ZHCSN25A December 2020 – May 2022 UCC27289
PRODUCTION DATA
大多數(shù)電子器件和應(yīng)用的功耗越來(lái)越高。這些應(yīng)用的整體尺寸也越來(lái)越小。實(shí)現(xiàn)高功率和小尺寸的一種方法是，提高效率并優(yōu)化功率損耗分配。其中大多數(shù)應(yīng)用都采用功率 MOSFET，且開(kāi)關(guān)頻率越來(lái)越高。為了在高開(kāi)關(guān)頻率下運(yùn)行功率 MOSFET 并減少相關(guān)開(kāi)關(guān)損耗，在控制器的 PWM 輸出和功率半導(dǎo)體器件（例如功率 MOSFET、IGBT、SiC FET 和 GaN FET）的柵極之間采用了一款強(qiáng)大的柵極驅(qū)動(dòng)器。其中許多應(yīng)用都需要適當(dāng)?shù)?UVLO 保護(hù)，從而以適宜的方式導(dǎo)通和關(guān)斷功率半導(dǎo)體器件。此外，當(dāng) PWM 控制器無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)器件的柵極時(shí)，必須使用柵極驅(qū)動(dòng)器。數(shù)字電源出現(xiàn)之后，經(jīng)常會(huì)遇到這種情況，因?yàn)閿?shù)字控制器發(fā)出的 PWM 信號(hào)通常是 3.3V 邏輯信號(hào)，無(wú)法有效導(dǎo)通電源開(kāi)關(guān)。因此，需要電平轉(zhuǎn)換電路將 3.3V 信號(hào)升壓至柵極驅(qū)動(dòng)電壓（比如 12V 或 5V），來(lái)完全導(dǎo)通功率器件，盡量減少傳導(dǎo)損耗和開(kāi)關(guān)損耗。事實(shí)證明，基于圖騰柱排列 NPN/PNP 雙極晶體管的傳統(tǒng)緩沖器驅(qū)動(dòng)電路不適用于數(shù)字電源，因?yàn)檫@些電路缺乏電平轉(zhuǎn)換能力和欠壓鎖定保護(hù)。柵極驅(qū)動(dòng)器能夠有效結(jié)合電平轉(zhuǎn)換和緩沖器驅(qū)動(dòng)功能。柵極驅(qū)動(dòng)器還解決了其他問(wèn)題，例如，充分減小高頻開(kāi)關(guān)噪聲的影響（通過(guò)靠近電源開(kāi)關(guān)布置高電流驅(qū)動(dòng)器器件）、驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O驅(qū)動(dòng)變壓器和控制浮動(dòng)功率器件柵極。將柵極電荷功率損耗從控制器 IC 轉(zhuǎn)移至柵極驅(qū)動(dòng)器，有助于降低控制器的功耗和熱應(yīng)力。
UCC27289 柵極驅(qū)動(dòng)器可在單個(gè)器件中提供高電壓 (100V)、小延遲 (16ns) 和良好驅(qū)動(dòng)能力 (±3A)。浮動(dòng)高側(cè)驅(qū)動(dòng)器能夠在高達(dá) 100V 的開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓下工作，可支持在半橋、全橋、同步降壓、同步升壓和有源鉗位拓?fù)渲袑?shí)現(xiàn) N 溝道 MOSFET 控制。UCC27289 柵極驅(qū)動(dòng)器 IC 集成了自舉二極管，因此，在大多數(shù)應(yīng)用中，無(wú)需外部自舉二極管即可利用 VDD 電壓產(chǎn)生高側(cè)偏置電壓。這讓用戶能夠優(yōu)化電路板布局布線并降低材料成本。如果使用外部自舉二極管，則應(yīng)選擇恢復(fù)快速且正向壓降低的肖特基二極管。每個(gè)通道均由自己的輸入引腳（HI 和 LI）控制，可靈活控制輸出的導(dǎo)通/關(guān)斷狀態(tài)。
MOSFET 等開(kāi)關(guān)功率器件的兩類主要損耗：開(kāi)關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗。導(dǎo)通損耗取決于流經(jīng)器件的電流和器件的導(dǎo)通電阻。開(kāi)關(guān)損耗取決于開(kāi)關(guān)器件的柵極電荷和柵極電壓以及開(kāi)關(guān)頻率。對(duì)于工作開(kāi)關(guān)頻率較高的應(yīng)用而言，開(kāi)關(guān)損耗開(kāi)始影響整體系統(tǒng)效率。在這類應(yīng)用中，為了降低開(kāi)關(guān)損耗，必須降低柵極電壓。柵極電壓取決于柵極驅(qū)動(dòng)器 IC 的電源電壓，因此，在這類應(yīng)用中，柵極驅(qū)動(dòng)器 IC 需在較低電源電壓條件下運(yùn)行。UCC27289 柵極驅(qū)動(dòng)器的典型 UVLO 電平為 7.0V，因此非常適合偏置電壓需從 12V 降至 10V 甚至 9.5V 的應(yīng)用。HB UVLO 低于 VDD UVLO，因此，自舉二極管壓降不會(huì)抑制這類在較低偏置電壓條件下的運(yùn)行。UVLO 遲滯足以避免任何抖動(dòng)或干擾跳變，從而提高系統(tǒng)穩(wěn)健性。