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将半桥栅极驱动器的高侧输出用作低侧栅极驱动器的注意事项是什么？
在典型半桥配置中使用半桥驱动器时、需要使用内部电平转换器和支持自举电路、以便高侧输出(HO)以开关节点(HS)为基准、并提供足够的 Vgs 来导通 MOSFET。 但是、当将高侧输出用作低侧驱动器时、不再需要半桥支持电路。 这些元件包括自举二极管(内部或外部)和自举电容器。 当用作低侧时、由于 VDD 的典型值为12V 且以地为基准、因此足以对两个驱动器输出进行偏置。 为了独立运行两个通道、最好使用不带输入互锁的半桥栅极驱动器。 半桥驱动器 (例如 UCC27311A (-Q1))的功能方框图 如下所示。
我们的一些半桥栅极驱动器具有称为输入互锁的功能、如果 HI 和 LI 均为高电平、则不允许 HO 和 LO 同时处于高电平。 此特性用于防止半桥电路中发生击穿情况。 由于具有两个低侧电路和一个双通道驱动器或半桥设置(如上所述)、由于存在两个独立的低侧电路、因此击穿不是问题。 因此、除非需要两个输出不应同时打开、否则将选择不具有输入互锁的驱动器。 不具有互锁功能的半桥栅极驱动器的一个示例是 UCC27311A (-Q1)。
如何修改实现双通道低侧运行的典型半桥栅极驱动器电路？
要进行的最重要的更改是将 HS 引脚连接到 VSS。 这抵消了内部电平位移、因此高侧输出能够根据低侧 MOSFET 运行的需要以接地为基准。 然后、不需要自举电容器、因为可以使用 VDD 电容器实现高侧偏置。 从 HB 连接到 HS 的自举电容器仍可以放置、并可作为第二个本地旁路电容器、从而在为 HO 输出提供电流时降低噪声。 由于不需要进行电平转换的高侧、因此应将 VDD 连接到 HB、以便与 VDD 电容器在 HB 上提供良好的旁路。 HB 和 VDD 之间的连接无需外部自举二极管、或绕过集成自举二极管。 例如、下面显示了交错式升压 PFC 电路、其中显示了如何 将 UCC27311A (-Q1)等半桥栅极驱动器的两个通道用作 UCC27444 (-Q1)等双通道低侧驱动器。
为什么使用半桥驱动器而不是双通道低侧驱动器？
一些半桥栅极驱动器具有启用功能、用于启用/禁用输出。 此使能引脚通常也位于单通道和双通道低侧驱动器上。 对于 UCC27444 (-Q1)等双通道驱动器、有两个使能引脚、因此每个通道可以独立关断。 对于 UCC27311A (-Q1)等具有使能功能的半桥驱动器、单个使能引脚可控制两个输出。 如果需要一次禁用两个低侧电路、并尽可能减少控制器使能所需的 PWM 信号数量、该功能会很有用。
如果不需要高驱动电流、 LM2101是用于半桥驱动器的低电流、具有成本效益的选择。它是一款额定电压为107V 的0.5A 拉电流、0.8A 灌电流驱动器、可设置为如上所示的双通道低侧驱动器。 除了具有成本效益、该器件还提供小型2x2 DSG 封装、有助于减小布板空间、总体系统尺寸和重量。
