【应用】Silicon Labs推出的Si8232、Si8235、Si8236双隔离驱动器在电力输送系统中的应用

时间： 2019-01-07 来源：Silicon Labs

技术问答

1.产品介绍

Si8232、Si8235、Si8236是基于SILICON LABS专有CMOS隔离技术的隔离双0.5A和4.0A MOSFET/IGBT的栅极驱动器。这些器件为UL1577提供高达5 kV_RMS的隔离电压，以及60 ns的快速传播延迟时间。它们的高集成度，灵活性等性能使这些驱动器可用于多种电路应用，是本应用笔记的重点。

与Silicon Labs专用的高侧/低侧隔离驱动器（Si8230/1/3/4）不同，Si8232、Si8235、Si8236双隔离驱动器不具备内置重叠保护或死区时间设置;因此，只要设备通电，每个驱动器输出的状态就无条件地遵循其输入的状态。

图1.Si8232、Si8235、Si8236双隔离驱动器产品框图

Si8232、Si8235、Si8236双隔离驱动器的框图如图1所示。每个隔离驱动器的输出均由自己的输入引脚（VIA，VIB）控制，两个引脚都由输入端UVLO和DISABLE信号选通。两个驱动器输出电路彼此隔离并与输入隔离，相对于一个驱动器，允许另一个驱动器的共模电压极性反转，而不会造成器件损坏（即闩锁）或输出错误。

例如，在给定的应用中，GNDA可能具有100 V的共模电压，而GNDB具有200 V的共模电压。这两个共模电压可以反转（即GNDA变为200 V，而GNDB可以变为100 V，如图2所示），而不会损坏或扰乱驱动器。因此，在共模电压变化很大的系统中，Si8232/5/6驱动器可用于双低边，双高边或高边/低边配置中。

图2.共模电压反转

2. 应用实例

2.1 增加峰值输出电流

在许多电力应用中，例如UPS系统和逆变器，开关必须并联，以便系统以高运行效率提供额定功率。这些开关的组合电容性负载要么需要一个更高峰值电流的驱动器，要么退而求其次，在多个栅极驱动器IC上分配开关。

图3.增加的峰值输出电流的并联输出

图3的电路显示了每个Si8232、Si8235、Si8236双隔离驱动器输出来驱动并联的几个公共接地开关。当以这种方式连接时，双隔离驱动器可以提供8A的等效峰值驱动电流。低至60ns的传播延迟时间（在工作电压和温度范围内）可确保所有开关同时被驱动断开和接通。

2.2 隔离式双降压转换器

高压系统中的电源电路，例如成像系统和等离子平板，具有分离接地系统，可以将较高电压与较低电压隔离。在许多情况下，通过为每个稳压器使用专用控制器来构建本地电源稳压器，或者在其他情况下，使用耦合变压器多输出设计（使用反激式或其他耦合变压器拓扑）。这些设计往往会占用过多空间并增加成本。

图4.隔离式双降压转换器

图4显示了使用Si8232、Si8235、Si8236双隔离驱动器的双输出隔离降压转换器。如图所示，单个双环控制器与隔离驱动器一起使用，以产生两个降压输出电压。隔离驱动器是一个隔离的双高边驱动器，每个输出都与相邻输出和初级侧隔离。虽然这个电路使用低成本的肖特基续流二极管，但是可以通过添加第二个双隔离驱动器来控制输出同步整流器，以实现更高的效率。

2.3 同步整流器

高效隔离电源系统使用输出侧同步整流器FET而不是肖特基二极管。这些FET由隔离的低侧栅极驱动器驱动，通常采用栅极驱动变压器或光耦合器和非隔离驱动器的组合实现。然而其产生的电路往往体积大，效率低，速度慢。

图5.同步整流器控制

如图5所示，Si8232、Si8235、Si8236双隔离驱动器为次级侧同步电流倍增器提供初级/次级侧隔离和开关栅极驱动。即使是简单的光耦合器以及非隔离驱动器和无源器件也可以占用近130平方毫米，而总传播时间更是超过100 ns。相比之下，Si8232、Si8235、Si8236双隔离驱动器是该应用所需的隔离式低侧驱动器的单芯片解决方案。此外，当使用封装在5 mm x 5 mm QFN中的Si823x时，Si8232、Si8235、Si8236双隔离驱动器提供超过50％的传播延迟，并且仅占光耦合器解决方案所需空间的40％。

3. 总结

Si8232、Si8235、Si8236双隔离驱动器可用作隔离的高侧/低侧，双侧高侧或双侧低侧驱动器。它的高集成度限制了外部元器件数量最多有四个无源元件。即使共模电压偏移很严重，其高共模抑制性能使其可用于高共模电压环境，无需损坏或干扰器件。

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