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[参考译文] UCC23511-Q1：如何加快栅极驱动器输出(Vout)的上升时间？

admin
Guru**** 2378650 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC5390, UCC23511-Q1, UCC23511, UCC23513EVM-014, UCC23513, UCC23525, UCC5350
请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1369297/ucc23511-q1-how-can-i-speed-up-the-rise-time-of-the-gate-driver-output-vout

器件型号：UCC23511-Q1
主题中讨论的其他器件： UCC23511、 UCC23513EVM-014、 UCC23513、 UCC23525、UCC5390、 UCC5350

工具与软件：

您好！

我使用 UCC23511-Q1栅极驱动器设计了一个电路板。  8kHz (20%占空比)时的输入为+5V 脉冲。  输出隔离电压电源为+17.5V VCC 和-5.6V VEE (额定电流为1.25A)。  输出 Vout 正在驱动一个非常高的功率(1.7KV 和800A) IGBT (CM800DZ-34H -三菱电机)。  最终应用在 IGBT 的发射极处将具有-800 VDC、该直流电以8kHz (20%d.c.)的频率作为脉冲传递给 IGBT 的集电极。  

我在实验室工作台上运行该测试、但我没有使用-800VDC、而是使用为 IGBT 发射极提供的-28VDC。  请记住、驱动器的输入脉冲(UCC23511)具有15ns 的上升时间、但测得的该驱动器输出(Vout)的上升时间为640ns！！！ 数据表指出最大 Vout 上升时间为28ns。  公平地说、如果我断开 IGBT、驱动器输出上升时间会降至80ns、这仍然很慢。 我还注意到、当我将 IGBT 的栅极连接到驱动器输出时、驱动器输出(Vout)在40ns 内从0V 上升到5V、但随后从5V 上升到15V、上升时间花费了600ns！！

我为具有更高驱动电流的类似驱动器(UCC23513EVM-014)购买了评估板、但我得到的结果几乎相同。 因此、我的 PCB 布局不能是这样。  然后、我使用独立的大工作台电源来生成+17.5Vdc 和-5.6Vdc、但仍然得到了相同的结果。

请告诉我如何加快栅极驱动器输出(Vout)的上升时间？  我需要上升时间快于28ns (数据表最大规格)...

谢谢。

-萨德

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    TI__Guru**** 2378650 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    大家好、Saad、

    要在28ns 内提供6600nC、您需要235.7A。 这种做法不切实际。 数据表上升时间仅适用于空载输出。

    峰值驱动电流可能是 UCC23511的限制因素、该器件针对低成本和低输出电流进行了优化。 您是否确定 UCC23513未导致更快的上升时间？ 它确实有4.5A、而 UCC23511的驱动电流为1.5A。 在上面的原理图中、您有一些并联的额外输出负载、您可以尝试移除这些负载以缩短上升时间；LED 和2.2nF 电容器可能会吸收一些驱动电流。

    您可以试用新的 UCC23525、但这是具有此封装尺寸的最强驱动器。

    如果您可以使用其他封装、则应使用 UCC5390来驱动此 IGBT。 或者、您可以使用 BJT 图腾柱缓冲 UCC23511的输出、以提高驱动强度。

    最后、可以增大栅极驱动电压以提高驱动强度。 20V 将以快于17.5V 的速度对栅极充电。  

    此致、

    肖恩

  • 0
    TI__Guru**** 2378650 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    Sean、您好！

    我尝试了所有速度提高的功能、但还不够。  最后、我将 ISO 驱动器替换为 UCC5350SBDR (5A/5A)、并在 ISO 驱动器的输出端添加了 MOSFET 图腾柱(RQ6E040XNT / RQ6E030ATT)、以驱动我的 IGBT 栅极。  现在、我确实得到了我需要的30ns 上升/下降时间开关速度。

    我不确定 这些 P-ch 和 N-ch MOSFET 是否足够强大、它们的额定电流为3A 和4A！

    另外、您为什么建议使用 BJT 图腾柱、是因为 BJT 具有更高的电流增益吗？

    UCC5390驱动器是否也能提供更高的开关速度？

    谢谢。

    -萨德

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    TI__Guru**** 2378650 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    大家好、Saad、

    3A 和4A 的额定直流电流是稳态额定功率。 您可以从分立式缓冲器中获得比这高得多的短路电流(ID SAT)。

    BJT 是非反相的、因此更容易进行信令。 此外、对于相同的输出饱和电流、它们可以更小。 但如果 MOSFET 更便宜、您可以使用 MOSFET。 较小的 MOSFET 可能具有 Vgs 限制、因此不能仅使用栅极驱动器来直接驱动缓冲器逆变器。

    与 UCC5350相比、UCC5390具有2倍的输出级 W/L。 它应该会带来一些改进、尽管通过实验、我发现该优势仅对非常大的电容器负载很重要。 实际的 FET 没有显示出太大的改进。

    此致、

    肖恩