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如何以更低的功率輸入得到更高的功率輸出?

發(fā)布時間:2021-12-22 責任編輯:lina

【導讀】如果您想更進一步,諸如延時匹配等柵極驅(qū)動器特性,能有效地讓驅(qū)動電流能力翻番。延時匹配指兩個通道之間內(nèi)部傳播延遲的匹配,可以通過雙通道柵極驅(qū)動器的并聯(lián)輸出或?qū)蓚€通道捆綁在一起實現(xiàn)。例如,TI的UCC27524A具有極其精確的1ns(典型)延遲匹配,可以將驅(qū)動電流從5A提升到10A。


當今世界,設計師們似乎永遠不停地追求更高效率。我們希望以更低的功率輸入得到更高的功率輸出!更高的系統(tǒng)效率需要團隊的努力,這包括(但不限于)性能更高的柵極驅(qū)動器、控制器和新的寬禁帶技術。


特別是高電流柵極驅(qū)動器,其能夠通過降低開關損耗幫助提升整體系統(tǒng)效率。當FET開關打開或關閉時,就會出現(xiàn)開關損耗。為了打開FET,柵極電容得到的電荷必須超過閾值電壓。柵極驅(qū)動器的驅(qū)動電流能夠有助于柵極電容的充電。驅(qū)動電流能力越高,電容的充放電速度就越快。拉灌大量電荷的能力可以降低功率損耗和畸變。(傳導損耗是另一種FET開關損耗,傳導損耗取決于內(nèi)部電阻或FET的RDS(on)值,其中,隨著電流通過,F(xiàn)ET也會耗散功率。)


換言之,目標便是降低系統(tǒng)內(nèi)需要高頻率功率轉(zhuǎn)化的開關過渡時間。突出該類性能的柵極驅(qū)動器規(guī)格為上升和下降時間。參見圖1。


如何以更低的功率輸入得到更高的功率輸出?

圖1:典型的上升和下降時間圖


如果您想更進一步,諸如延時匹配等柵極驅(qū)動器特性,能有效地讓驅(qū)動電流能力翻番。延時匹配指兩個通道之間內(nèi)部傳播延遲的匹配,可以通過雙通道柵極驅(qū)動器的并聯(lián)輸出或?qū)蓚€通道捆綁在一起實現(xiàn)。例如,TI的UCC27524A具有極其精確的1ns(典型)延遲匹配,可以將驅(qū)動電流從5A提升到10A。


圖2所示為UCC27524A的A通道B通道結(jié)合在一個驅(qū)動器中的范例。INA和INB輸入以及OUTA及OUTB分別為串聯(lián)結(jié)構。由一個信號控制該并聯(lián)組合。


如何以更低的功率輸入得到更高的功率輸出?

圖2:串聯(lián)輸出UCC27524A以使雙驅(qū)動電流能力翻番


系統(tǒng)效率提升帶來的結(jié)果之一便是功率密度的提升。在隔離電源的功率因數(shù)校正(PFC)及同步整流塊、直流/直流模組及太陽能逆變器等應用中,設計師需受到以相同尺寸(或更小尺寸)實現(xiàn)相同輸出功率量的約束,因此,對更高功率密度的需求已經(jīng)成為一種趨勢。


TI的產(chǎn)品組合包括帶高電流、快速升降時間和延時匹配的柵極驅(qū)動器。參見表1。


如何以更低的功率輸入得到更高的功率輸出?

表1:高電流柵極驅(qū)動器

(來源:中電網(wǎng))


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