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

2019-03-10 Silicon Labs
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Si827xSILICON LABS(芯科科技)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),非常适用于具有快速开关和潜在噪声的电源系统。

Si827x在单一封装中为隔离栅极驱动应用提供单驱动器或两个4A隔离驱动器组合,其VDDI电压可低至2.5V,使设计师能够设计出低功耗的低电压电源,提高系统效率,并支持与低功耗的MCU兼容。Si827x具有集成度高、传播延迟时间短、尺寸小和灵活性高的特点,是驱动隔离MOSFET、IGBT、SiC(碳化硅) FET 和GaN(氮化镓) FET的理想选择。本文主要介绍分别应用Si827x中的Si8273Si8274Si8275设计的高侧/低侧驱动电路和双驱动电路。

图1是应用Si827x设计的半桥驱动电路。在左图A所示的电路中,Si8273由VIA和VIB两个数字信号控制;在右图B所示的电路中,Si8274由一个PWM信号控制。

图1     应用Si827x设计的半桥驱动电路

 

图1中的D1和CB组成一个常规的自举电路,使VOA输出成为Q1的高侧驱动,Q1的最大漏极电压是1500V。自举电路的启动时间取决于所选的电容CB。VOB输出是低侧驱动,VDD2通常等同于VDDB。在实际应用中,VOA输出和VOB输出的连接电路也可以互换,即让VOA输出作为低侧驱动、VOB输出作为高侧驱动。

 

Si827x输入侧的VDD电压范围要求是2.5~5.5V,输出侧的VDDA和VDDB电源电压(各自的对地电压)则必须在4.2~30V之间。Si827x输入侧和输出侧的旁路电容都有助于降低高频噪声和提高性能,这些电容要尽可能地靠近Si827x布置。

 

图2是应用Si8275设计的双驱动电路。其中Q1和Q2的漏极电压可以参考相同的地,也可以参考不同的地,Q1和Q2间的电压可高达1500VDC。

图2      应用Si8275设计的双驱动电路

 

两个驱动器是相互独立的,因此VOA和VOB相对电压的极性可以是相反的,即VOA的电压可以高于或低于VOB的电压,且不会损坏驱动器。在高侧/低侧双驱动应用中,允许选择VOA或VOB作为高侧驱动。当然也可以将两个输出都用作高侧驱动或都用作低侧驱动(即双高侧驱动或双高侧驱动),且不受静态或动态电压极性变化的影响。

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