ZHCSBD7C August 2013 – June 2024 UCC27524A
PRODUCTION DATA
- 1
- 1 特性
- 2 應(yīng)用
- 3 說明
- 4 引腳配置和功能
- 5 規(guī)格
- 6 詳細(xì)說明
- 7 應(yīng)用和實(shí)施
- 8 電源相關(guān)建議
- 9 布局
- 10器件和文檔支持
- 11修訂歷史記錄
- 12機(jī)械、封裝和可訂購信息
封裝選項(xiàng)
機(jī)械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)
散熱焊盤機(jī)械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)
- DGN|8
訂購信息
7.2.2.2 驅(qū)動電流和功率損耗
UCC27524A 驅(qū)動器能夠在 VDD = 12V 時向 MOSFET 柵極提供 5A 電流并持續(xù)數(shù)百納秒。需要較高的峰值電流才能快速導(dǎo)通器件。然后，要關(guān)斷器件，需要驅(qū)動器向接地端灌入差不多大小的電流，并以功率器件的工作頻率重復(fù)這一過程。柵極驅(qū)動器器件封裝中耗散的功率取決于以下因素：
- 功率 MOSFET 所需的柵極電荷（通常是驅(qū)動電壓 VGS 的函數(shù)，由于低 VOH 壓降，該電壓非常接近于輸入輔助電源電壓 VDD）
- 開關(guān)頻率
- 外部柵極電阻器的使用情況
UCC27524A 具有非常低的靜態(tài)電流和內(nèi)部邏輯，能夠消除輸出驅(qū)動器級中的任何擊穿，因此可以大膽地假定它們對柵極驅(qū)動器內(nèi)功率耗散的影響可以忽略不計(jì)。
使用分立式容性負(fù)載對驅(qū)動器器件進(jìn)行測試時，計(jì)算輔助電源所需的功率非常簡單。方程式 1 給出了為了對電容器進(jìn)行充電，輔助電源必須傳遞的能量。
其中
- CLOAD 是負(fù)載電容器
- VDD2 是為驅(qū)動器供電的偏置電壓
對電容器進(jìn)行充電時，存在等量的耗散能量。這會導(dǎo)致由方程式 2 給出的總功率損耗。
其中
- fSW 是開關(guān)頻率
當(dāng) VDD = 12V、CLOAD = 10nF 且 fSW = 300kHz 時，可通過方程式 3 計(jì)算出功率損耗。
可以通過檢查對器件進(jìn)行開關(guān)所需的柵極電荷，將功率 MOSFET 表示的開關(guān)負(fù)載轉(zhuǎn)換為等效電容。該柵極電荷包括輸入電容的效果，以及當(dāng)功率器件在導(dǎo)通和關(guān)斷狀態(tài)之間切換時使其漏極電壓擺動所需的附加電荷。大多數(shù)制造商都提供用于在指定條件下對器件進(jìn)行開關(guān)的柵極電荷典型值和最大值規(guī)格（以 nC 為單位）。使用柵極電荷 Qg 可確定電容器充電時必須耗散的功率，利用等效性 Qg = CLOADVDD 提供方程式 4 來計(jì)算功率：
假設(shè) UCC27524A 器件在每個輸出端以 60nC 的柵極電荷（VDD = 12V 時，Qg = 60nC）驅(qū)動功率 MOSFET，則通過方程式 5 計(jì)算出柵極電荷相關(guān)的功率損耗。
該功率 PG 在 MOSFET 導(dǎo)通或關(guān)斷時在電路的電阻元件中耗散。在開通過程中對負(fù)載電容器進(jìn)行充電時會耗散總功率的一半，在關(guān)閉期間對負(fù)載電容器進(jìn)行放電時耗散另一半。如果在驅(qū)動器與 MOSFET/IGBT 之間沒有采用外部柵極電阻器，該功率將完全耗散在驅(qū)動器封裝中。在使用外部柵極驅(qū)動電阻器的情況下，功率耗散會在驅(qū)動器的內(nèi)部電阻和外部柵極電阻器之間分?jǐn)偅唧w分?jǐn)偳闆r由這兩個電阻之比決定（元件的電阻越高，耗散的功率越大）。根據(jù)該簡化的分析，可按如下方式（見方程式 6）計(jì)算開關(guān)期間的驅(qū)動器功率耗散：
其中
- ROFF = ROL
- RON（上拉結(jié)構(gòu)的有效電阻）= 1.5 x ROL
除了上述與柵極電荷相關(guān)的功率耗散外，驅(qū)動器中的其他耗散還與器件消耗的靜態(tài)偏置電流相關(guān)的功率有關(guān)，該靜態(tài)偏置電流用于偏置所有內(nèi)部電路，如輸入級（帶上拉和下拉電阻）、使能和 UVLO 部分。如圖 5-4 所示，即使在最高的情況下，靜態(tài)電流也小于 0.6mA。可通過方程式 7 輕松計(jì)算出靜態(tài)功率耗散。
假設(shè) IDD = 6mA，則功率損耗為：
顯然，與前面計(jì)算的與柵極電荷相關(guān)的功率耗散相比，此功率損耗微不足道。
使用 12V 電源時，偏置電流的估算如下（靜態(tài)消耗額外增加 0.6mA 的開銷）：
