德州儀器100V柵極驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)通信和數(shù)據(jù)通信模塊更高穩(wěn)定

1、前言

隨著對給定尺寸，甚至縮小尺寸內(nèi)更高處理能力的需求，電信和數(shù)據(jù)通信設(shè)備性能也在不斷增加。增加的設(shè)備性能導(dǎo)致電源需求增加。必須從空間利用率和效率角度優(yōu)化這些系統(tǒng)中的電源。電信和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的復(fù)雜性也在增加，這使得它們更容易受到噪聲和瞬態(tài)的影響。數(shù)據(jù)中心的功耗越來越受到關(guān)注。出于這個(gè)原因，重點(diǎn)在于提高效率，同時(shí)降低未被主動(dòng)使用的設(shè)備的待機(jī)或空閑功耗。大多數(shù)數(shù)據(jù)通信和電信電源模塊都具有使能功能，可降低輸入待機(jī)功耗。

2、UCC27282 120V半橋驅(qū)動(dòng)器的新特性

UCC27282 120V半橋驅(qū)動(dòng)器具有多項(xiàng)新特性和參數(shù)改進(jìn)，有助于實(shí)現(xiàn)更高水平的電源模塊性能和穩(wěn)健性。EN引腳上的低電平信號可禁用驅(qū)動(dòng)器，將UCC27282設(shè)置為非常低的IDD電流狀態(tài)。當(dāng)禁用電源模塊時(shí)，這種非常低的電流將有助于實(shí)現(xiàn)非常低的輸入待機(jī)功耗。UCC27282 VDD工作范圍已擴(kuò)展至5.5V至16V。這可以使設(shè)計(jì)人員優(yōu)化VDD工作電壓，以實(shí)現(xiàn)更低的柵極驅(qū)動(dòng)損耗。UCC27282包括輸入互鎖功能，防止在LI和HI輸入同時(shí)為高電平時(shí)，兩個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器輸出也同時(shí)處于高電平狀態(tài)。

3、UCC27282擴(kuò)展的VDD工作范圍

3.1柵極驅(qū)動(dòng)損耗和傳導(dǎo)損耗

大多數(shù)48V VIN電信和數(shù)據(jù)通信電源模塊設(shè)計(jì)的柵極驅(qū)動(dòng)器VDD電壓在9V至10V范圍內(nèi)，使用100V半橋驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)100V VDS額定功率MOSFET。隨著VGS驅(qū)動(dòng)電壓的降低，柵極驅(qū)動(dòng)損耗降低，許多MOSFET器件的RDS（on）與VGS曲線顯示出8V至10V VGS以上的RDS（on）幾乎沒有降低。選擇驅(qū)動(dòng)器VDD的一項(xiàng)考慮因素是開啟UVLO閾值，以及包括偏置電壓上的負(fù)電壓瞬變的一些裕度。對于上一代驅(qū)動(dòng)器，這可能導(dǎo)致選擇驅(qū)動(dòng)器VDD高于最佳柵極驅(qū)動(dòng)和傳導(dǎo)損耗工作點(diǎn)。

CSD19531 100V 5.3mΩ MOSFET Qg 與VGS曲線如圖1所示，RDS（on）與VGS曲線如圖2所示。雖然該MOSFET的RDS（on）規(guī)格為VDS = 6V，但可以看到RDS（on）曲線在6V時(shí)仍然具有明顯的下降。在VGS = 8V時(shí)，曲線變得更平坦。圖1顯示了隨VGS增加的柵極電荷，正如預(yù)期，其斜率變化接近閾值電壓。

柵極驅(qū)動(dòng)損耗取決于VDD、開關(guān)頻率（FSW）和MOSFET Qg，如下面的等式1所示。