UCC27321高速驅(qū)動MOSFET芯片的應用設計
當電容放電時,對地傳輸?shù)哪芰恳矠镋。這樣芯片提供的功率損耗為:
其中: 為開關管的工作頻率
如果驅(qū)動芯片與柵極之間沒有串接額外的電阻,則電路回路的阻抗會消耗這一部分能量即所有的能量會損耗在驅(qū)動芯片內(nèi)部:電容充電和放電時各消耗一半能量。以下舉例說明這一情況:
根據(jù)以上方程式可以確定功率MOSFET的所需柵極電壓。
5 應用實例
圖4給出了應用于推挽正激的驅(qū)動電路:
?。╝)為運用UCC27321的光耦隔離驅(qū)動。由于上管和下管不共地,為了實現(xiàn)電氣上的隔離,在UC3525的輸出與UCC27321的輸入之間增加了快速光耦隔離芯片HCPL4504。采用光耦隔離,使得外圍電路簡單,設計較容易,但需兩路激勵電源。
?。╞)為傳統(tǒng)推挽變壓器隔離驅(qū)動,由于采用變壓器實現(xiàn)電氣隔離,進行電流、電壓變換,應用范圍較廣。但缺點是體積重量較大,驅(qū)動變壓器容易激磁飽和,設計相對困難。
實驗中所采用的MOSFET為IRFP460,其典型參數(shù)為:Ciss=4.1nF;Qg=120nC;VDS=500V;ID=20A;VGS=±20V。 測試電路為圖4所示電路,開關頻率為50kHz。從導通和關斷時間來看:采用推挽式驅(qū)動電路時,開關管的導通時間和關斷時間將近為180ns;而采用UCC27321驅(qū)動芯片后,導通時間僅為80ns,關斷時間則為70ns。從波形(見圖5)來看:采用UCC27321驅(qū)動芯片后,功率管開通時,驅(qū)動電路提供的柵極電壓具有快速的上升沿,并一開始有一定的過沖;關斷瞬時,提供了較大的反壓,使管子可靠關斷,開關管的導通特性和關斷特性明顯改善。所以采用UCC27321驅(qū)動芯片構成的驅(qū)動電路,開關管的開通和關斷損耗都將會大大減小。
6 結(jié)論
通過實驗驗證UCC27321驅(qū)動芯片具有良好的驅(qū)動特性,能快速驅(qū)動MOSFET,從而減小了開通和關斷損耗。同時,通過設置使能端能設計出性能優(yōu)異的保護電路,具有外圍電路簡潔,實現(xiàn)電源,輸入、輸出地之間的解耦,可靠性高等優(yōu)點。能很好地應用于高速MOSFET的驅(qū)動電路設計。
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