UCC27321高速M(fèi)OSFET驅(qū)動(dòng)芯片的功能與應(yīng)用
加入技術(shù)交流群
A、MOSFET管工作在高頻時(shí)，必須注意以下兩點(diǎn)[1]：
①盡可能減少M(fèi)OSFET各端點(diǎn)的連接線長(zhǎng)度，特別是柵極引線。若不行，可在靠近柵極處串聯(lián)一小電阻以便抑制寄生振蕩。（如圖2）
②由于MOSFET的輸入阻抗高，驅(qū)動(dòng)電源的輸出阻抗必須比較低，以避免正反饋引起的振蕩。特別是MOSFET的直流輸入阻抗非常高，而它的交流輸入阻抗是隨頻率而改變的，因此MOSFET的驅(qū)動(dòng)波形的上升和下降時(shí)間與驅(qū)動(dòng)脈沖發(fā)生器的阻抗有關(guān)。
B、MOSFET的最佳驅(qū)動(dòng)特性應(yīng)具有：
①功率管開通時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路提供的柵極電壓應(yīng)有快速的上升沿，并一開始有一定的過(guò)沖，以加速開通過(guò)程。
②功率管導(dǎo)通期間，應(yīng)能在任何負(fù)載情況下都能保證功率管處于導(dǎo)通狀態(tài)，且使功率管Vds在管子導(dǎo)通的前提下壓降較低，以保證低的導(dǎo)通損耗。
③關(guān)斷瞬時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)提供足夠的反壓，使漏極電流迅速下降，加速關(guān)斷過(guò)程。（圖3為最佳柵極驅(qū)動(dòng)電壓波形）
4 UCC27321使用注意事項(xiàng)
⑴電路布局上的考慮[2，3]：
UCC27321的最大輸入電流為500mA，輸入信號(hào)可以由PWM控制芯片或邏輯門產(chǎn)生。我們不需要對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行整形而刻意減小驅(qū)動(dòng)速度。若想限制其驅(qū)動(dòng)速度，可在其輸出端與負(fù)載間串一個(gè)電阻，有助于吸收驅(qū)動(dòng)芯片的損耗。
驅(qū)動(dòng)芯品的低阻抗和高di/dt,都會(huì)帶來(lái)寄生電感和寄生電容產(chǎn)生的振鈴。為盡可能消除這些不良影響，我們?cè)陔娐凡季稚蠎?yīng)加以注意：
總的來(lái)說(shuō)，驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)盡可能的靠近負(fù)載。在UCC27321的輸出側(cè)VDD和地之間跨接一個(gè)1uF的低ESR電容以濾除電源高頻分量。將PIN1和PIN8、PIN4和PIN5相連；輸出端PIN6和PIN7相連后接至負(fù)載。
PGND、AGND之間，兩個(gè)VDD引腳之間都存在一個(gè)較小的阻抗。為了使輸入、輸出電源和地之間進(jìn)行解耦，同時(shí)利用上述特征，可在5腳和8腳之間跨接一個(gè)1uF的低ESR電容（有助于獲得大的驅(qū)動(dòng)電流），在1腳和4腳之間跨接一個(gè)0.1uF的陶瓷電容以降低輸出阻抗。若想獲得進(jìn)一步的解耦，可在PIN1和PIN8之間串一小磁環(huán)以消除電流振蕩；在PIN4和PIN5之間加一對(duì)反并聯(lián)二極管，實(shí)現(xiàn)PGND和AGND之間的解耦。
由于在MOSFET開通時(shí)UCC27321能提供很大的充電電流，根據(jù)公式
⑵驅(qū)動(dòng)電流和功率要求[4，5]
在MOSFET開通時(shí)UCC27321能提供幾百納秒的9A峰值電流，使其迅速開通；為求迅速關(guān)斷，驅(qū)動(dòng)芯片應(yīng)能對(duì)地提供同樣高的放電電流。由于功率MOSFET為容性負(fù)載，開通時(shí)MOSFET柵極電壓偏置為Vg，則給電容的充電能量可簡(jiǎn)單地看作為：
Ciss為MOSFET輸入電容，Vg為柵極偏置電壓。
當(dāng)電容放電時(shí)，對(duì)地傳輸?shù)哪芰恳矠镋。這樣芯片提供的功率損耗為：
其中：
如果驅(qū)動(dòng)芯片與柵極之間沒(méi)有串接額外的電阻，則電路回路的阻抗會(huì)消耗這一部分能量即所有的能量會(huì)損耗在驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)部：電容充電和放電時(shí)各消耗一半能量。以下舉例說(shuō)明這一情況：
根據(jù)以上方程式可以確定功率MOSFET的所需柵極電壓。
上拉電阻相關(guān)文章:上拉電阻原理
評(píng)論