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栅极驱动器IC

国际整流器公司(IR)的MOSFET和IGBT栅极驱动器IC是最简单、最小、成本最低的解决方案,可以在功率高达12kW的应用中驱动电压高达1200V的MOSFET或IGBT,并且与基于分立光电耦合器或变压器的解决方案相比,其元件数量减少了30%,PCB面积也缩小了50%。通过添加少数几个外部元件,IR栅极驱动器IC提供了全驱动器功能,以及极高的开关速度、高稳定性和低功耗。

栅极驱动器IC可以产生通过DSP的逻辑输出、微控制器或其它逻辑器件开通/关断MOSFET或IGBT所需的电流与电压。输入通常是3.3V逻辑电平信号。所有IR栅极驱动器IC均与CMOS兼容,大部分与TTL兼容。输出电流高达2A。


 

栅极驱动器IC
 

IR优势
死区时间低至500ns,实现了高达100khz的频率
提高了电机驱动的速度范围和转矩控制
实现了稳定的栅极驱动设计
功耗低
与基于光电耦合器的解决方案相比:
元件减少了30%,PCB缩小了50%
无需辅助电源
延迟匹配快10倍(±50ns)
性能不会随着时间的流逝而降低
过流响应时间更短:1.5μs vs. 6μs
降低了EMI和电压尖峰

应用
电机驱动
镇流器
开关电源
汽车
等离子显示板

特性
面向MOSFET与IGBT的600V和1200V栅极驱动器
多种配置
单个高端
半桥
三相逆变器驱动器
高达+2.0/-2.0A的输出灌/拉电流能力实现了快速开关
集成式保护和反馈功能
可选死区时间控制
经受得住负电压瞬变的冲击
高达50V/ns dV/dt的抗扰度
可选软导通
使用低成本自举电源
CMOS和LSTTL输入兼容
栅极驱动 IC 产品选择

IR栅极驱动器IC简化了设计
Gate Driver IC在半桥拓扑的高端位置或三相逆变器的桥臂内驱动MOSFET或IGBT向我们提出了又一挑战,即栅电压以源为基准,而非以地为基准。源电压在最高总线电压或MOSFET或IGBT的额定电压下是一个浮点,对于电机驱动、照明或SMPS应用为600V或更高。IR栅极驱动器采用面向高压应用的移位器专利技术,提供了业内仅有的、高达1200V的额定电压。

这些IC通过整合大量功能而简化了电路设计。它们采用低成本自举电源,而基于光电耦合器的电路通常需要辅助电源。IR栅极驱动器IC为低端和高端驱动器以及三相驱动器提供了可选单输入或双输入可编程死区时间控制,实现了设计灵活性,同时将直通降至最低水平。独特的三相驱动器让我们能够利用单个IC驱动三相逆变器。

IR栅极驱动器IC实现了稳定的驱动器设计

IR栅极驱动器IC专门面向电机驱动应用。最新的软导通功能可以限制电压和电流尖峰,同时还能降低EMI。除此之外,它们还具有高达50V/ns dV/dt的抗扰度,经受得住负电压瞬变的冲击。大多数驱动器都具有欠压锁闭功能,可以在上电和掉电时防止击穿电流和器件故障,而无需其它电路。输出驱动器具有高脉冲电流缓冲级,可以将驱动器的直通降至最低水平。

抗噪声性对于具有浮动电压、易受高噪声电平影响的高端位置很重要,特别是在电机驱动应用中。抗噪声性可以保证MOSFET或IGBT不会意外打开。利用带下拉的施密特触发输出实现抗噪声性。在某些IC(例如采用14引脚封装的600V IC)中,可以利用独立逻辑或地引脚来实现更高的抗噪声性。

IR栅极驱动器IC实现了高开关速度

IR栅极驱动IC的延迟匹配性能比基于光电耦合器的解决方案高10倍。低端和高端驱动器之间的延迟匹配通常在±50ns(某些专业产品低至±10ns)以内,实现了全面的空载时间控制,从而改善了电机驱动应用的速度范围和转矩控制。高开关速率还降低了开关功率损耗,让我们能够利用当今市场上最快速的IGBT的所有优势,从而在更宽的速度范围内改善转矩控制。

Application Notes:
AN-978: HV Floating MOS-Gate Driver ICs

AN-985: Six Output 600V MGDs Simplify 3-Phase Motor Drives

Design Notes:
DN500: Short Circuit Protection for Power Inverters

DN501: Accurate Current Sensing in High Voltage Motor Drives

DN502: Short Circuit Protection for Three-Phase Power Inverters

Design Tips:
DT92-2: High Current Buffer for Control ICs

DT04-4: Using Monolithic High Voltage Gate Drivers

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