MOSFET 柵極驅(qū)動(dòng)器的卓越之選

在電子工程師的日常工作中，選擇一款合適的IGBT/MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)器至關(guān)重要。今天，我們就來深入了解一下安森美（onsemi）推出的NCx57090y和NCx57091y系列高電流單通道IGBT/MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)器。

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產(chǎn)品概述

NCx57090y和NCx57091y具備5 kVrms內(nèi)部電流隔離功能，專為高功率應(yīng)用中的高系統(tǒng)效率和可靠性而設(shè)計(jì)。該系列驅(qū)動(dòng)器接受互補(bǔ)輸入，根據(jù)引腳配置提供多種選項(xiàng)，如有源米勒鉗位（A/D/F版本）、負(fù)電源（B版本）以及獨(dú)立的高低驅(qū)動(dòng)輸出（C/E版本），方便系統(tǒng)設(shè)計(jì)。它能適應(yīng)3.3 V至20 V的寬范圍輸入偏置電壓和信號(hào)電平，采用寬體SOIC - 8封裝。

產(chǎn)品特性

高輸出電流：具有+6.5 A / -6.5 A的高峰值輸出電流，低鉗位電壓降，無需負(fù)電源即可防止柵極誤開啟（A/D/F版本）。
快速匹配：傳播延遲短且匹配精確，在短路時(shí)可對(duì)IGBT/MOSFET柵極進(jìn)行鉗位，并具備主動(dòng)下拉功能。
寬偏置范圍：偏置電壓范圍寬，包括負(fù)VEE2（B版本），具有嚴(yán)格的欠壓鎖定（UVLO）閾值，支持3.3 V、5 V和15 V邏輯輸入。
高隔離與抗干擾：擁有5 kVrms電流隔離和高瞬態(tài)抗擾度，電磁抗擾性強(qiáng)。
汽車級(jí)應(yīng)用：NCV前綴適用于汽車及其他有特殊場(chǎng)地和控制變更要求的應(yīng)用，符合AEC - Q100標(biāo)準(zhǔn)且具備生產(chǎn)件批準(zhǔn)程序（PPAP）能力。
環(huán)保設(shè)計(jì)：產(chǎn)品無鉛、無鹵/無溴化阻燃劑（BFR），符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。

引腳連接與功能描述

文檔中詳細(xì)給出了引腳連接信息，各引腳功能如下：	引腳名稱	編號(hào)	輸入/輸出
VDD1	1	電源	輸入側(cè)電源，需連接高質(zhì)量旁路電容至GND1并靠近引腳放置。當(dāng)電源電壓高于典型值$V_{UVLO 1 - OUT - ON}$時(shí)，欠壓鎖定（UVLO）電路使器件開始工作。
IN+	2	輸入	非反相柵極驅(qū)動(dòng)器輸入，內(nèi)部鉗位至GND1，有125 kΩ等效下拉電阻。在OUT或OUTH/OUTL響應(yīng)前，IN+需有最小正或負(fù)脈沖寬度。
IN -	3	輸入	反相柵極驅(qū)動(dòng)器輸入，內(nèi)部鉗位至$V_{DD 1}$，有50 kΩ等效上拉電阻。在OUT或OUTH/OUTL響應(yīng)前，IN - 需有最小正或負(fù)脈沖寬度。
GND1	4	電源	輸入側(cè)接地參考。
VDD2	5	電源	輸出側(cè)正電源，工作范圍從UVLO2到允許的最大值，需連接高質(zhì)量旁路電容至GND2并靠近引腳放置。當(dāng)電源電壓高于典型值$V_{UVLO2 - OUT - ON}$時(shí)，UVLO電路使器件開始工作。
GND2	不同版本位置不同		輸出側(cè)接地參考。
OUT/OUTH/OUTL	不同版本位置不同	輸出	為IGBT/MOSFET柵極提供合適的驅(qū)動(dòng)電壓和源/灌電流。啟動(dòng)時(shí)，OUT和OUTL會(huì)主動(dòng)拉低。
CLAMP	不同版本位置不同	輸出	在關(guān)斷期間為IGBT/MOSFET柵極提供鉗位，防止寄生導(dǎo)通。當(dāng)引腳電壓低于$V_{CLAMP - THR}$時(shí)，內(nèi)部N溝道FET導(dǎo)通，應(yīng)直接連接到IGBT/MOSFET柵極，且走線長度盡量短。
VEE2（僅NCD57090B）	8	電源	輸出側(cè)負(fù)電源，需連接高質(zhì)量旁路電容至GND2并靠近引腳放置。

電氣特性

在$V{DD 1}=5 V$、$V{DD 2}=15 V$、$V_{EE2}=0 V$（NCD57090B）的條件下，該系列驅(qū)動(dòng)器展現(xiàn)出諸多出色的電氣特性：

電源相關(guān)特性：如UVLO1和UVLO2的輸出使能、禁用電壓及遲滯電壓，輸入和輸出電源的靜態(tài)電流等。
邏輯輸入輸出特性：包括IN+和IN - 的高低輸入電壓、輸入遲滯電壓、輸入電流以及輸入脈沖寬度等參數(shù)。
驅(qū)動(dòng)器輸出特性：輸出高低狀態(tài)電壓、峰值驅(qū)動(dòng)電流等。
米勒鉗位特性：鉗位電壓和鉗位激活閾值。
IGBT短路鉗位特性：不同情況下的鉗位電壓。
動(dòng)態(tài)特性：輸入到輸出的傳播延遲、上升和下降時(shí)間、傳播延遲失真等。

典型應(yīng)用

該系列驅(qū)動(dòng)器適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景，如電機(jī)控制、不間斷電源（UPS）、汽車應(yīng)用、工業(yè)電源和太陽能逆變器等。在這些應(yīng)用中，其高電流輸出、高隔離和抗干擾能力能有效保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

電源供應(yīng)與布局建議

不同版本的驅(qū)動(dòng)器支持不同的電源供應(yīng)方式：

單極性電源：A/C/D/E和F版本支持單極性電源，通常在VDD2提供15 V正電壓。通過有源米勒鉗位功能可防止因IGBT/MOSFET內(nèi)部米勒電容引起的誤開啟。
雙極性電源：B版本支持雙極性電源，通常在VDD2提供15 V正電壓，在VEE2提供 - 5 V負(fù)電壓，可防止通過內(nèi)部IGBT/MOSFET輸入電容的動(dòng)態(tài)導(dǎo)通。

為了可靠驅(qū)動(dòng)IGBT/MOSFET柵極，需要合適的外部電源電容。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用，并聯(lián)100 nF + 4.7μF低等效串聯(lián)電阻（ESR）陶瓷電容是最佳選擇；對(duì)于柵極電容超過10 nF的IGBT模塊，需要更高的去耦電容（通常為100 nF + 10μF）。電容應(yīng)盡可能靠近驅(qū)動(dòng)器的電源引腳，文檔中還給出了推薦的布局圖。

總結(jié)

安森美NCx57090y和NCx57091y系列IGBT/MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)器憑借其高電流輸出、高隔離、寬偏置范圍和多種功能選項(xiàng)，為高功率應(yīng)用提供了可靠的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，電子工程師們需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求選擇合適的版本，并嚴(yán)格按照推薦的電源供應(yīng)和布局要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，以充分發(fā)揮該系列驅(qū)動(dòng)器的性能優(yōu)勢(shì)。大家在使用過程中遇到過哪些問題或者有什么獨(dú)特的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)兀繗g迎在評(píng)論區(qū)分享交流。

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