英飛凌2EP EiceDRIVER? Power系列全橋變壓器驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品全員到齊，收藏這篇就夠了！

英飛凌憑借其高性能功率開關(guān)器件和EiceDRIVER?列的隔離柵極驅(qū)動(dòng)器而聞名，每個(gè)功率開關(guān)都需要驅(qū)動(dòng)器，對(duì)于驅(qū)動(dòng)器的選擇，英飛凌共有441個(gè)不同的型號(hào)（截止2025年1月16日），分別屬于非隔離型、電平位移型和采用無磁芯變壓器的隔離型。 《好物下載丨《英飛凌柵極驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)選型指南》——92頁產(chǎn)品信息和技術(shù)資料》

為了實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)能力，每個(gè)驅(qū)動(dòng)器都需要電源。對(duì)于電平轉(zhuǎn)換柵極驅(qū)動(dòng)器，電源通常是由自舉電路提供。對(duì)于隔離柵極驅(qū)動(dòng)器，需要一個(gè)同樣具有隔離功能的隔離電源供電。接下來，你將了解到我們的 2EP EiceDRIVER? Power 包括整個(gè)系列的全橋變壓器驅(qū)動(dòng)器，這一創(chuàng)新解決方案不僅滿足IGBT和SIC MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)器電源的需求，同時(shí)也適用于 任何需要 5-20V輸入電源，實(shí)現(xiàn)隔離低功耗電源的場(chǎng)景。

2EP EiceDRIVER? Power系列產(chǎn)品一覽

我們先來了解一下這個(gè)產(chǎn)品系列， 2EP EiceDRIVER? Power 全橋變壓器驅(qū)動(dòng)器系列，在市場(chǎng)上有四種版本，且4種版本具有引腳兼容性，可以實(shí)現(xiàn)快速替換。選擇2EP系列變壓器電源驅(qū)動(dòng)器類型時(shí)，可根據(jù)具體要求做出最理想的選擇，包括通過占空比引腳調(diào)整正負(fù)隔離輸出電壓比，通過過流設(shè)置限制最大應(yīng)用輸出電流，根據(jù)所選變壓器的伏秒積通過頻率腳調(diào)整開關(guān)頻率等，為了幫助大家快速查找想要的版本和應(yīng)用，我們可以用下面這張2EP產(chǎn)品匯總圖來進(jìn)行參數(shù)定位與匹配。

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2EP100R 和 2EP101R 這兩種屬于基本型號(hào)，分別提供兩種兩種固定開關(guān)頻率和占空比。如2EP100R的提供的33%占空比，看過上一篇文章( 2EP1XXR系列全橋變壓器驅(qū)動(dòng)器工作原理(二)—多種方式靈活調(diào)節(jié)峰值整流應(yīng)用下的輸出電壓 )的話可知適合應(yīng)用在峰值整流下正負(fù)隔離輸出電壓比值在~2的場(chǎng)合，如IGBT常見的驅(qū)動(dòng)電壓15V/-7.5V;

2EP110R 相對(duì)于前兩款基本型號(hào)，在使用上更為靈活，具有可調(diào)占空比的功能，占空比可調(diào)整范圍為10%~50%，步長(zhǎng)為1%，只需簡(jiǎn)單調(diào)整占空比引腳對(duì)地的電阻值即可調(diào)節(jié)；

2EP130R 同樣具有可調(diào)占空比的功能，且相比 2EP110R 多了5檔可調(diào)的OCP保護(hù)功能以及41檔頻率調(diào)節(jié)功能，調(diào)節(jié)范圍50k~695kz，所有調(diào)節(jié)均可通過調(diào)整相應(yīng)功能引腳和GND之間的電阻實(shí)現(xiàn)，此外，2EP130R還提供旁路模式功能，支持變壓器驅(qū)動(dòng)器在頻率和占空比上遵循外部加載的PWM信號(hào)。

2EP EiceDRIVER? Power

全橋變壓器 的 主要功能特性

2EP EiceDRIVER? Power 全橋變壓器驅(qū)動(dòng)器系列，具有許多優(yōu)勢(shì)和特性，在本節(jié)中，我們將深入了解2EP系列的主要功能特性。2EP系列的所有型號(hào)都支持全橋輸出級(jí)的多種保護(hù)機(jī)制，從而確保可靠運(yùn)行，包括平均過流、峰值過流和過溫保護(hù)等。首先來了解2EP系列的共同特性，以 2EP100R 和 2EP101R 這兩個(gè)基本型號(hào)的為例，下圖是它們的內(nèi)部簡(jiǎn)化功能框圖，我們將一一介紹。

UVLO

由電源欠壓鎖定模塊UVLO監(jiān)控，在上電時(shí)，當(dāng)VDD大于4.2V典型閾值后IC啟動(dòng)；在下電時(shí)，當(dāng)VDD小于3.9V典型閾值后IC關(guān)閉；

Average overcurrent

使用中，若是出現(xiàn)系統(tǒng)的過載情況，即輸出電流大于根據(jù)平均過流閾值確定的設(shè)計(jì)電流，2EP將觸發(fā)保護(hù)平均電流保護(hù)動(dòng)作，因而平均過流檢測(cè)通常用作系統(tǒng)的過流保護(hù)。

平均過流檢測(cè)通過監(jiān)控OUT1和OUT2連續(xù)兩次開通或者關(guān)斷周期的輸出電流來判斷，保護(hù)機(jī)制如下圖所示。如果輸出電流連續(xù)兩次超過規(guī)定的平均過流閾值Iocthr，且持續(xù)時(shí)間大于對(duì)應(yīng)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間Ton的50%時(shí)，將在第二次導(dǎo)通結(jié)束后觸發(fā)平均電流過流保護(hù)，緊接著2EP會(huì)執(zhí)行如下操作：

• 檢測(cè)平均過流故障并關(guān)閉輸出級(jí)；

• 通過RDY就緒引腳發(fā)出故障信號(hào)，并執(zhí)行重新啟動(dòng)；

Peak overcurrent protection:

在使用中，若是系統(tǒng)出現(xiàn)短路的工況，如OUT1/OUT2對(duì)VDD或者GND出現(xiàn)低阻抗短路，或者變壓器出現(xiàn)了飽和情況下，都會(huì)導(dǎo)致OUT1/OUT2的電流瞬時(shí)異常增大，此時(shí)2EP將觸發(fā)峰值電流保護(hù)動(dòng)作，峰值過流保護(hù)機(jī)制如下圖所示。

峰值過流檢測(cè)通過監(jiān)控OUT1和OUT2的輸出峰值電流，如果輸出峰值電流超過峰值過流閾值且持續(xù)時(shí)間超過t OCPRDY 時(shí)，2EP會(huì)執(zhí)行如下操作：

• 檢測(cè)峰值過流故障并關(guān)閉輸出級(jí)；

• 通過RDY就緒引腳發(fā)出故障信號(hào)，并執(zhí)行重新啟動(dòng)；

Trimmed oscillator

內(nèi)置振蕩器提供精確PWM頻率;

Accurate duty-cycle set

通過前兩篇關(guān)于對(duì)2EP調(diào)壓原理的介紹，我們知道占空比的配置調(diào)節(jié)可允許客戶獲得想要的正負(fù)隔離輸出電壓的比例關(guān)系。2EP1XX系列提供以下幾種工作模式來精確調(diào)整占空比：

• 2EP100R&2EP101R: DC腳對(duì)地短接 (或?qū)Φ亟?lt;1kohm電阻) /懸空 (或?qū)Φ亟?gt;4.7kohm電阻) 來選擇兩種固定占空比；

• 2EP110R&2EP130R: DC腳對(duì)GND間的可調(diào)電阻；

Soft start & Pre-charge

軟啟動(dòng)是為在確保開環(huán)系統(tǒng)在輸出大電容的情況下限制應(yīng)用中的浪涌電流。2EP系列配備了兩個(gè)主要功能來增強(qiáng)軟起動(dòng)，即峰值電流模式啟動(dòng)和高頻啟動(dòng)(360kHz)，這些功能共同確保了對(duì)稱和非對(duì)稱隔離輸出電壓的良好啟動(dòng)，保證隔離輸出電壓平穩(wěn)上升。對(duì)于頻率的選擇，有如下兩種情況：

• 默認(rèn)配置頻率<360kHz，軟起動(dòng)期間將把開關(guān)頻率提高至360kHz，并在軟起動(dòng)后期逐漸降低到默認(rèn)配置頻率;

• 默認(rèn)配置頻率>360kHz，軟啟動(dòng)期間將繼續(xù)使用默認(rèn)配置頻率。

為了保護(hù)容性負(fù)載下的穩(wěn)定啟動(dòng)，2EP在軟啟動(dòng)期間工作在峰值電流模式下。軟起動(dòng)前期OUT1/OUT2的平均過流閾值均提高至Iocthr6等級(jí)，在軟起動(dòng)的后期過流閾值等級(jí)將逐漸回恢復(fù)至默認(rèn)設(shè)定值。

在PWM加在全橋輸出級(jí)之前，預(yù)充電功能會(huì)對(duì)串聯(lián)電容器充電，預(yù)充電適用于占空比在10%~44%之間的情況，可確保軟起動(dòng)期間的正常啟動(dòng)。預(yù)充電功能使用典型的18mA預(yù)充電流為變壓器串聯(lián)電容充電，直到串聯(lián)電容達(dá)到預(yù)充電壓。對(duì)于預(yù)充電功能是否執(zhí)行，還取決于配置的占空比：

• 配置占空比<45%，執(zhí)行預(yù)充電；

• 配置占空比>45%，跳過預(yù)充電；

此外，2EP系列配備了RDY腳開漏輸出的信號(hào)，用于指示期間已正確供電和配置。當(dāng)軟起動(dòng)已完成時(shí)，2EP將RDY引腳釋放為高電平，這樣就表明在啟動(dòng)過程中沒有發(fā)生故障。

Over temperature

過熱保護(hù)會(huì)在環(huán)境溫度較高或者散熱不足的情況下觸發(fā)過溫保護(hù)動(dòng)作，這可以防止IC承受超過器最大額定值的熱應(yīng)力。2EP的過溫保護(hù)閾值參數(shù)如下圖所示；

如果結(jié)溫高于過溫閾值，則2EP會(huì)執(zhí)行如下操作：

• 檢測(cè)過溫故障；

• 通過RDY就緒引腳發(fā)出故障信號(hào)，并執(zhí)行重新啟動(dòng)；

以上是2EP系列產(chǎn)品的共同特性詳解， 2EP110R 與之前所述的特性不同之處在于，它采用了可調(diào)且精確的占空比設(shè)置功能塊，占空比調(diào)節(jié)范圍為10%~50%，步長(zhǎng)為1%，為調(diào)節(jié)隔離輸出正負(fù)輸出電壓提供了更大范圍。

最后，看看重磅選手 2EP130R ，前文提到過除了具有 2EP110R 版的可調(diào)占空比功能外， 2EP130R 還具有以下功能：提供5級(jí)平均過流保護(hù)，使2EP130R能適應(yīng)多種系統(tǒng)過流保護(hù)要求；提供50k~695KHZ的可調(diào)開關(guān)頻率，可適應(yīng)外部寬范圍的變壓器，此外，2EP130R還具有Bypass旁路模式功能，外部PWM信號(hào)可繞過內(nèi)部振蕩器，直接調(diào)制到2EP130R的全橋輸出級(jí)，意味著變壓器驅(qū)動(dòng)器在頻率和占空比上遵循加載的PWM信號(hào)，但在旁路模式下2EP130R的頻率調(diào)節(jié)范圍仍是50k~695kHz，占空比范圍仍是10~50%，且保護(hù)功能和啟動(dòng)順序由2EP130R獨(dú)立控制。

在文章的結(jié)尾，我們了解一下 2EP110R 和 2EP130R 是如何選擇電阻器來實(shí)現(xiàn)特定功能。

全部表格信息可請(qǐng)參閱數(shù)據(jù)手冊(cè)，下圖擇出來的表格詳細(xì)說明了 2EP110R 和 2EP130R 占空比的相關(guān)性，以及 2EP130R 的開關(guān)頻率和過流保護(hù)級(jí)別。例如，如果需要選擇103kHZ頻率，找到對(duì)應(yīng)的電阻阻值為1740ohm，類似的過程也適用于占空比和過流保護(hù)級(jí)別設(shè)計(jì)。設(shè)定的電阻從專用功能引腳連接到地，2EP變壓器驅(qū)動(dòng)器會(huì)在上電時(shí)讀出這些電阻值，并在下次上電前一直使用這些值，這種方法可確保電阻值不會(huì)因應(yīng)用噪聲而受干擾。

結(jié)語

英飛凌擁有一流的功率開關(guān)和隔離柵極驅(qū)動(dòng)器，為這些驅(qū)動(dòng)器提供可靠的電源至關(guān)重要，而這正是 2EP EiceDRIVER? Power 系列所發(fā)揮的作用，它專為滿足IGBT和SIC MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)器的供電需求而設(shè)計(jì)，也可滿足其他需要從低電壓輸入源，提供隔離式低功耗電源的應(yīng)用的需求。該系列產(chǎn)品共有4個(gè)版本，每個(gè)版本都有自己的特點(diǎn)，它們的引腳也具有兼容性，因此用戶可以在不同型號(hào)之間輕松切換，這些驅(qū)動(dòng)器具有各種功能，如欠壓鎖定、可調(diào)占空比、保護(hù)機(jī)制等。他們可用于太陽能逆變器和電動(dòng)汽車充電站等各種電源應(yīng)用，其設(shè)計(jì)既方便用戶使用，又具有成本優(yōu)勢(shì)，因此，無論是開發(fā)太陽能逆變器，電動(dòng)汽車充電站還是電機(jī)驅(qū)動(dòng)逆變器， 2EP EiceDRIVER? Power 系列都能滿足你的需求。