UCC27321高速MOSFET驅動芯片的工作原理

1、TI 公司推出的新的 MOSFET 驅動芯片能輸出 9A 的峰值電流，能夠快速地驅動 MOSFET 開關管，在 10nF 的負載下，其上升時間和下降時間的典型值僅為 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 為各個引腳的功能介紹。UCC27321 的 ENBL 是給設計者預留的引腳端，為高電平有效（見表 1）。在標準工業(yè)應用中，ENBL 端經(jīng) 100K 的上拉電阻接至高電平。一般正常工作時可以懸空。為求可靠，也可將其接至輸入電源高電平，低電平時芯片不工作。通過對 ENBL 的精心設置可以設計出可靠的

2、保護電路。UCC27321 的輸出端采用了獨特的雙極性晶體管圖騰柱和雙MOSFET 圖騰柱的并聯(lián)結構， 能在幾百納秒的時間內(nèi)提供高達 9A 的峰值電流并使得有效電流源能在低電壓下正常工作。當輸出電壓小于雙極性晶體管的飽和壓降時，其輸出阻抗為MOSFET 的 Ron。當驅動電壓過低或過沖時，輸出級 MOSFET 的體二極管提供了一個小的阻抗。這就使得在絕大多數(shù)情況下，無須在輸出腳 6、7 與地之間額外地增加一個肖特基二極管。UCC27321 在 MOSFET 的彌勒高原效應轉換期間能獲得 9A 的峰值電流。UCC27321 內(nèi)部獨特的輸出結構使得放電能力比充電能力要強的多。充電時電流流經(jīng) P 溝

3、道 MOS,放電時電流流經(jīng) N 溝道 MOS,這就使得這種芯片的驅動關斷能力要比其導通能力強，對防止ENBL圖1UCC27321內(nèi)建J總理CTCC273321E14BLIWOUT01o000110101表1輸入、夠出運輻表弓腳動他介標號eVQ4AGNT篇戰(zhàn)公共想必知近被購的MOSFET的跚.3EN0L1麒M,高電福效.內(nèi)融過IMK捫注至VDD.1jNri-監(jiān)動輸入信號W6V宙VD103V3OUTQ篇冊.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、意事項電路布局上的考慮UCC27321 的最大輸入電流為 500mA,輸入信號可以由 PWM控制芯片或邏輯門產(chǎn)生。我們不需要對輸入信號進行整形而刻意減小驅動速度。若想限制其驅動速度，可在其輸由端與負載間串一個電阻，有助于吸收驅動芯片的損耗。驅動芯品的低阻抗和高 di/dt,都會帶來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，我們在電路布局上應加以注意.總的來說，驅動電路應盡可能的靠近負載。在 UCC27321 的輸由側 VDD和地之間跨接一個 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、至負載。PGND、AGND 之間，兩個 VDD 引腳之間都存在一個較小的阻抗。為了使輸入、輸由電源和地之間進行解耦，同時利用上述特征，可在 5 腳和 8 腳之間跨接一個 1uF 的低 ESR 電容（有助于獲得大的驅動電流），在 1 腳和 4 腳之間跨接一個 0.1uF 的陶瓷電容以降低輸由阻抗。若想獲得進一步的解耦，可在 PIN1 和 PIN8 之間串一小磁環(huán)以消除電流振蕩； 在 PIN4 和 PIN5 之間加一對反并聯(lián)二極管，實現(xiàn) PGND 和 AGND 之間的解耦。由于在 MOSFET 開通時 UCC27321 能提供很大的充電電流，根據(jù)公式哼 F,可知驅動電壓在開通時有很高的電壓尖峰。為

6、防止柵源電壓過高，MOSFET 被擊穿，可在輸由端與地之間并一個 18V 的穩(wěn)壓管。驅動電流和功率要求在 MOSFET 開通時 UCC27321 能提供幾百納秒的 9A 峰值電流，使其迅速開通；為求迅速關斷，驅動芯片應能對地提供同樣高的放電電流。由于功率 MOSFET 為容性負載，開通時MOSFET柵極電壓偏置為Vg,則給電容的充電能量可簡單地看作為：7#J,Ciss 為 MOSFET 輸入電容，Vg 為柵極偏置電壓。當電容放電時，對地傳輸?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 為開關管的工作頻率.如果驅動芯片與柵極之間沒有串接額外的電阻，則電路回路的阻抗會消耗這一部分能量即所有的能量會損耗在驅動芯片內(nèi)部：電容充電和放電時各消耗一半能量?？偨Y：UCC27321 驅動芯片具有良好的驅動特性，能快速驅動MOSF