门极驱动器方案的应用分析

电力电子在当今世界无处不在：半导体的隐藏功能，可实现广泛应用，从家电和消费品到数据处理和无线网络，再到日趋电子化的汽车。电力电子系统以极高能效在交流和直流形式之间以及直流电压之间转换电力，从而使更多的电能流向最终应用。电源转换的主要动力是开关：功率MOSFET、IGBT、宽禁带(WBG)半导体器件、SiC MOSFET和氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)。在大多数拓扑中，这些晶体管以kHz至MHz的频率开和关。

这就是用到门极驱动器的地方。每个开关都有一个门。门极电压控制开关是打开还是关断。门极驱动器用于控制电源开关的门极电压，但比这复杂得多。

门极驱动器的核心功能是：1）放大来自控制器的逻辑（开/关）信号，以提供足够的驱动电流，以所需的速度导通或关断晶体管，以及2）提供从逻辑到门极，特别是高边晶体管的电平转换。更多功能可包括直通保护，欠压和过压锁定，过流检测，去饱和检测和电气隔离。门极驱动器的选择会影响能效，可靠性，安全性和方案尺寸。

安森美半导体广泛的门极驱动器阵容可用于多种应用，如手机、无线设备，太阳能逆变器和储能。

门极驱动功能也集成到控制器中，用于PFC或LED照明等应用。门极驱动器可以采用单、双、高-低、半桥、H桥、甚至三相逆变器拓扑等。

图1所示为半桥门极驱动器的框图。

图1：结隔离的半桥门极驱动器框图

为了支持门极驱动器方案的快速评估和测试，我们开发了评估硬件的生态系统。这个生态系统含一个即插即用基板和一系列采用安森美半导体门极驱动方案的迷你驱动器板。

该评估系统使系统设计人员能够快速比较不同门极驱动器与特定电源开关的动态性能。可以更改门极电阻，自举器件和门极负载，以优化开关曲线。

迷你驱动器板是独立的门极驱动器方案，具有一个或多个安森美半导体器件（图2）。

图2：子卡 – 更多在开发中

这些板设计为直接插入基板或易于替换为现有的应用板。图3显示了几种架构，其中迷你驱动器板已连接以驱动采用TO-247封装的开关。

图3：迷你驱动器板架构

安森美半导体提供用于各种应用和市场的门极驱动器，并提供多种选项以精确满足系统需求。我们的产品有用于工业、高性能计算和电信环境的性能、可靠性和能效。安森美半导体以全面的电源开关和相应的门极驱动器阵容，提供完整的系统方案以满足任何设计需求。

审核编辑：郭婷