采用 BCD5S 70V 技术制造,并以 LQFP32 封装形式组装。L99LD01 用于升压、降压-升压和反激式转换器拓扑。一个内部随机抖动振荡器在低频模式下工作,扩大了开关频率的射频频谱,从而降低 EMC。 该装置包括内部低跌落电压调节器,可用于提供微控制器和复位引脚,用于在启动时和每次被调节的输出电压降到既定电压阈值以下时重置微控制器。 特性 合格汽车 [医]恒流操作 电流LED可由外部传感电阻器设置,并可通过SPI调节 转换器开关频率可调节的外部电阻(RSF) 内部扩频抖动振荡器的EMC降低 低频率PWM调光操作。 当前最大输入限制 最大开关占空比限制器 由外部电阻(R9)调节的斜率补偿) 电池过电压关闭保护(EXT。 需要R3,R4电阻) 链式OV检测(R5,R6外) 用于监测和控制LED温度(需要外部NTC电阻)、L...
    发表于 10-28 14:58 135次 阅读
    led灯驱动器输出电压

    MAX25612BATP/VY+ MaximIntegrated MAX25612高压LED控制器

    MAX25612高压LED控制器是一款单通道高亮度LED (HB LED) 驱动器,适用于汽车前灯应用。这些应用包括远光灯、近光灯、日间行车灯 (DRL)、转向指示灯、雾灯和其他LED灯。该器件的输入电压范围为5V至48V,可以驱动一个LED灯串,最大输出电压为65V。MAX25612是完全同步型器件,适合需要同步整流的升压和降压-升压应用,可提供大于90%的效率。 MAX25612可检测LED灯串高侧的输出电流。需要进行高侧电流检测,以防止输出端到接地或电池输入端发生短路。该器件也是用于驱动LED的最灵活方案,支持升压、高侧降压或降压-升压模式配置。PWM输入提供高达5000:1的LED调光比,ICTRL输入在MAX25612中提供额外的模拟调光功能。MAX25612还包括一个FLT标志,用于指示灯串开路、灯串短路和热关断。MAX25612还支持内置扩频调制,以提高电磁兼容性能。 特性 集成度高,可最大限度地减少BOM、降低成本 +5.0V至+48V的宽输入电压范围和+65V的最大升压输出 集成pMOS调光FET驱动器 用于模拟调光的ICT...
    发表于 10-28 14:57 188次 阅读
    MAX25612BATP/VY+ MaximIntegrated MAX25612高压LED控制器

    ALED1642GWXTTR STMicroelectronics ALED1642GW LED 显示驱动器

    oelectronics ALED1642GW LED 显示驱动器是单片低压低电流 16 位移位寄存器,用于 LED 面板显示屏。ALED1642GW 可确保 20V 的输出驱动能力,用户可以以串联方式连接若干个 LED。在输出阶段,16 个稳压电流源提供从 3mA 到 40mA 的恒定电流以驱动 LED。电流通过外部电阻器进行设定,并可以由一个 7 位电流增益寄存器在两个子范围间进行调整。各通道亮度可通过 12/16 位灰阶控制分别进行调整。可编程的开关时间(有四个不同值可用)改善了系统低噪声发生性能。 特性 16个恒定电流输出通道 输出电流3mA至40mA 电流可编程通过外部电阻 两个范围内的7位全局电流增益调整 12/16位PWM灰度亮度控制 可编程输出开启/关闭时间 错误检测模式(打开和短路-LED) 可编程短路LED检测阈值 自动节电/自动唤醒 可选择的SDO同步在CLK下降边缘 拉杜尔输出延迟(可选) 3V到5.5V供电电压 热停机和超温报警 高达30MH...
    发表于 10-28 09:26 193次 阅读
    ALED1642GWXTTR STMicroelectronics ALED1642GW LED 显示驱动器

    LED8102SXTTR STMicroelectronics LED8102S LED阵列驱动器

    oelectronics ALED8102S LED阵列驱动器是一款单片、低电压、led驱动器,具有8个低侧通道。ALED8102S设计用于提供高达20V输出驱动能力,支持连接多个串联LED。八个稳压电流源提供5mA至100mA恒定电流来驱动LED。通过一个外部电阻器设置电流。 LED8102S具有热管理功能,可强制关断以保护器件(通常在+170°C时关断,15°C滞后重启)。热保护开关仅关闭输出通道。 工作电源电压范围为3.0V至5.5V。输出控制由四个开关输入提供,实现开/关切换操作。在所有有源输出LED上,可通过应用到输出使能引脚 (OE) 上的全局PWM信号调整亮度。输出可并联,或者不使用时不连接。 LED8102S LED驱动器采用14引脚高热效率薄型微缩小外形封装 (HTTSSOP)。 特性 8个恒定电流输出通道,由4个开关输入控制 输出电流:5mA至100mA 电流可通过外部电阻器编程 电源电压:3.0V至5.5V 20V电流发生器额定电压 热关断 工作结温范围:-40°C至+150°C ...
    发表于 10-21 10:45 191次 阅读
    LED8102SXTTR STMicroelectronics LED8102S LED阵列驱动器

    STSPIN32F0251TR STMicroelectronics STSPIN32F025x250V三相控制器

    oelectronics STSPIN32F025x 250V三相控制器是高度集成的解决方案,用于驱动三相应用。由于集成度高,因此有助于设计人员减少PCB占位和总体物料清单。STSPIN32F025x内置STM32F031x6x7 MCU(采用Arm® 32位Cortex®-M0 CPU)和250V三路半桥栅极驱动器。半桥栅极驱动器可驱动N通道功率MOSFET或IGBT。该器件集成了具有高级smartSD功能的比较器,可确保快速有效地防止过载和过流。下部和上部驱动部分还集成了高压自举二极管,以及防交叉传导、死区时间和UVLO保护。这些特性可防止电源开关在低效率或危险条件下运行。低侧和高侧部分之间的匹配延迟可确保无周期失真。集成的MCU可以执行FOC、6步无传感器以及其他高级驱动算法(包括速度控制回路)。 特性 三相栅极驱动器 高达250V高压轨 驱动器电流能力 200mA/350mA拉/灌电流 (STSPIN32F0251) 1.0A/0.85A拉/灌电流 (STSPIN32F0252) dV/dt瞬态抑制:±50V/ns ...
    发表于 10-21 10:41 138次 阅读
    STSPIN32F0251TR STMicroelectronics STSPIN32F025x250V三相控制器

    STGAP2HSMTR STMicroelectronics STGAP2HS4A 单通道栅极驱动器

    oelectronics STGAP2HS 4A单通道栅极驱动器在栅极驱动通道、低电压控制和接口电路之间提供电流隔离。STGAP2HS适合用于中等功率和大功率应用,例如工业应用中的电源转换和电机驱动器逆变器,具有4A能力和轨到轨输出。 STM STGAP2HS单通道栅极驱动器有两种不同配置,一种具有独立的输出引脚,另一种具有单输出引脚和米勒钳位功能。借助独立输出引脚的配置,可通过专用栅极电阻分别优化导通和关断。单输出引脚和米勒钳位功能配置可防止半桥拓扑中快速换向时的栅极尖峰。两种配置均为外部元件提供较高的灵活性,降低物料清单成本。 STGAP2HS集成UVLO和热关断保护功能,可简化高可靠性系统的设计。双输入引脚支持选择信号极性控制和实施HW互锁保护,可在控制器发生故障时避免交叉传导。 STGAP2HS 4A单通道栅极驱动器采用宽体SO-8W封装。 特性 高达1200V高压轨 驱动器电流能力:4A拉电流/灌电流(25°C时) dV/dt瞬变抗扰性:±100V/ns,全温度范围内 整体输入-输出传播延迟:75ns ...
    发表于 10-21 10:30 125次 阅读

    STEVAL-LLL004V1 STMicroelectronics STEVALLLL004V1 LED驱动器

    oelectronics STEVAL-LLL004V1 LED驱动器是一款数控恒流LED驱动器。PFC级和两个直流-直流转换器设计用于在转换模式下工作以优化效率。该LED驱动器可提供75W的输出功率。 通过模拟和数字方法,该驱动器可以将LED调暗至最高亮度水平的0.5%。通过任何一种调光技术,该操作在整个调光范围内均无闪烁。该电路板具有高效率,功率因数几乎等于1,并且在宽输入电压和负载条件下具有低THD百分比。这得益于高性能ST电源产品,以及在32位STM32F0微控制器上运行的高级算法。 特性 宽输入电压范围:85VAC至265VAC 转换模式PFC 两个基于不同拓扑、在转换模式下工作的恒流输出: 降压拓扑 反向降压拓扑 输出电流:500mA ±2.5% 输出端连接的LED数量:16至24个白光LED(每个3.3V) 满负载时,PFC > 0.97,THD < 20%(85VAC至265VAC输入电压范围) 最大负载时峰值效率≅ 90% ...
    发表于 10-21 10:06 134次 阅读

    EV-VN7010AJ EV-VN7010AJVN7010AJ评估板

    的单IC应用板专用于VN7010AJ 提供电连接和热散热,易于成型 常规器件具有 使用的多传感模拟反馈 极低的待机电流 使用3伏和5伏CMOS输出 诊断功能 复用模拟的反馈:具有高精度比例电流镜,V CC 电源电压和T CHIP 设备温度 过载和短路到地(功率限制)指示 热关断指示 断开状态开放负载检测 输出短路到V CC 检测 感测启用/禁用 栅栏 欠压关断 过电压钳位 负载电流限制 自快速热瞬变的限制 可配置锁断有关过热或功率限制与专用故障复位销 的地损耗和损失V CC 反向电池与外部部件 静电放电保护 此板提供您连接意法半导体一种简单的方法...
    发表于 05-21 02:05 227次 阅读

    RH-OSC04 RH-OSC04抗辐射 晶体振荡器驱动器和分频器

    发表于 05-20 17:05 167次 阅读

    EVL6562A-LED EVL6562A-LED恒流逆降压LED驱动器使用L6562A

    发表于 05-20 12:05 201次 阅读

    EV-VNQ7140AJ EV-VNQ7140AJVNQ7140AJ评估板

    的单IC应用板专用于VNQ7140AJ 提供电连接和热散热,易于成型 常规器件具有 使用3伏和5伏CMOS输出 诊断功能 复用模拟的反馈:具有高精度比例电流镜,V CC 电源电压和TCHIP装置温度 过载和短路的负载电流接地(功率限制)指示 热关断指示 断开状态开放负载检测 输出短路到V CC 检测 感测启用/禁用 栅栏 欠压关断 过电压钳位 负载电流限制 自限制性快速热瞬变的 可配置拉TCH-OFF ON过热或功率限制与专用故障复位销 第V 的地面和损失损失CC 反向电池与外部部件 静电放电保护 此板提供您连接意法半导体一种简单的方法...
    发表于 05-20 10:05 272次 阅读

    EV-VN7020AJ EV-VN7020AJVN7020AJ评估板

    的单IC应用板专用于VN7020AJ 提供电连接和热散热,易于成型 常规器件具有 使用的多传感模拟反馈 极低的待机电流 使用3伏和5伏CMOS输出 诊断功能 复用模拟的反馈:具有高精度比例电流镜,V CC 电源电压和T CHIP 设备温度 过载和短路到地(功率限制)指示 热关断指示 断开状态开放负载检测 输出短路到V CC 检测 感测启用/禁用 栅栏 欠压关断 过电压钳位 负载电流限制 自快速热瞬变的限制 可配置锁断有关过热或功率限制与专用故障复位销 的地损耗和损失V CC 反向电池与外部部件 静电放电保护 此板提供您连接意法半导体一种简单的方法...
    发表于 05-20 10:05 249次 阅读

    EV-VN7040AJ EV-VN7040AJVN7040AJ评估板

    的单IC应用板专用于VN7040AJ-E 提供电连接和热散热,易于成型 常规器件具有 与多传感模拟反馈 极低的待机电流 单信道的智能高侧驱动器3伏和5伏CMOS输出 的多传感诊断功能 复用模拟的反馈:具有高精度比例电流镜,V CC 电源电压和T CHIP 设备温度 过载和短路到地(功率限制)指示 热关断指示 断开状态开放负载检测 输出短路到V CC 检测 感测启用/禁用 栅栏 欠压关断 过电压钳位 负载电流限制 自限制的快速热吨ransients 可配置锁断有关过热或功率限制与专用故障复位销 第V CC 反向电池与外部部件 静电放电保护 此板提供了一种简单的方式来连接意法半导体...
    发表于 05-20 10:05 199次 阅读

    EV-VND7030AJ EV-VND7030AJVND7030AJ评估板

    的单IC应用板专用于VND7030AJ 提供电连接和热散热,易于成型 常规器件具有 双通道智能高侧驱动器,具有多传感模拟反馈 极低的待机电流 使用3伏和5伏CMOS输出 诊断功能 复用模拟的反馈:具有高精度比例电流镜,V CC 电源电压和T CHIP 设备温度 过载和短路到地(功率限制)指示 热关断指示 断开状态开放负载检测 输出短路到V CC 检测 感测启用/禁用 栅栏 欠压关断 过电压钳位 负载电流限制 自限制性快速热瞬变的 可配置锁断有关过热或功率限制与专用故障复位销 的地损耗和损失V CC 反向电池与外部部件 静电放电保护 此板提供您连接意法半导体一种简单的方法...
    发表于 05-20 10:05 262次 阅读

    ARX3A0 560 x 560超低功耗CMOS图像传感器 基于2.2μmBSI像素 最高可达每秒360帧

    是一款突破性的CMOS成像传感器。 ARX3A0设计为超小型(1/10英寸光学格式)和超低功耗,为物联网设备,无人机和机器人技术带来了新的选择。该产品具有创新的超级低功耗模式,在激活时功耗小于2.5mW,可以检测运动(或照明条件的变化)并唤醒系统的其余部分。能够达到每秒360帧意味着在许多情况下,ARX3A0可以像全局快门传感器一样工作,同时仍具有2.2μm滚动快门像素的功率,尺寸和性能的所有优势。评估套件和我们行业领先的DevWare评估软件是可用的。请联系您当地的安森美半导体销售代表。 特性 优势 超小1/10英寸光学格式 几乎可以放入任何寻找相机的设备中。 超低功耗操作 适合电池供电的相机 高帧率(360 fps) 可以滚动快门传感器的工作方式类似于全局快门传感器 车载框架保险杠 ...
    发表于 08-13 11:02 977次 阅读

    AR0237SR CMOS图像传感器 2.1 MP 1 / 2.7 更低成本

    是一款1 / 2.7英寸CMOS数字图像传感器,有源像素阵列为1928(H)x 1088(V)。它采用滚动快门读数捕获线性或高动态范围模式的图像,并包括复杂的相机功能,如像素内合并,窗口以及视频和单帧模式。它专为低光和高动态范围场景性能而设计,可通过简单的双线串行接口进行编程。 AR0237可以产生非常清晰,锐利的数码照片,并且能够捕捉连续视频和单帧,使其成为各种应用的理想选择,包括监控和高清视频。 特性 具有双转换增益的DR-PIX™技术 全高清支持1080p 60 fps,提供卓越的视频性能 线性或高动态范围捕获 片上锁相环(PLL)振荡器 支持线路交错T1 / T2读出以在ISP芯片中启用HDR处理 基于位置的集成颜色和镜头阴影校正 用于精确帧率控制的从属模式 ...
    发表于 08-13 11:01 556次 阅读