ZHCSPW6D May 2023 – August 2024 UCC21550-Q1
PRODUCTION DATA
8.2.2.3 柵極驅動器輸出電阻器
外部柵極驅動器電阻器 RON/ROFF 用于：
- 限制寄生電感/電容引起的振鈴。
- 限制高電壓/電流開關 dv/dt、di/dt 和體二極管反向恢復引起的振鈴。
- 微調柵極驅動強度，例如峰值灌電流和拉電流，以優化開關損耗。
- 降低電磁干擾 (EMI)。
如節 7.3.4 中所述，UCC21550-Q1 具有包含并聯 P 溝道 MOSFET 和額外上拉 N 溝道 MOSFET 的上拉結構。組合的峰值拉電流為 4A。因此，可以使用以下公式來預測峰值拉電流：
方程式 3. 
方程式 4. 
其中
- VBDF 是 8A 條件下自舉二極管上的預計正向壓降。
- RON：外部導通電阻。
- RGFET_INT：功率晶體管內部柵極電阻（參見功率晶體管數據表）。
- IO+ = 峰值拉電流 – 4A、柵極驅動器峰值拉電流和基于柵極驅動回路電阻計算出的值之間的最小值。
在本例中：
方程式 5. 
方程式 6. 
因此，高側和低側峰值拉電流分別為 2.4 A 和 2.5A。同樣，可以使用以下公式來計算峰值灌電流：
方程式 7. 
方程式 8. 
其中
- ROFF：外部關斷電阻；
- VGDF：與 ROFF 串聯的反向并聯二極管的正向壓降。本例中的二極管為 MSS1P4。
- IO-：峰值灌電流 – 6A、柵極驅動器峰值灌電流和基于柵極驅動回路電阻計算出的值之間的最小值。
在本例中：
方程式 9. 
方程式 10. 
因此，高側和低側峰值灌電流分別為 3.6 A 和 3.7 A。
重要的是，估算的峰值電流也受到 PCB 布局和負載電容的影響。柵極驅動器環路中的寄生電感可以減慢峰值柵極驅動電流并導致過沖和下沖。因此，強烈建議最大限度地縮小柵極驅動器環路。另一方面，當功率晶體管的負載電容 (CISS) 非常小（通常小于 1 nF）時，峰值拉電流/灌電流取決于環路寄生效應，因為上升和下降時間太短，接近于寄生振鈴周期。
如果不能將 OUTx 電壓控制在數據表中的絕對最大額定值以下（包括瞬態），在某些情況下可能對器件造成損壞。若要減少過多的柵極振鈴，建議在 FET 柵極附近放置一個鐵氧體磁珠。存在擴展的過沖/下沖時，也可以使用外部鉗位二極管，以便將 OUTx 電壓鉗位至 VDDx 和 VSSx 電壓。