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高電壓電平轉換器功率管增加非隔離驅動

發布時間:2020/11/21 17:19:42 訪問次數:1299

功率管增加驅動的方式有兩種,一種是非隔離驅動,一種是隔離驅動。傳統電路里面經常見到非隔離驅動,在高壓應用中一般采用半橋非隔離驅動,該驅動有高低兩個通道,低側是一個簡單的緩沖器,通常與控制輸入有相同的接地點;高側則除了緩沖器,還包含高電壓電平轉換器。

非隔離驅動有很多局限性。非隔離驅動模塊整體都在同一硅片上,因此耐壓無法超出硅工藝極限,大多數非隔離驅動器的工作電壓都不超過700伏。當高側功率管關閉而低側功率管打開時,由于寄生電感效應,兩管之間的電壓可能會出現負壓,而非隔離驅動耐負壓能力較弱,所以如果采用非隔離驅動,應特別注意兩管間電路設計。



隨著電子設備尺寸不斷縮小,它們的內部電路必須同步縮小。產品小型化成為各行各業的顯著發展趨勢,這為工程師在空間受限的設計中完成合適的解決方案帶來了新的設計難題。

集成電路(IC)設計人員將外部元件集成到器件內部,以最大程度地減少外部元件數量。在構建所有電子設備所需的各種電路中,縮小DC-DC轉換器的尺寸同樣極具挑戰性,因為它們無處不在(所有設備都需要電源),電源設計人員通常會面臨這樣一個現實,即縮小解決方案尺寸往往會對性能產生負面影響。

采用單芯片DC-DC轉換器,該轉換器將經過精心選擇的電源開關器件集成到IC封裝之中,從而使所需外部元件減少為少量的無源器件。

適用產品:

正弦波逆變器

變頻水泵控制器

無刷電機驅動器

高壓Class-D類功放

非隔離驅動中需要用到高電壓電平轉換器,高電平轉換到低電平時會帶來噪聲,為了濾除這些噪聲,電平轉換器中通常加入濾波器,這會增加傳播延遲,而低側驅動器就需要額外增加傳輸延遲,以匹配高側驅動器,這就既增加了成本,又使得延遲很長。非隔離驅動與控制芯片共地,不夠靈活,無法滿足現在許多復雜的拓撲電路要求,例如在三相PFC三電平拓撲中,要求多個輸出能夠轉換至控制公共端電平以上或以下,所以這種場景無法使用非隔離驅動。

小型化導致間距從0.100英寸(2.54毫米)下降到0.016英寸(0.40毫米)—— 也就是減小了六倍,因此需要更嚴格的公差。然而,更嚴格的公差本身并不是問題,問題在于標稱公差周圍的可變性:如果多個連接器變至標稱的任一極限,則更有可能出現一些問題。


(素材來源:eccn和ttic.如涉版權請聯系刪除。特別感謝)

功率管增加驅動的方式有兩種,一種是非隔離驅動,一種是隔離驅動。傳統電路里面經常見到非隔離驅動,在高壓應用中一般采用半橋非隔離驅動,該驅動有高低兩個通道,低側是一個簡單的緩沖器,通常與控制輸入有相同的接地點;高側則除了緩沖器,還包含高電壓電平轉換器。

非隔離驅動有很多局限性。非隔離驅動模塊整體都在同一硅片上,因此耐壓無法超出硅工藝極限,大多數非隔離驅動器的工作電壓都不超過700伏。當高側功率管關閉而低側功率管打開時,由于寄生電感效應,兩管之間的電壓可能會出現負壓,而非隔離驅動耐負壓能力較弱,所以如果采用非隔離驅動,應特別注意兩管間電路設計。



隨著電子設備尺寸不斷縮小,它們的內部電路必須同步縮小。產品小型化成為各行各業的顯著發展趨勢,這為工程師在空間受限的設計中完成合適的解決方案帶來了新的設計難題。

集成電路(IC)設計人員將外部元件集成到器件內部,以最大程度地減少外部元件數量。在構建所有電子設備所需的各種電路中,縮小DC-DC轉換器的尺寸同樣極具挑戰性,因為它們無處不在(所有設備都需要電源),電源設計人員通常會面臨這樣一個現實,即縮小解決方案尺寸往往會對性能產生負面影響。

采用單芯片DC-DC轉換器,該轉換器將經過精心選擇的電源開關器件集成到IC封裝之中,從而使所需外部元件減少為少量的無源器件。

適用產品:

正弦波逆變器

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非隔離驅動中需要用到高電壓電平轉換器,高電平轉換到低電平時會帶來噪聲,為了濾除這些噪聲,電平轉換器中通常加入濾波器,這會增加傳播延遲,而低側驅動器就需要額外增加傳輸延遲,以匹配高側驅動器,這就既增加了成本,又使得延遲很長。非隔離驅動與控制芯片共地,不夠靈活,無法滿足現在許多復雜的拓撲電路要求,例如在三相PFC三電平拓撲中,要求多個輸出能夠轉換至控制公共端電平以上或以下,所以這種場景無法使用非隔離驅動。

小型化導致間距從0.100英寸(2.54毫米)下降到0.016英寸(0.40毫米)—— 也就是減小了六倍,因此需要更嚴格的公差。然而,更嚴格的公差本身并不是問題,問題在于標稱公差周圍的可變性:如果多個連接器變至標稱的任一極限,則更有可能出現一些問題。


(素材來源:eccn和ttic.如涉版權請聯系刪除。特別感謝)

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