德州仪器100V栅极驱动器实现通信和数据通信模块更高稳定_技术

1、前言

随着对给定尺寸，甚至缩小尺寸内更高处理能力的需求，电信和数据通信设备性能也在不断增加。增加的设备性能导致电源需求增加。必须从空间利用率和效率角度优化这些系统中的电源。电信和数据通信系统的复杂性也在增加，这使得它们更容易受到噪声和瞬态的影响。数据中心的功耗越来越受到关注。出于这个原因，重点在于提高效率，同时降低未被主动使用的设备的待机或空闲功耗。大多数数据通信和电信电源模块都具有使能功能，可降低输入待机功耗。

2、UCC27282 120V半桥驱动器的新特性

UCC27282 120V半桥驱动器具有多项新特性和参数改进，有助于实现更高水平的电源模块性能和稳健性。EN引脚上的低电平信号可禁用驱动器，将UCC27282设置为非常低的IDD电流状态。当禁用电源模块时，这种非常低的电流将有助于实现非常低的输入待机功耗。UCC27282 VDD工作范围已扩展至5.5V至16V。这可以使设计人员优化VDD工作电压，以实现更低的栅极驱动损耗。UCC27282包括输入互锁功能，防止在LI和HI输入同时为高电平时，两个栅极驱动器输出也同时处于高电平状态。

3、UCC27282扩展的VDD工作范围

3.1栅极驱动损耗和传导损耗

大多数48V VIN电信和数据通信电源模块设计的栅极驱动器VDD电压在9V至10V范围内，使用100V半桥驱动器驱动100V VDS额定功率MOSFET。随着VGS驱动电压的降低，栅极驱动损耗降低，许多MOSFET器件的RDS（on）与VGS曲线显示出8V至10V VGS以上的RDS（on）几乎没有降低。选择驱动器VDD的一项考虑因素是开启UVLO阈值，以及包括偏置电压上的负电压瞬变的一些裕度。对于上一代驱动器，这可能导致选择驱动器VDD高于最佳栅极驱动和传导损耗工作点。

CSD19531 100V 5.3mΩ MOSFET Qg 与VGS曲线如图1所示，RDS（on）与VGS曲线如图2所示。虽然该MOSFET的RDS（on）规格为VDS = 6V，但可以看到RDS（on）曲线在6V时仍然具有明显的下降。在VGS = 8V时，曲线变得更平坦。图1显示了随VGS增加的栅极电荷，正如预期，其斜率变化接近阈值电压。

栅极驱动损耗取决于VDD、开关频率（FSW）和MOSFET Qg，如下面的等式1所示。