【经验】SI828x隔离栅极驱动器为MOSFET和IGBT驱动电路提供设计方案

时间： 2019-07-21 来源：Silicon Labs

技术问答

SI828x系列产品是SILICON LABS推出的隔离栅极驱动器，具备故障检测和保护功能，具备去饱和检测保护，米勒钳位等功能，大部分产品（除SI8286外）都具有3个独立输出引脚（开通引脚，关断引脚，米勒钳位引脚）。SI828x隔离栅极驱动器采用Silicon Labs自主研发的硅隔离技术，隔离电压达到5KVrms，具有较高的抗噪声干扰能力，高可靠性，高速，低延迟的性能，能够满足IGBT及MOSFET应用需求，也能够用于SiC MOSFET的驱动。如图1所示为SI828x隔离栅极驱动器典型应用电路图。

图1 SI828x隔离栅极驱动器典型应用电路图

MOSFET和IGBT的驱动过程是一个给寄生电容的充放电过程，我们可以通过分析MOSFET的开通和关断过程中各电压电流，来理解MOSFET的驱动过程。如图2所示为MOSFET寄生电容模型。如图3所示为MOSFET开通及关断过程中栅极电压电流波形图。

图2 MOSFET等效电容模型

图3 MOSFET开通及断开过程中栅极电压电流波形图

图3所示，MOSFET和IGBT在导通和断开状态下，其栅极电流为零，只有在开通和关断过程中存在驱动电流。更快的开通和关断速度，需要更大的栅极驱动电流。再来分析，图4所示为MOSFET开通过程中栅极电压及漏源极电压电流波形，t0-t1时刻，驱动电流给CGS充电，VGS电压上升，达到MOSFET开启电压Vth，MOSFET开始导通，此时漏源极电流IDS很小；t1-t2时刻，驱动电流继续给CGS充电，VGS电压上升，漏源极电流IDS不断升高，到t2时刻，IDS接近最大值，此时漏源极电压VDS开始迅速下降；t2-t3时刻，由于漏源极电压VDS开始迅速下降，驱动电流主要给CGD充电，VGS维持一个平台，IDS上升较小，到t3时刻，VDS接近于零；t3-t4时刻，VGS继续上升到驱动电压最大值，MOSFET全导通，VDS维持在导通压降，IDS达到最大值。

图4 MOSFET开通过程中栅极电压及漏源极电压电流波形图

对于3个独立输出引脚的栅极驱动器，可以单独设计不同开通驱动电阻和关断驱动电阻，设计不同开通和关断速度，达到一些特殊的目的。比如，对于半桥电流，上下MOSFET在开通和关断时的贯通短路现象，会导致电路损耗增大，效率降低，为此，我们设计不同RH和RL，使贯通短路电流降低，提升效率，如图5所示半桥驱动电路。如图6 所示为不同RH和RL的贯通短路电流，对比左右两个图，右侧图示通过加大开通驱动电阻RH，减慢开通速度，降低关断驱动电阻RL，加快关断速度，使贯通短路电流降低，提高了效率。

图5 半桥驱动电路

图6 不同RH和RL的贯通短路电流

隔离栅极驱动器SI828x驱动电路的设计主要工作是，根据需求开关频率，开通和关断时间，驱动电压，所选择的MOSFET或者IGBT，计算RH和RL的阻值和功率，及去饱和电路设计。如图7所示为半桥电路的SI828x驱动电路设计。图中，上下桥驱动电路完全一致，保证上下桥的对称性，3个独立输出引脚，不同开通和关断驱动电阻，同样的去饱和检测电路。

图7所示为半桥电路的SI828x驱动电路设计

隔离栅极驱动器SI828x可以灵活的设计驱动电路，具备多种保护功能，电气隔离可以运用于对安全要求较高领域，能够很好的发挥MOSFET和IGBT的性能，提高可靠性，降低损耗。

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群芯微（Qunxin Microelectronics）光电耦合器选型指南

目录- 企业介绍应用领域产品路线图示例产品选型表晶体管光耦达林顿光耦光继电器可控硅光耦高速光耦（智能）栅极驱动光耦智能功率模块接口光光耦隔离运算放大器品质保证产品及体系认证车规认证

型号- QX2223,QX0723,QX4N33,QX0601,QX1019,QX330J,QX1018,QX0721,QX0720,QXC79B,QX21X,QXC79A,QX2222,QX357,QX358,QX354,QXM343,QX350,QXM3011,QXM3012,QXM3013,QXM341,QXV25X,QX2213,QX308X,QX22X,QX58X,QX127,QXC53X,QXS258H,QX481,QXM3020,QXM3021,QX480,QXM456,QXM3022,QXM3023,QXC790,QXC87BT,QX3213,QXN6N139,QXX213,QX3H7,QX3H4,QX818,QX816,QX817,QX101X,QX814,QX0501,QX815,QXN6N137,QXN6N138,QX2122,QXN6N135,QXN6N136,QXM480,QXM481,QX333J,QXN261L,QXX223,QXN3150,QX331J,QX827,QX825,QX0611,QX826,QX332J,QXN201,QXN200,QX8801,QX075L,QXM3061,QXM3062,QX41X,QX2020,QX2021,QX53X,QX2022,QX2023,QXW723,QXM303X,QX314,QX553,QXN350,QX6N135,QX551,QX6N136,QX552,QX6N137,QX6N138,QX6N139,QXM3052,QXM3053,QXW720,QXW721,QXW601,QX074L,QXC87AT,QXY258H,QXN4506,QX1722,QXN4504,QX0511,QX0631,QX54X,QX42X,QX2011,QX0630,QX2012,QX2013,QX3223,QX562,QX563,QX561,QXM3063,QX3906,QXM304X,QX202X,QXM721,QX2601,QXN139,QXM601,QXM723,QX2041,QX2042,QX3010,QX2043,QX3011,QX3012,QX216,QX55X,QX217,QX214,QXC7723,QX215,QX212,QX337J,QXM301X,QX213,QX452,QXW60X,QXC7721,QX451,QXC7720,QXN135,QXN136,QXM3031,QXN137,QXM3032,QXM720,QXN138,QXM3033,QXW501,QX7723,QX201X,QXH87AT,QXM3051,QX4NXX,QX0534,QX3120,QX2031,QX7721,QX2032,QX2154,QX2033,QX0531,QX56X,QX7840,QX8016,QX227,QX0530,QX7720,QX33XJ,QXM302X,QX226,QX223,QX224,QX222,QX343,QX340,QX582,QX341,QX583,QXM3041,QX581,QXM3042,QXM3043,QXS259,QXS258,QXW611,QX204X,QX301X,QXM501,QXH87BT,QX3150,QX2061,QX2062,QX2063,QX3031,QX3032,QXM60X,QX3033,QX339J,QXV41X,QXC601,QX17X,QXH11L1,QXH11L2,QXH11L3,QXN825,QXN826,QXN827,QX203X,QXC70A,QXM611,QXH720,QX3140,QX2051,QX0314,QX2052,QX3020,QX2053,QX3021,QX3022,QX3023,QX522,QX523,QX520,QX521,QXY258,QXM308X,QXW511,QXY259,QXS25X,QX0341,QX303X,QXM3081,QXM3082,QXM3083,QX2083,QX3051,QX3052,QX3053,QX0223,QX0343,QX206X,QX415,QX533,QX252A,QX531,QX532,QXC501,QX3061,QXC740,QXC61L,QXM305X,6N137,QX205X,6N136,QX302X,QX2514,6N135,QX3041,QX52X,QX3042,QX3043,QX0213,QX316J,QX542,QX543,QX3H44,QXC611,QX541,QX2081,QX2082,QXY25X,QXM511,QXM306X,QXN3140,QXC4506,QXC4504,QX208X,QX1213,QX305X,QXV45X,QX3H74,QXV21X,QX155,QX33XJ系列,QX3081,QX41XS,QX3082,QX3083,QX304X,QX3062,QX3063,QXC511,QXC74L,H11L1,QXN7723,QX4504,QXN3120,QX4506,QXN7720,QXN7721,QX852,QX851,QX177,QX176,QX173,QXV252,QX174,QX6N437,QXV253,QXV254,QX172,QX25XA,QXV256,QXV258,QXH790,QXM314,QX306X,QX1223,QXC63X,QXC64L

选型指南 - 群芯微 - 2023/8/2 PDF 中文下载

研讨会2024功率器件新技术研讨会

描述- 11月21日在线直播，带来低导通电阻的功率MOS、集成驱动的GaN IC、IGBT新技术、用于电机驱动/BMS/移动储能的SGT MOS、高压车规SiC功率MOS、国产车规IGBT模块等功率器件新产品新技术，点击了解报名

活动发布时间 : 2024-10-12

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

HSA6880 Single Channel Isolated Gate Driver with Protection Features

型号- HSA6880,HSA6880WSRQ,HSA6880WSRS

数据手册 - 华大半导体 - Version: V1.2 - 2022.3.23 PDF 英文下载

SL5350 Series SL5350S / M 8.5A/10A 隔离单通道栅极驱动器

型号- SL5350 SERIES,SL5350MDWR,SL5350M,SL5350SDR,SL5350MDR,SL5350SDWR,SL5350,SL5350S

数据手册 - SLKOR - Rev.1 - 25 June 2019 PDF 中文下载

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

虹茂半导体(HONGMAO SEMICON)IC产品参数选型指南（中文）

目录- 公司简介 LDO IC 充电IC 电子烟咪头IC 保护/监测IC 升/降/反压IC RS232接口IC DC-DC降压型LED驱动IC LED日光灯/球泡灯/台灯驱动IC 非隔离降压稳压IC(小家电电源IC) 运放IC 比较器IC 逻辑电路IC 模拟开关IC 实时时钟日历IC 驱动IC 全极性/单极性低功耗霍尔IC 三端稳压IC 通用DC-DC变换IC 控制IC 电压基准源IC 同步整流IC 达林顿驱动IC

型号- HM8805-ADJ,HM29151,HM4115A,HM29152,HM61CXX2,HM5054B,HM4115B,HM809,HM54XXBM5,HM74HC595T,HM5430D4,HM74HC245D,HM8100,HM8101,DW01A,HM2675HV,HM8008DR,HM4115ES,HM5068,HM4115MR,HM5501,HM9708A,LMV358,TL494,HM78XX,HM4056HA,HM74HC245T,HM7805,HM4051AD2,HM4057E,HM2101K,HM4057H,JRC4558,LM2596HV,HM1509B,HM1509E,HM6033,HM6032,HM6030,HM74HC164,HM5056RD,HM5501DR,HM5056RD8,HM8008MR,HM3157,HM2101,HM61NXX2,JRC4560,HM56XXB,HM5056RE,HM2741,HM2740,LM393,HM116A,HM73XXH,HM73XXN,HM5055DR,HM5501MR,HM3140E,HM74HC138D,HM8005DR,HM4310,HM73XX,HM4275,HM4313,HM6216,HM6214,HM4057D6,HM4057D8,HM4051A,LM258,ULN2003A,HM7660,LMV393,MC34063,HM56XXBM5,HM3141E,HM317,HM4024,HM9715,HM1509HV,ULN2803A,HM6206,HM432,HM1156,HM54XXB,HM431,HM8005MR,HM4051ADR,HM6208,HM4057DR,HM73XXHB,HM1558,HM5460ANZ,HM75XXH,HM78XXM5,HM5415ARA,HM1509,HM62783A,ULN2004A,LMV321,HM5430D,HM8541,HM5056DR,HM8006DR,HM6235,HM4056,HM6234,HM4057,HM4054,HM3122,ULN2804A,HM5415ABA,HM3121,HM3005,HM75XXHB,HM5052MR,AMS1117B,HM117D,LM2596,LM358,LMV331,HM78L05,HM6230,HM5056ES,HM4054K,HM3232,HM5511B,LMV324,HM6226,HM8006MR,HM62784A,HM4054E,HM4070D8,LM2576HV,HM74HC04D,LM321,HM4056A,LM324,HM2675HVT,L9110E,HM2675HVS,L9110,HM8563,HM6382,HM75XX,HM1084,HM9921,HM9922,HM462,HM9923,HM465,HM53XXB,HM2103K,HM4055H,UC3842,HM4070DR,UC3843,HM4070,HM118,LM339,HM116,HM78M05,HM5415ASA,HM5208FM,AMS1117,HM5431,HM9910,HM6245,HM5155,HM5430,HM5831,HM1232,HM1234,DW03,HM232,HM5056D8,JRC4580,HM74HC595D,HM3139,HM1235,HM809系列,HM4056E

选型指南 - 虹茂半导体 - 2023/7/15 PDF 中文下载

【IC】荣湃推出单通道智能隔离式栅极驱动器Pai8263系列产品，具备高达5700V RMS的隔离耐压能力

荣湃单通道智能隔离式栅极驱动器Pai8263系列产品，设计用于直流工作电压高达2121Vpk的IGBT，Si MOSFET和SiC MOSFET等功率晶体管，芯片内部集成多种保护，如供电欠压保护、退饱和过流保护、软关断、米勒钳位、故障报警等，能够在驱动功率器件的同时监控其工作状态，使其安全运行。适用于电机驱动、光伏逆变、开关电源、车载充电器和充电桩等领域。

产品发布时间 : 2024-02-02