【经验】隔离栅极驱动器Si826x的输入及输出电路设计要点

时间： 2019-03-10 来源：Silicon Labs

技术问答

Si826x是SILICON LABS（芯科科技）推出的插入式且引脚兼容的隔离栅极驱动器，是光电耦合栅极驱动器的升级产品。与光电耦合栅极驱动器相比，Si826x具有更长的使用寿命以及更高的可靠性，非常适用于驱动各种转换器和电机控制应用中的功率MOSFET和IGBT。

Si826x隔离栅极驱动器采用了Silicon Labs专有的芯片隔离技术，具有更高的性能、更低的由温度和老化引起的性能变异、更紧密的零件匹配度以及出色的共模抑制性能（>50 kV/μs）。Si826x的输入电路模拟LED（发光二极管）的特性，降低了对驱动电流的要求，从而提高了效率。本文主要讨论Si826x的输入及输出电路的设计要点。

一、输入电路

图1和图2是典型的Si826x输入电路，是专为提高光耦输入共模抑制和噪声性能而设计的。在图1中，当控制输入为高电平时，LED就会打开。若LED的阳极和阴极受到高共模瞬态干扰，从LED到电源和接地导体之间的内部电容耦合可能会使LED瞬间进入关闭状态。在图2中，使用一个阻值足够小的电阻R1，为LED提供过驱动，从而确保在发生共模瞬态事件时LED能够保持打开状态。在低输出状态下，Q1将LED短路，进一步提高了共模瞬态抑制。

图1 Si826x输入电路

图2 具有高CMR（共模抑制比）的Si826x输入电路

与光耦驱动器相比，Si826x隔离栅极驱动器的输入电路需要的电流更小，并且关闭状态下的噪声容限提高了一倍。在图2中，为了将输入电流（IF）限制在其最大额定值内，可能需要提高R1的阻值。此外，在关闭状态下，无需将Si826x的输入二极管进行反向偏置。若进行反向偏置，为保证Si826x的阳极对阴极的参考电压不超过-0.3V，应不填充负偏压电路或修改电路（例如增加一个箝位二极管或限流电阻）。

图3所示的三种Si826x输入电路，效率要高于图1和图2所示的电路。其中S1和S2代表任意合适的开关，比如BJT、MOSFET、模拟传输门、处理器的I/O等。如图3中的C图所示，Si826x的输入可以是任何MCU或者能够提供不低于6mA电流的FPGA（现场可编程门阵列）的I/O接口。此外，输入电流IF的值（处于IF(MIN)和IF(MAX)之间）不会显著影响Si826x的传播延迟和输出驱动。

图3 三种新的Si826x输入电路

二、输出电路

Si826x的GND引脚可以高于地，也可以低于地，只要VDD引脚对GND引脚的参考电压达到最大值（30V）就行。VDD的去耦电容应尽可能地靠近封装引脚放置，这些电容的最佳取值范围由负载电流以及芯片与电源间的距离决定。建议使用0.1μF和10μF的旁路电容来降低高频噪声和提高性能。

在设计Si826x的连接电路时，最重要的是减小驱动路径上的振铃和VDD线路上的噪声，必须尽可能使Si826x的位置靠近被驱动的器件，以减小寄生电感，VDD的电源线和接地线必须要短。分离接地系统为功率器件提供了独立的接地和VDD平面，以及小信号组件，提供了最佳的整体噪声性能。

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思瑞浦（3PEAK）汽车应用线性/转换器/电源管理产品选型指南

描述- 3PEAK is committed to the research and development of high-performance, high-quality, and highly reliable integrated circuit products, including signal chains, power analog chips, mixed-signal frontends, and embedded processors to provide customers with all-around solutions.

型号- TPM27524Q-SO1R-S,TPQ50571Q-QFNR-S,TPL803133Q-DF6R-S,TPA1882Q-VR-S,TPA5562Q-VS1R-S,TPT1029Q-DFCR-S,TPC5120Q-TS7R-S,TPT1044Q-DFCR-S,TPT1029Q-SO1R-S,TPM2025Q-FC1R-S,TPL803150Q-DF6R-S,TPL910ADJQ-DF6R-S,TPT1042Q-SO1R-S,TPS42S40BQ-TSAR-S,TPA1882Q-SO1R-S,TPA1881Q-S5TR-S,TPA5561Q-S5TR-S,TPL853650Q-TSBR-S,TPA5562Q-SO1R-S,TPT1057Q-SO1R-S,TPV710NZQ-S5TR-S,TPQ5055Q-DFTR-S,TPT1044Q-SO1R-S,TPT1057Q-DFCR-S,TPT1462VQ-DFCR-S,TPT1044VQ-SO1R-S,TPT1024Q-QFXR-S,TPA2031Q-S5TR-S,TPC5121Q-TS8R-S,TPM27524Q-DF4R-S,TPT1051VQ-DF6R-S,TPT1043Q-SO2R-S,TPL803150Q-EV1R-S,TPT1021Q-DFCR-S,TPT1051Q-SO1R-S,TPL803133Q-EV1R-S,TPV8368SAQ-S6TR-S,TS2903Q-SO1R-S,TPA5572Q-VS1R-S,TPT1462Q-DFCR-S,TPA5571Q-S5TR-S,TPM5350MQ-SOAR-S,TPT10285Q-SO1R-S,TPT1022Q-DFKR-S,LM2903DQ-SO1R-S,TPT1051Q-DF6R-S,TPL8652FQ-ES1R-S,TPT1057VQ-SO1R-S,TPT1051VQ-SO1R-S,TPM2015Q-FC1R-S,TPA1862Q-SO1R-S,TPT10283Q-SO1R-S,TPT1042VQ-SO1R-S,TPL803133Q-ST4R-S,TPL803433Q-EV1R-S,TPL803450Q-EV1R-S,TPQ50551Q-DFTR-S,TPT29539Q-TS5R-S,TPM92611Q-EV1R-S,TPL855650Q-TSCR-S,TPL803150Q-ST4R-S,TPS42S40AQ-TSAR-S,TPM27524Q-EV1R-S,TPM6505BQ-S6TR-S,TPM6501AQ-S5TR-S,TPA5571NQ-S6TR-S,TPT1022Q-SO2R-S,TPT1043Q-DFKR-S,TPL855633Q-TSCR-S,TPT1044VQ-DFCR-S,TPL853633Q-TSBR-S,TPT1057VQ-DFCR-S,TPL8651Q-ES1R-S,TPT1145NQ-SO2R-S,TPT1462VQ-SO1R-S,TPT1145NQ-DFKR-S,TPM6505AQ-S6TR-S,TPT1462Q-SO1R-S,TPT10285Q-DFCR-S,TPL8151ADQ-ES1R-S,TPA1861Q-S5TR-S,TP28Q-VS1R-S,TPT1042VQ-DF6R-S,TPL8032ADQ-ES1R-S,TPW3188Q-TS3R-S,TPT1042Q-DF6R-S,TPT10283Q-DFCR-S,TPA5572Q-SO1R-S,TPT1021Q-SO1R-S

选型指南 - 思瑞浦 - Rev.3 - 2024/3/12 PDF 英文下载

GLW(格励微) 数字隔离器/隔离驱动器/总线接口芯片/隔离DC-DC转换器选型指南

描述- 中科格励微成立于2017年10月,专注于数字隔离技术研究。公司现有员工200余人,拥有一支设计经验丰富的混合集成电路设计队伍,在北京、天津、西安、成都设立四大研发中心。公司掌握自主知识产权的电磁数字隔离器和电容数字隔离器设计技术,建有完整的数字隔离器设计技术平台、片上变压器/电容器加工工艺平台和隔离全参数测试平台。公司产品包括数字隔离器、隔离电源、总线接口、隔离驱动器等系列产品,产品广泛应用于新能源、工业控制、数字电源、智能电气等领域。

型号- GIC1400H-SW,GID3404A-LB,GIB1251-SN,GID2402A-SN,GIC1400H-SS,GID3404D-SN,GIB2491-SW,GIC1603H-SS,GIC1400H-SN,GIC1603H-SN,GIT3232-ST,GIC1603H-SW,GIC1401L-SW,GIC1211L-SN,GIT3232-SN,GID2402A-SW,GID3403B-LB,GID3404D-SW,GID1200,GIB1260-SW,GIB249X,GIC1402H-SW,GIP6414L-SW,GID2402D-SN,GID2402A-LB,GIC1402H-SS,GID3403B-SW,GID3404D-LB,GIC1201L-SN,GIB2582-SW,GIC1601H -SS,GIC1211L-SW,GIT3232,GID3403B-SN,GID2402D-SW,GIC140X,GIC1200L-SW,GIP5028-SW,GIB3251-SW,GID2402C-SN,GID3403C-SW,GID3404C-LB,GID340X,GIP6412L-SW,GIP6411H-SW,GIC1201H-SN,GIC1600H-SW,GID3403C-SN,GIC1600H-SS,GIP6413H-SW,GIC1600H-SN,GID2402C-SW,GIC1201H-SW,GIB3251,GIC1601L-SW,GIC1601L-SS,GID3404A-SN,GIB2492-SW,GIP6410L-SW,GIC1602H-SW,GID2402C-LB,GID1200-SW,GIC1601L-SN,GIC1602H-SN,GIC1401L-SN,GIC1401L-SS,GIC1602H-SS,GIC1402H-SN,GIP641X,GIB3053-SW,GID3404A-SW,GIC1603L-SS,GIP5028,GIC1603L-SW,GID2402B-LB,GID3403A-SW,GIC1603L-SN,GIC1401H-SW,GID3403A-SN,GIC1400L-SN,GIC12XX,GIC1401H-SS,GIC1400L-SW,GIC1401H-SN,GIB2582,GID3404C-SN,GIC1211H-SN,GIB1250-SN,GIP6411L-SW,GIC1402L-SW,GIC1402L-SS,GIC1211H-SW,GIC1402L-SN,GIP6410H-SW,GIB1260,GID3403C-LB,GID3404C-SW,GIC1200L-SN,GIC1601H-SN,GIC160X,GIC1200H-SN,GID3404B-SN,GIP6413L-SW,GIP6414H-SW,GIB125X,GIC1200H-SW,GID2402D-LB,GIC1600L-SW,GIP6412H-SW,GIC1600L-SS,GID3403D-LB,GID3404B-SW,GIC1201L-SW,GIC1600L-SN,GIB4651-SW,GIB3053,GID2402B-SN,GID3404B-LB,GIC1400L-SS,GID3403D-SW,GIC1602L-SS,GID3403A-LB,GID3403D-SN,GIC1602L-SW,GID2402,GIC1601H-SW,GID2402B-SW,GIC1602L-SN

选型指南 - GLW - 2024A - 2024/3/28 PDF 中文下载

【应用】英诺赛科氮化镓开关管助力双向AC-DC变换器设计，转换效率达95%

芯仙能源技术推出的这款双向AC-DC变换器具备2000W输出功率，支持整流输出模式和逆变模式，适合用于48V电池系统的储能应用等场合。逆变模块内部采用英诺赛科的氮化镓器件、继电器来自Churod中汇瑞德，线圈电压12V，触点容量50A；通过纳芯微驱动器驱动氮化镓开关管，交流输入和输出保险丝来自华德电子，为WM50系列电力熔断器。

应用方案发布时间 : 2023-03-04

Si8273、Si8274和Si8275隔离式栅极驱动器的高侧/低侧驱动电路和双驱动电路设计

Si827x是Silicon Labs推出的具有高瞬态抗扰性的隔离式栅极驱动器，具有良好共模瞬变抗扰度（200kV/μs）和闩锁抑制能力（400kV/μs），适用于具有快速开关和潜在噪声的电源系统，是驱动隔离MOSFET、IGBT、SiC（碳化硅） FET 和GaN（氮化镓） FET的理想选择。本文介绍Si827x中的Si8273、Si8274和Si8275设计的高侧/低侧驱动电路和双驱动电路.

应用方案发布时间 : 2019-03-10

芯伯乐提供满足当今电源需求的全系列栅极驱动电源产品，可承受0.5A反向电流，输入逻辑保护低至-10V

电源是电子设备的基础，其中的栅极驱动器是稳定提供设备电源的关键。栅极驱动器是一种功率放大器，它接受来自控制器芯片的低功率输入，并为高功率晶体管（例如IGBT或功率MOSFET）的栅极产生高电流驱动输入。本文将为您介绍芯伯乐品牌的栅极驱动芯片系列产品，栅极驱动电源产品系列的功能特性，电学参数以及应用领域。

产品发布时间 : 2023-12-01

【应用】适合SIC MOS管的驱动芯片,驱动能力高达4A

普通的驱动芯片无法满足SIC MOS高频率的开关速度，Silicon Labs推出的隔离栅极驱动器SI8273,最大输出4A的驱动能力，能满足高频率的驱动且损耗非常小。

新应用发布时间 : 2017-10-21

【选型】如何为SIC MOSFET选择一款理想的隔离驱动芯片？

Silicon labs SI827x隔离栅极驱动器高达4A峰值驱动电流，业界最高的抗扰性能（200kV/μs）和闩锁免疫能力（400kV/μs）。最大60ns传输延迟，非常低的抖动200ps p-p。

器件选型发布时间 : 2018-01-31

必易微（KIWI）栅极驱动IC选型表

描述- 深圳市必易微电子股份有限公司（股票代码：688045）是一家高性能模拟及数模混合集成电路供应商，主营产品包括 AC-DC、DC-DC、驱动 IC、线性稳压、电池管理、充电管理、放大器、数模转换器、传感器等，为消费电子、工业控制、网络通讯、数据中心、汽车电子等领域客户提供一站式芯片解决方案和系统集成。

型号- KP85303,KP85201,KP85321,KP85211,KP85302,KP85632,KP85301,KP85631

选型指南 - 必易微 - 2023/9/5 PDF 中文下载

数明半导体（Sillumin）光伏逆变器用芯片产品选型指南

描述- 光伏逆变器是将光伏组件产生的直流电转换成交流电的设备。按照是否与电网并网分为并网逆变器和离网逆变器。并网逆变器又可以分为集中式逆变器、集散式逆变器、组串式逆变器、微型逆变器等。带有储能功能的并网逆变器又称储能逆变器。离网逆变器一般都具有储能功能。光伏逆变器的前一级是光伏组件，一般由多个光伏组件串并构成，后一级是电网。光伏逆变器一般包含MPPT模块、DC/AC逆变模块、双向DC-DC储能模块等。模块间需要实现可靠通信及安规隔离等功能，而且每个模块都需要满足10-25年的使用寿命。这对系统的设计与关键器件的性能提出严苛的要求。

型号- SILM59XX 系列,SILM5350RABCA-DG,SILM5142SCM-DG,SILM8244BBCG-DG,SILM8243ABCP-DG,SLMI335CG-DG,SILM5150SDC-DG,SILM5350SDBCA-DG,SILM8243GBCP-DG,SILM5350PABCA-DG,SILM5350HABCA-DG,SILM8244DBCP-DG,SLMI8230DDCG-DG,SILM5206E25-DG,SILM58XX系列,SLMI8232DDCG-DG,SLMI332HCG-DG,SILM5350FABCA-DG,SILM5350RGBCA-DG,SILM5350PGBCA-DG,SILM5721CM-DG,SILM5768LCG-DG,SLMI8231BDCG-DG,SILM5722FCA-DG,SILM5206,SLMI8233BDCG-DG,SLMI8235BDCG-DG,SILM5767FCG-DG,SILM5761FCG-DG,SLMI823X系列,SILM5766CG-DG,SILM5350HGBCA-DG,SLM27211EL-7G,SLM2186,SILM5741FCG-DG,SILM8244GBCG-DG,SLM27212,SILM824X,SLM27211,SILM5762CG-DG,SIL M5762FCG-DG,SLMI8233HBDCG-DG,SILM5721FCA-DG,SLMI350DB-DG,SILM5740CG-DG,SILM576X系列,SLMI8233HDDCP-DG,SILM5350系列,SILM5852SHCG-DG,SILM5206M05-DG,SILM5742FCG-DG,SILM8245BBCP-DG,SLMI333CG-DG,SILM8244BBCL-DG,SILM27624,SILM5731CG-DG,SILM5350MBDCM-DG,SILM5350PBBCA-DG,SLM343CK-DG,SLM340CK-DG,SILM5350PGDCM-DG,SILM5350MDBCA-DG,SILM576X,SILM57XX,SILM8245DBCG-DG,SILM5150SCG-DG,SILM5350HBBCA-DG,SILM5766FCG-DG,SILM27624MGB-DG,SILM5350PADCM-DG,SLMI8235HDDCG-DG,SILM5350HADCM-DG,SLMI331HCG-DG,SLMI34X,SILM574X系列,SILLM5764FCG-DG,SILM5350FGDCM-DG,SILM8245ABCL-DG,SLMI333HCG-DG,SILM5992SHCG-DG,SILM8243ABCL-DG,SILM5742CG-DG,SILM8244DBCL-DG,SILM27212EK-DG,SILM5722FCM-DG,SILM8245DBCL-DG,SILM8244GBCL-DG,SILM5730FCG-DG,SILM5350RBDCM-DG,SLM27524,SILM5741CG-DG,SILM5350SGDCM-DG,SILM5764CG-DG,SILM5150S,SILM5760CG-DG,SILM5350MADCM-DG,SLMI8234HBDCP-DG,SILM8244DBCG-DG,SILM5350SBBCA-DG,SLM345CK-DG,SILM5769LCG-DG,SILM5350,SILM5142SCG-DG,SLMI8235HBDCG-DG,SILM8243BBCP-DG,SLMI335HCG-DG,SILM5720FCM-DG,SILM8245BBCL-DG,SLMI350,SLMI8235HDDCP-DG,SLMI8233DDCG-DG,SILM5144SCA-DG,SLMI33X,SLMI334CG-DG,SILM8245ABCG-DG,SILM5761CG-DG,SLM34X系列,SILM5767CG-DG,SLMI8233HDDCG-DG,SILM5721FCM-DG,SILM5722CM-DG,SLMI334HCG-DG,SILM5350MGBCA-DG,SILM5350FBBCA-DG,SLM27524CA-DG,SILM5202CM-DG,SILM5350RADCM-DG,SILM5350SABCA-DG,SILM8243BBCG-DG,SILM824X系列,SILM5206E05-DG,SILM5765CG-DG,SLMI8234HDDCP-DG,SILM5206系列,SLMI8234HBDCG-DG,SILM8244ABCP-DG,SLMI8235HBDCP-DG,SILM5350RDBCA-DG,SILM8244GBCP-DG,SILM27212系列,SILM8243DBCP-DG,SILM5350MABCA-DG,SILM27624HGB-DG,SILM573X系列,SILM52XX,SILM5350HDBCA-DG,SILM5350PDBCA-DG,SILM5350FDBCA-DG,SILM5851NHCG-DG,SILM5142S,SILM5211CM-DG,SILM8245BBCG-DG,SILM5206M25-DG,SILM27624HCA-DG,SILM5763CG-DG,SLMI332CG-DG,SLM27524GB-DG,SLM34X,SILM8243BBCL-DG,SILM5150,SLMI8235DDCG-DG,SILM5350HBDCM-DG,SILM5720CM-DG,SILM5765FCG-DG,SILM5350SGBCA-DG,SLMI8231DDCG-DG,SLM346CK-DG,SILM5350RDDCM-DG,SILM8243ABCG-DG,SLMI8230BDCG-DG,SILM5722CA-DG,SLMI8234BDCG-DG,SILM5350FDDCM-DG,SILM27212,SLM27211EK-DG,SILM5731FCG-DG,SILM8243GBCG-DG,SLM27211系列,SILM5350HGDCM-DG,SILM5991SHCG-DG,SLMI330CG-DG,SILM5768LNCG-DG,SILM5769LNCG-DG,SILM27624LCA-DG,SILM8244ABCL-DG,SILM5350MGDCM-DG,SILM5200CM-DG,SILM8243DBCL-DG,SILM5740FCG-DG,SILM8245GBCL-DG,SLM27211CA-DG,SILM5760FCG-DG,SILM5720FCA-DG,SILM5730CG-DG,SILM8244ABCG-DG,SILM27624LGB-DG,SILM5350MDDCM-DG,SILM8243GBCL-DG,SILM52XX系列,SILM5350PBDCM-DG,SLMI330HCG-DG,SILM574X,SILM58XX,SLMI33X系列,SILM5932SHOCG-DG,SILM5350SDDCM-DG,SLMI8234HDDCG-DG,SLM341CK-DG,SILM5721CA-DG,SILM5350MBBCA-DG,SILM5150SCM-DG,SILM5350SADCM-DG,SILM8245GBCG-DG,SILM572X系列,SILM5350FGBCA-DG,SILM573X,SILM8244BBCP-DG,SILM5720CA-DG,SLMI823X,SILM5350FBDCM-DG,SLMI8234DDCG-DG,SILM5350FADCM-DG,SILM27624MCA-DG,SILM5350RBBCA-DG,SILM5350SBDCM-DG,SILM5350RGDCM-DG,SILM572X,SILM5350HDDCM-DG,SILM5763FCG-DG,SILM5350PDDCM-DG,SILM5144S,SILM59XX,SLMI8232BDCG-DG,SLMI8233HBDCP-DG,SILM8243DBCG-DG,SLMI331CG-DG,SLM27211CB-DG

选型指南 - 数明半导体 - 2023/7/21 PDF 中文下载