採用如碳化矽(SiC)與氮化鎵(GaN)製成的寬能隙(WBG)新型高效率單相無橋圖騰柱BTP-PFC轉換器可以解決整流橋堆的廢熱與損耗問題。在這種架構中,高頻橋臂的50mohm 650V寬能隙開關晶體管及低頻橋臂的60mohm 650V SJ MOSFET取代了傳統升壓PFC的輸入二極體整流橋堆與Boost輸出二極管,從而可以降低總傳導損耗。
安森美半導體正在大力推廣這款隔離式雙通道閘極驅動器NCP51560/1,該器件具有高達 4.5A/9A 的峰值拉電流和灌電流。它專為快速開關而設計,以驅動氮化鎵GaN Transistor或碳化矽SiC MOSFET。NCP51560/1 提供較短且匹配的傳輸延遲。兩個次級側驅動器之間的內部功能隔離允許高達~1.2kVDC 的工作電壓。輸入到輸出傳送時間低於36ns,確保PWM高精準度的控制,以及200V/ns共模瞬態抗擾度(Common-Mode Transient Immunity,CMTI)確保開關可靠性。內建欠壓鎖定(UVLO)保護功能,透過閾值電壓防止SiC開關晶體在低效能或不安全條件下運作。
採用NCP1681混合信號CCM PFC控制器搭配NCP51560/1閘極驅動器的無橋圖騰柱BTP-PFC轉換器解決方案,可以在寬負載範圍內實現80 Plus鈦金牌的效率、更高的功率密度需求。NCP51560/1驅動器採用SOIC-16W寬體封裝。六大產品特點能夠給電源工程師帶來哪些設計利益,我們接下來就來看看。
► 輸入與輸出通道之間的電氣隔離電壓高達5kV RMS值
► 輸出通道間的功能隔離電壓高達1500V 峰值
► 輸出電源電壓為 6.5V 至 30V,具有5V、8V、13V、17V UVLO閾值
► 傳輸延遲典型值 36 ns ; 每通道 5ns~8 ns 最大延遲匹配 ; 5ns~8 ns 最大脈衝寬度失真
► 共模暫態抗擾度CMTI 超過200V/ns
► 死區時間可編程控制
4. 六大設計利益:
在隔離驅動器方面,工程師會遇到新的考量因素,像是負偏壓(SiC閘極驅動器需要),以及驅動電壓的精準度(對GaN閘極驅動器重要)。由於系統對這些不精準性的容忍度極低,因此影響範圍會遍及整個系統。接下來列舉出NCP51560/1驅動器的設計利益:
► 4.5A 峰值拉電流和 9A 峰值灌電流輸出電流能力,提高效率並允許直接驅動大功率開關
► 輸出電源電壓為 6.5V 至 30V,具有 5V、8V 和 17V UVLO 閾值,為MOSFET 和 SiC FET 提供適當的保護
► 傳輸延遲典型值為 36 ns,每通道最大延遲匹配為 5ns~8 ns,非常好的信號完整性,適合快速開關速度的BTP-PFC高頻橋臂
► 共模瞬態抗擾度 CMTI > 200 V/ns,在快速高電壓轉換速率和大電流開關的BTP-PFC轉換器中提高了堅固性
► 輸入與輸出通道之間的電氣隔離電壓高達5kV RMS值,以及輸出通道間的功能隔離電壓高達1500V 峰值; 在需要高隔離級別的BTP-PFC應用中提供安全和保護
► 可編程死區時間,允許根據所選拓撲完全控制SiC開關晶體的輸出行為5. 結語:
安森美半導體推出的隔離式閘極驅動器NCP51560/1,非常適合無橋圖騰柱BTP-PFC轉換器的應用。官網上提供NCP51560/1評估板及用戶指南包括有關操作程序的信息, 輸入/輸出連接、電氣原理圖、印刷電路板(PCB) 佈局,以及評估板的材料清單 (BOM)。還有NCP51560/1 的Pspice和SiMetrix仿真模型,可以幫助客戶縮短設計時間;很好地打造80 Plus鈦金牌高效率電源,為資料中心、5G、電動車、再生能源等應用提供更緊湊及低熱耗的高效率電源。
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