在大功率應(yīng)用場(chǎng)合，經(jīng)常用到驅(qū)動(dòng)器（包括隔離驅(qū)動(dòng)器、有時(shí)這也稱(chēng)專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)IC)。而衡量其驅(qū)動(dòng)能力，說(shuō)白了就， 能帶多大的管子的能力，體現(xiàn)在規(guī)格書(shū)中的一些參數(shù)中。

TI的這個(gè)AN給出了針對(duì)規(guī)格書(shū)參數(shù)的驗(yàn)證方式。

源：TI ZHCA986A–June 2018–Revised March 2020

了解峰值源電流和灌電流 by Mateo Begue，高功率驅(qū)動(dòng)器

由于數(shù)據(jù)表中的 IOH 和 IOL 規(guī)格 ，柵極驅(qū)動(dòng)器經(jīng)常被混淆為連續(xù)電流源。例如，設(shè)計(jì)人員在查看UCC5320SC 時(shí)，可能會(huì)看到“4.3A 拉電流”和“4.4A 灌電流”參數(shù)， 并錯(cuò)誤地認(rèn)為這些器件能夠連續(xù)提供這些電流。柵極驅(qū)動(dòng)器不需要提供恒定電流----這一點(diǎn)極為關(guān)鍵，其實(shí)試想下，如果要一直提供這么大的電流，那區(qū)區(qū)SO-8這樣的封裝遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠 ，因?yàn)樗鼈儍H需在切換MOSFET或IGBT 的柵極時(shí)拉出/灌入電流。有關(guān)導(dǎo)通波形，請(qǐng)參考圖1。

為了解IOH 和IOL 規(guī)格，我們需要查看器件內(nèi)部的上拉和下拉結(jié)構(gòu)。柵極驅(qū)動(dòng)器的輸出級(jí)通常具有某種類(lèi)似圖2的變體形式。UCC5320SC 采用分離輸出的引腳排列，因此設(shè)計(jì)人員更容易控制上升和下降時(shí)間，而無(wú)需添加諸如肖特基二極管之類(lèi)的額外組件。

在空載條件下，IOH 取決于VCC2 以及RNMOS 與ROH 的并聯(lián)組合，而IOL 由VCC2 和ROL 設(shè)定。RNMOS 有助于上拉結(jié)構(gòu)輸送峰值電流，并在米勒平臺(tái)區(qū)域期間短暫增加峰值拉電流，如圖1 中的間隔3 所示。這是通過(guò)在輸出狀態(tài)從低電平變?yōu)楦唠娖降莫M窄瞬間開(kāi)通N 溝道MOSFET 來(lái)實(shí)現(xiàn)的。將MOSFET 和IGBT 驅(qū)動(dòng)為高電平時(shí)，外部柵極電阻器RON 和晶體管的內(nèi)部柵極電阻RGFET_Int 會(huì)降低峰值輸出電流，如公式1 所示：

同樣，峰值灌電流受制于外部柵極電阻器ROFF（與ROL和RGFET_int 串聯(lián)），并由公式2 確定

此TI 技術(shù)手冊(cè)將使用隔離式單通道柵極驅(qū)動(dòng)器UCC5320SC 和100nF 容性負(fù)載來(lái)演示用于確定峰值驅(qū)動(dòng)電流的不同技術(shù)。第一種方法根據(jù)公式1 和公式

2 計(jì)算預(yù)期的峰值電流。在為系統(tǒng)選擇柵極驅(qū)動(dòng)器時(shí)，可使用這些方程來(lái)估算峰值驅(qū)動(dòng)電流。

為了在將MOSFET 或IGBT 安裝到PCB 之前對(duì)其驅(qū)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行仿真，請(qǐng)選擇一個(gè)等效于開(kāi)關(guān)輸入電容(CISS)的負(fù)載電容器。在驅(qū)動(dòng)電壓條件下，從MOSFET 或IGBT 的數(shù)據(jù)表中查找所需的柵極電荷來(lái)確定輸入電容。

第二種方法使用此CISS 值以及開(kāi)關(guān)波形的dV/dt 來(lái)確定拉電流或灌電流。圖3 使用游標(biāo)來(lái)測(cè)量dV/dt，方法是將光標(biāo)設(shè)置為固定的35ns 間隔并掃過(guò)上升沿以查找峰值dV/dt。原則上，將示波器的光標(biāo)設(shè)置為時(shí)間間隔Δt（大約是上升時(shí)間的10%）以確定流過(guò)負(fù)載電容器的電流。

使用測(cè)得的峰值dV/dt 和負(fù)載電容值，根據(jù)公式3計(jì)算峰值電流。

第三種方法是在電容器和接地端之間插入一個(gè)0.1Ω 的電壓波形(VSENSE)，其測(cè)量值與Vcap 波形的最高dV/dt值一致。

表1 列出了這三種方法的結(jié)果。即使與電容器串聯(lián)一個(gè)0.1Ω 的感應(yīng)電阻器，公式1 估算出的拉電流為4.30A。公式3 使用柵極驅(qū)動(dòng)波形線性區(qū)域中的最大測(cè)量dV/dt 值，得出的估計(jì)值為4.53A。在相同的線性區(qū)域中，圖4 測(cè)量了感應(yīng)電阻兩端的電壓，并使用歐姆定律得出峰值IOH 為4.29A。

第一種方法是選擇柵極驅(qū)動(dòng)器時(shí)的良好起點(diǎn)，但它不是實(shí)際的測(cè)量值。第二種方法依賴(lài)于工程師通過(guò)使用固定Δt 并掃過(guò)整個(gè)波形來(lái)精確測(cè)量最高dV/dt。最后，在0.1Ω 感應(yīng)電阻器上測(cè)得的電壓將為工程師提供一個(gè)值，該值是使用圖4 和歐姆定律根據(jù)峰值驅(qū)動(dòng)電流測(cè)量值計(jì)算得出的。第三種測(cè)量方法的關(guān)鍵是選擇一個(gè)阻值較小的感應(yīng)電阻器，以防止峰值輸出電流受到任何限制。所有提供的方法都是柵極驅(qū)動(dòng)器峰值輸出電流的可接受近似計(jì)算方法。

重申一下，IOH 和IOL 不是連續(xù)直流值。峰值電流會(huì)在瞬間使CISS 充電或放電，然后在開(kāi)關(guān)開(kāi)通時(shí)減小值。