IM体育：正在绿色可再造能源方面
在轿车、财富和逆变器行使中，对在更高输出功率秤谌下遍及效果的需要日益添补。而在电动轿车 (EV) 范畴，履历举高电机驱动成效和加速电池充电速度，此类优化抵挡扩大功能和扩大续航路程至关严浸。关于家产而言，升高效益是缩短全世界动力损耗和增强可连续性的有必要条，所以今朝重心是直流微电网技巧的成效效果。在绿色可复生动力方面，高效果会鼓舞光伏发电、水力发电轻风力发电的选拔，以便从有限的自然资源中最大限制取得动力。
为了结束这一根底效果倾向，电力电子工作正在向升高开闭频率和电压过渡，一同仍妄图平衡本钱与机能并减小整体尺度（图 1）。但是，告终这种改变供应集成下一代半导体器材，并按时宣告新版别的功率 MOSFET 以及宽带隙 SiC 和 GaN。
这给策划工程师带来了应战：在开合功率晶体管身手赓续优异的配景下，怎么办材干稳妥功率驱动产品不会逾期，然后在不需要不断沉新安插的景况下欺诈这些新一代身手？
图 1：开闭频率越高，控制妄图尺度就越小，但晶体管时刻的选择取决于输出功率并受限于本钱。
以榜样的电源安排需求为例：电动轿车供应一种高效、紧凑的前进三相电池充电器掌握安置。选择双向功率驱动，一同在两个方进步应相同有用：相易转直流和直流转沟通。沟通侧应具有有源功率因数担任 (PFC)，直流侧应具有低开关损耗，并与电压高达 800 VDC 的电池包毗连。该妄图需在高开合频率下运转，以减小电感元件的尺度和浸量。
图 2 所示为一种或许的处置策画，其间结关了三相 PFC、全桥双向 LLC 和有源整流器。该处置计划供应 14 个功率晶体管，为竣工最佳性价比，或许混闭操作 MOSFET、SiC 和可用的 GaN 器材。
悉数功率晶体管都供应欺诈独自的栅极驱动器，高侧晶体管（Q1、Q3、Q5、Q7、Q9、Q11 和 Q13）还供应电阻隔。假使栅极驱动器械有独身的 Out+ 和 Out- 引脚，则无妨在导通和关断周期运用不合的栅极电阻来优化开合特征。其他，还或许拣选分隔 Vpos 和 Vneg 以在导通周期功夫充塞增强晶体管，并在关断周期韶光快疾对栅极电容举办放电。负“关断”电压还可消亡因源极电感变成的欠缺导通，然后进步开关真实性 。这便是标题住址：分其他开合时刻以及不合版别的晶体管，其最大栅极驱动电压不尽相同（图 3）。
针对 +15/-9 V 非对称电源电压的 IGBT 而优化的栅极驱动器策划，将对只要 1 V 余量到负全盘最大限值的第一代或第二代 SiC 变成厉重压力，并且彻底无法兼容第三代 SiC 晶体管。需要从第一代 SiC 过渡到第二代或第三代 SiC 的计划中日子犹如标题：+20 V 正途电压将等于或跨过新一代的全豹最大限值，导致过早发明欠缺。
当时的趋势是，每一代新式功率晶体管都将在较低的栅极驱动电压电平下十全强化或具有耗尽，但最佳栅极驱动电压电平仍会因发明商、拓荒迭代和晶体管榜样而有所不合。 因为分隔栅极驱动器电源电压（Vpos和Vneg）由分隔变压器或阻隔 DC/DC 改变器供应，虽然栅极驱动器自身适用于悉数晶体管榜样，但每种功率晶体管的采选都供应差异的处置政策。这意味着纵然运用引脚兼容的二级供货商开关晶体管，也恐怕供应对阻隔电源举办远大策划变化。
可编程分隔非对称电源则或许满意此类需求，以接济栅极驱动器电途针对不合的晶体管选项（可以寻求没有宣告的新一代晶体管）举办优化。
RECOM 发布了此类产品：RxxC2T25S。这是一款选择 SOIC 封装的 SMD DC/DC 更改器，并带有集成阻隔变压器（图 4）。履历改变反应分压器电路中的电阻值，或许将输出独自成立为处于 +2.5 V 至 +22.5 V 和 -2.5 V 至 -22.5 V 的领域内，这意味着只须集合输出在 18 至 25 V 边界内，一种电源处理安插即可供应 +15/-9、+20/-5、+18/-4、+15/-3 或任何其我们输出电压聚关。这支撑策划人员履历互换 BoM 电阻值（而不是 PCB 策划），在一级和二级功率晶体管供货商之间轻松切换。这也意味着，假设推出具有 +14.5/-3.5 V 最佳栅极驱动电压的全新一代功率晶体管，则该办理政策足以满意改日必要。效果，输出电压可独自调度，这抵挡将栅极驱动到额外密切通通最大值电压电平以得到尽无妨高的开关功率至关首要。
图 4：选用 SOIC 封装的分隔 DC/DC 变化器，具有可编程的非对称稳压输出。
跟着功率水准增添到千瓦级，栅极驱动器和栅极驱动器电源规模的境遇条目变得特别厉严。虽然优异的 WBG 功率晶体管手工的开关花费较低，但揣度境况工作温度较高。高电压的硬开合会发生迥殊高的 dv/dt 更改速率，所以喧赫的 CMTI（共模瞬态抗扰度）、低分隔电容和高分隔度看待确保开关喧嚣靠得住至合浸要。
RxxC2T25S 的际遇工作温度边界为 -40 ℃ 至 +100 ℃（1.5 W 负载），最高 +125 ℃（0.6 W 负载），特别是 CMTI 为 ±150 kV/μs，分隔电容仅为 3.5 pF 和 3 kVAC/1 分钟分隔（额外屡次峰值电压为 ±1200 VDC）。输出还需要总共戍守方法，无妨压抑近距离、过载和过温矮处。
欠压确定成效意味着，只要输入电压和输出电压都安好后，才会激活 DC-OK 引脚，是以该引脚可以毗连到栅极驱动器上的使能引脚，以保证从首个开关周期着手就处于平宁情况（图 5）。
图 5：行使 RxxC2T25S 的一同阻隔栅极驱动器办理妄图。R1-R4 竖立输出电压。
总归，RxxC2T25S 是准备人员企望已久的管理铺排。一款健壮经用的 SMD 部件，专为分隔栅极驱动器捉弄而布置，具有满意愿望的悉数技能效能，并且或许自在挑撰输出电压，然后可欺诈现有掌握安插以及异日布置取得最大效果。
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