UCC27321高速M(fèi)OSFET驅(qū)動(dòng)芯片的工作原理

1、TI 公司推出的新的 MOSFET 驅(qū)動(dòng)芯片能輸出 9A 的峰值電流，能夠快速地驅(qū)動(dòng) MOSFET 開(kāi)關(guān)管，在 10nF 的負(fù)載下，其上升時(shí)間和下降時(shí)間的典型值僅為 20ns。 工作電源為 415V。 工作溫度范圍為-40C-105CO圖 1 給出了芯片的內(nèi)部原理圖，表 1 為輸入、輸出邏輯表。表 2 為各個(gè)引腳的功能介紹。UCC27321 的 ENBL 是給設(shè)計(jì)者預(yù)留的引腳端，為高電平有效（見(jiàn)表 1）。在標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)應(yīng)用中，ENBL 端經(jīng) 100K 的上拉電阻接至高電平。一般正常工作時(shí)可以懸空。為求可靠，也可將其接至輸入電源高電平，低電平時(shí)芯片不工作。通過(guò)對(duì) ENBL 的精心設(shè)置可以設(shè)計(jì)出可靠的

2、保護(hù)電路。UCC27321 的輸出端采用了獨(dú)特的雙極性晶體管圖騰柱和雙MOSFET 圖騰柱的并聯(lián)結(jié)構(gòu)， 能在幾百納秒的時(shí)間內(nèi)提供高達(dá) 9A 的峰值電流并使得有效電流源能在低電壓下正常工作。當(dāng)輸出電壓小于雙極性晶體管的飽和壓降時(shí)，其輸出阻抗為MOSFET 的 Ron。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓過(guò)低或過(guò)沖時(shí)，輸出級(jí) MOSFET 的體二極管提供了一個(gè)小的阻抗。這就使得在絕大多數(shù)情況下，無(wú)須在輸出腳 6、7 與地之間額外地增加一個(gè)肖特基二極管。UCC27321 在 MOSFET 的彌勒高原效應(yīng)轉(zhuǎn)換期間能獲得 9A 的峰值電流。UCC27321 內(nèi)部獨(dú)特的輸出結(jié)構(gòu)使得放電能力比充電能力要強(qiáng)的多。充電時(shí)電流流經(jīng) P 溝

3、道 MOS,放電時(shí)電流流經(jīng) N 溝道 MOS,這就使得這種芯片的驅(qū)動(dòng)關(guān)斷能力要比其導(dǎo)通能力強(qiáng)，對(duì)防止ENBL圖1UCC27321內(nèi)建J總理CTCC273321E14BLIWOUT01o000110101表1輸入、夠出運(yùn)輻表弓腳動(dòng)他介標(biāo)號(hào)eVQ4AGNT篇戰(zhàn)公共想必知近被購(gòu)的MOSFET的跚.3EN0L1麒M,高電福效.內(nèi)融過(guò)IMK捫注至VDD.1jNri-監(jiān)動(dòng)輸入信號(hào)W6V宙VD103V3OUTQ篇冊(cè).6c即心淅攝在一粒MOSFET貪件9A的婚11JPGND輸捌公井船加部丁的嬲.VDDI1?。┬酒ぷ麟娧跽９ぷ鞯?、凱3TE至電甯啦也可3例空.1引岫戰(zhàn)UCC27321UCC27321 使用注

4、意事項(xiàng)電路布局上的考慮UCC27321 的最大輸入電流為 500mA,輸入信號(hào)可以由 PWM控制芯片或邏輯門(mén)產(chǎn)生。我們不需要對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行整形而刻意減小驅(qū)動(dòng)速度。若想限制其驅(qū)動(dòng)速度，可在其輸由端與負(fù)載間串一個(gè)電阻，有助于吸收驅(qū)動(dòng)芯片的損耗。驅(qū)動(dòng)芯品的低阻抗和高 di/dt,都會(huì)帶來(lái)寄生電感和寄生電容產(chǎn)生的振鈴。為盡可能消除這些不良影響，我們?cè)陔娐凡季稚蠎?yīng)加以注意.總的來(lái)說(shuō)，驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)盡可能的靠近負(fù)載。在 UCC27321 的輸由側(cè) VDD和地之間跨接一個(gè) 1uF 的低 ESR電容以濾除電源高頻分量。將 PIN1 和 PIN8、PIN4 和 PIN5 相連；輸由端 PIN6 和 PIN7相連后接

5、至負(fù)載。PGND、AGND 之間，兩個(gè) VDD 引腳之間都存在一個(gè)較小的阻抗。為了使輸入、輸由電源和地之間進(jìn)行解耦，同時(shí)利用上述特征，可在 5 腳和 8 腳之間跨接一個(gè) 1uF 的低 ESR 電容（有助于獲得大的驅(qū)動(dòng)電流），在 1 腳和 4 腳之間跨接一個(gè) 0.1uF 的陶瓷電容以降低輸由阻抗。若想獲得進(jìn)一步的解耦，可在 PIN1 和 PIN8 之間串一小磁環(huán)以消除電流振蕩； 在 PIN4 和 PIN5 之間加一對(duì)反并聯(lián)二極管，實(shí)現(xiàn) PGND 和 AGND 之間的解耦。由于在 MOSFET 開(kāi)通時(shí) UCC27321 能提供很大的充電電流，根據(jù)公式哼 F,可知驅(qū)動(dòng)電壓在開(kāi)通時(shí)有很高的電壓尖峰。為

6、防止柵源電壓過(guò)高，MOSFET 被擊穿，可在輸由端與地之間并一個(gè) 18V 的穩(wěn)壓管。驅(qū)動(dòng)電流和功率要求在 MOSFET 開(kāi)通時(shí) UCC27321 能提供幾百納秒的 9A 峰值電流，使其迅速開(kāi)通；為求迅速關(guān)斷，驅(qū)動(dòng)芯片應(yīng)能對(duì)地提供同樣高的放電電流。由于功率 MOSFET 為容性負(fù)載，開(kāi)通時(shí)MOSFET柵極電壓偏置為Vg,則給電容的充電能量可簡(jiǎn)單地看作為：7#J,Ciss 為 MOSFET 輸入電容，Vg 為柵極偏置電壓。當(dāng)電容放電時(shí)，對(duì)地傳輸?shù)哪芰恳矠?Eo這樣芯片提供的功率損耗為：尸 7 弓心產(chǎn)其中：f 為開(kāi)關(guān)管的工作頻率.如果驅(qū)動(dòng)芯片與柵極之間沒(méi)有串接額外的電阻，則電路回路的阻抗會(huì)消耗這一部分能量即所有的能量會(huì)損耗在驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)部：電容充電和放電時(shí)各消耗一半能量。總結(jié)：UCC27321 驅(qū)動(dòng)芯片具有良好的驅(qū)動(dòng)特性，能快速驅(qū)動(dòng)MOSF