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ZHCSY78 March 2025 UCC5350L-Q1

PRODUCTION DATA

封裝選項

請參考 PDF 數據表獲取器件具體的封裝圖。

機械數據 (封裝 | 引腳)

DWL|8

散熱焊盤機械數據 (封裝 | 引腳)

訂購信息

8.2.2.3 估算柵極驅動器功率損耗

柵極驅動器子系統中的總損耗 P_G 包括 UCC5350L-Q1 器件的功率損耗 (P_GD) 和外圍電路中的功率損耗，例如外部柵極驅動電阻器。

P_GD 值是關鍵功率損耗值，能決定 UCC5350L-Q1 的熱安全相關限值，可以通過計算若干分量產生的損耗來對其進行估算。

第一個分量是靜態功率損耗 P_GDQ，其中包含驅動器在一定開關頻率下工作時的靜態功率損耗以及驅動器的自身功耗。在給定 V_CC1、V_CC2、開關頻率和環境溫度下沒有負載連接到 OUT 引腳時在工作臺上測量 P_GDQ 參數。在本示例中，V_CC1 = 3.3V 且 V_CC2 = 18V。當 PWM 以 150kHz 頻率從 0V 切換至 3.3V 時，測得每個電源上的電流，其中 I_CC1 = 1.67mA 且 I_CC2 = 1.11mA。因此，可以使用方程式 5 來計算 P_GDQ。

方程式 5.

第二個分量是開關操作損耗 P_GDO，此時具有給定的負載電容，驅動器在每個開關周期中對其進行充電和放電。使用方程式 6 來計算負載開關產生的總動態損耗 P_GSW。

方程式 6.

其中

Q_G 是 V_CC2 下功率晶體管的柵極電荷。

因此，在本應用示例中，負載開關產生的總動態損耗約為340mW，具體計算如方程式 7所示。

方程式 7.

Q_G 表示功率晶體管的總柵極電荷，該電荷隨不同測試條件的變化而變化。輸出級上的 UCC5350L-Q1 柵極驅動器損耗 P_GDO 是 P_GSW 的一部分。如果外部柵極驅動器電阻和功率晶體管內部電阻為 0Ω，則 P_GDO 等于 P_GSW，所有柵極驅動器損耗將在 UCC5350L-Q1 內耗散。如果存在外部導通和關斷電阻，則總損耗將分布在柵極驅動器上拉/下拉電阻、外部柵極電阻和功率晶體管內部電阻之間。重要的是，如果拉電流/灌電流未達到 10A 飽和值，則上拉/下拉電阻是線性的固定電阻，然而，如果拉電流/灌電流達到飽和，它就是非線性的。在未達到方程式 8中給出的飽和狀態時，將估算柵極驅動器損耗。

方程式 8.

P_{G D O} = \frac{P_{G S W}}{2} (\frac{R_{O H} | | R_{N M O S}}{R_{O H} | | R_{N M O S} + R_{G O N} + R_{G F E T_I n t}} + \frac{R_{O L}}{R_{O L} + R_{G O F F} + R_{G F E T_I n t}})

在此設計示例中，所有預測的拉電流和灌電流均小于 10A，因此，使用方程式 9來估算柵極驅動器損耗。

方程式 9.

其中

V_OUTH/L(t) 是導通和關斷期間的柵極驅動器 OUT 引腳電壓。在輸出飽和一段時間的情況下，該值可以簡化為恒流源（在導通和關斷時為10A），對負載電容器進行充電或放電。因此，V_OUTH/L(t) 波形將是線性的，可以輕松地預測 T_{R_Sys} 和 T_{F_Sys}。

可使用方程式 10計算 UCC5350L-Q1 柵極驅動器中耗散的總柵極驅動器損耗，P_GD。

方程式 10.