功率半导体设备是现代电力电子系统的核心

中国IC网 20230408

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格栅驱动器是一种功率放大器,它接受控制器IC的低功耗输入,并为功率器件产生适当的高电流格栅驱动器。随着电力电子设备要求的不断提高,格栅驱动电路的设计和性能越来越重要。

功率半导体BUF410A设备是现代电力电子系统的核心。这些系统利用许多门控半导体器件,如普通晶体管、FET、BJT、MOSFET、IGBT等作为开关模式电源(SMPS)、通用电源(UPS)和电机驱动器中的开关元件。电力电子的现代技术发展通常跟随功率半导体器件的发展。

电力电子行业对功率电平和开关的要求越来越高。晶体管金属氧化物半导体场效应(MOSFET)和绝缘栅双极晶体管(IGBT)中高功率开关电源是大多数应用中最流行、最高效的两种半导体器件。

MOSFET或IGBT的栅极是每个设备的电气隔离控制端子。该设备的其他端子是源极和漏极或发射极和集电极。MOSFET/IGBT电压必须施加到格栅极,而不是设备源/发射极。格栅极端子必须与其源/发射极设置为正极,以驱动这些开关设备的导通。

电源器件的开关行为受三端之间寄生电容器的影响,即栅极到源极(CGS)、栅极至漏极(CGD)而泄漏源来自源极。以及泄漏源的来源。(CDS),它通常是非线性的,是偏置电压的函数。栅极电容器的充电会导致功率设备,允许电流在漏极和源极之间流动。放电时,关闭设备,堵塞源极上的漏极和大电压。

除非其栅极输入电容器充电,否则功率装置的栅极电压不会增大,其栅极电压达到栅极电压(V千).五世千功率设备被定义为在源极和漏极区域之间创建导电路径所需的最小格栅偏置。对于以功率设备为开关的操作,电压足以在格栅极和源极/发射极端子之间应用于V000以上。

电力电子设备采用栅极驱动器。

在大功率应用中,逻辑IC(PWM控制器)的输出永远不会驱动电源开关的格栅极。由于这些逻辑输出具有低电流能力,格栅电容器充电时间过长,可能比开关周期更长。因此,必须使用特殊的驱动器来施加电压,并为电源装置的格栅极提供驱动电流。它可以是驱动电路或特殊的IC。实现晶体管或变压器的分离。也可集成在PWM控制器IC中。

格栅驱动器是一种功率放大器,它接受控制器IC的低功耗输入,并为功率器件产生适当的高电流格栅驱动器。当PWM控制器不能提供驱动相关功率器件格栅电容所需的输出电流时,使用它。

格栅驱动电路是电力电子系统的一部分。格栅驱动是大功率电子设备与控制电路之间的重要接口,用于驱动功率半导体设备。DC-DC转换器或SMPS的输出主要取决于栅极驱动电路的行为,这意味着如果栅极驱动电路不能正确驱动功率器件的栅极,DC-DC转换器的输出不符合设计要求。因此,栅极驱动电路的设计在电力电子转换器的设计中至关重要。

格栅驱动隔离器

为了实现功能和安全目标,电源逆变器和转换器的栅极驱动电路通常需要电气隔离。监督安全认证机构强制隔离,防止电击危险。它还可以保护低压电子设备免受高功率侧电路故障和控制侧人为错误造成的任何损坏。系统中功能电路之间的电气隔离可以防止它们之间的直接传导路径,并允许单个电路具有不同的接地电位。电感、电容或光学方法仍然可以在隔离电路之间传输信号和功率。

功率装置的许多应用程序(例如,需要高功率密度和高效转换器)需要隔离格栅极驱动电路。例如,在功率转换器拓扑中,如半桥、全桥、降压、双开关正激和有源钳位正激。由于低边驱动器不能直接用于驱动高功率装置,因此存在高低开关。高功率装置需要隔离格栅极驱动器,因为上部装置的源极和发射极不位于地电位(浮动)。


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