ZHCSPL5C March 2022 – May 2024 UCC27624-Q1
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 詳細說明
- 7 應(yīng)用和實施
- 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機械、封裝和可訂購信息
封裝選項
機械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)
散熱焊盤機械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)
訂購信息
7.2.2.2 驅(qū)動電流和功率損耗
UCC27624-Q1 驅(qū)動器能夠在 VDD = 12V 時向開關(guān)電源器件柵極（MOSFET、IGBT、SiC MOSFET、GaN FET）提供 5A 峰值電流并持續(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開關(guān)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 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
因為 UCC27624-Q1 具有低靜態(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，因此與功率器件開關(guān)造成的損耗相比，它們對柵極驅(qū)動器內(nèi)功率耗散的影響非常小。
使用分立式容性負載對驅(qū)動器器件進行測試時，計算輔助電源所需的功率非常簡單。下面的公式給出了一個例子，展示了必須從輔助電源傳輸多少能量才能為電容器充電。
其中
- CLOAD 是負載電容器。
- VDD 是驅(qū)動器的偏置電壓。
對電容器進行放電時，存在等量的能量耗散。這會產(chǎn)生如以下公式示例所示的總功率損耗。
其中
- fSW 為開關(guān)頻率。
當 VDD = 12V、CLOAD = 10nF 且 fSW = 300kHz 時，可按照以下公式計算出開關(guān)功率損耗：
可以通過檢查對器件進行開關(guān)所需的柵極電荷，將功率 MOSFET 表示的開關(guān)負載轉(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，利用以下公式中所示的等效性 Qg = CLOADVDD 來計算。
假設(shè) UCC27624-Q1 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，則使用以下公式來計算出柵極電荷相關(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。在導(dǎo)通過程中對負載電容器進行充電時會耗散總功率的一半，在關(guān)斷期間對負載電容器進行放電時會耗散另一半。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攤，具體分攤情況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，開關(guān)期間的驅(qū)動器功率耗散可按如下方式進行計算：
其中
- ROFF = ROL
- RON（上拉結(jié)構(gòu)的有效電阻）
當外部柵極電阻足夠大，可以降低驅(qū)動器的峰值電流時，需要使用上述公式。除了上述與柵極電荷相關(guān)的功率耗散外，驅(qū)動器中的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。如電氣特性表中所示，靜態(tài)電流小于 1mA。由驅(qū)動器內(nèi)部電路的直流電流消耗引起的功率損耗可按以下公式計算。
假設(shè)在 12V 偏置電壓下內(nèi)部總電流消耗為 0.6mA（典型值），則驅(qū)動器中的直流功率損耗為：
與前面計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）：
如果柵極驅(qū)動器與電感負載一起使用，則應(yīng)特別注意柵極驅(qū)動器器件每個引腳上的振鈴。振鈴不應(yīng)超過引腳的建議工作額定值。