高电流栅极驱动器如何帮助系统实现更高的效率

新年伊始，设计师们似乎在永远不停地追求更高效率。在此系列的第一部分中，我讨论了高电流栅极驱动器如何帮助系统实现更高的效率。高速栅极驱动器可以实现相同的效果。

高速栅极驱动器可以通过降低FET的体二极管的功耗来提高效率。体二极管是寄生二极管，对于大多数类型的FET是固有的。它由p-n结点形成并且位于漏极和源极之间。图1所示为典型MOSFET电路符号中表示的体二极管。

图1：MOSFET符号包括固有的体二极管

限制体二极管的导通时间将进而降低其两端所消耗的功率。这是因为当MOSFET处于导通状态时，体二极管上的电压降通常高于MOSFET两端的电压。由于对于相同的电流水平，P = I×V（其中P是功耗，I是电流，V是电压降），通过MOSFET通道的传导损耗显着低于通过体二极管的传导损耗。

这些概念在电力电子电路的同步整流中发挥作用。同步整流通过用诸如功率MOSFET的有源控制器件代替二极管来提高这些电路的效率。减少体二极管导通使这种技术的优点最大化。

让我们考虑一个同步降压转换器。当高侧FET关断并且电感器中仍然存在电流时，低侧FET的体二极管变为正向偏置。小死区时间对避免直通很有必要。在此之后，低侧FET导通并开始通过其通道导通。相同的原理适用于通常在DC / DC电源和电动机驱动设计中发现的其它同步半桥配置。

负责高速接通的一个重要的栅极驱动器参数是导通传播延迟。这是在栅极驱动器的输入端施加信号到输出开始变高的时间之间的时间。这种情况的一个示例如图2所示。该想法是，当FET重新导通时，体二极管将关断。快速导通传播延迟可以更快地导通FET，从而最小化体二极管的导通时间，进而使损耗最小化。

TI的产品组合包括具有行业领先的高速导通传播延迟的栅极驱动器。参见表1。

类别	设备	描述	开启传播延迟
高速驱动器	UCC27517A	4A / 4A高速低侧栅极驱动器	13ns
UCC27611	4A / 6A高速低侧栅极驱动器	14ns
UCC27201A	3A，120V高侧和低侧驱动器	20ns

表1：高速驱动器

系统效率是一个团队努力的结果。本博客系列介绍了高速和高电流栅极驱动器是关键件。立即访问www.ti.com/gatedrivers开始设计您的高效系统。

审核编辑：何安