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[参考译文] LMG3100R044:改造为现有的栅极驱动 IC

Guru**** 2386620 points
Other Parts Discussed in Thread: LMG3100R044
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/1468364/lmg3100r044-retrofitting-to-an-existing-gate-drive-ic

器件型号:LMG3100R044

工具与软件:

早上好、

我有一个使用传统 N 沟道 MOSFET 的现有设计用于降压/升压直流/直流转换器、这是我们在现场已经使用多年的设计。 我们现在要增加功率、面临传统 FET 的热管理问题。 我们正在使用不同的 MOSFET 和热管理选项进行原型设计、但我想要尝试的一件事是集成 GaN 技术以比较效率和热结果。 长期目标是使用 MCU 进行直接驱动、因为 LMG3100的设计更直接、但我想 先证明其优势(对于那些讨厌的预算编制的人而言)、然后才能编写所有固件来管理专用 IC 当今管理的功能。

在数据表上花了很多时间后、似乎这样可以使用现有 IC 中的栅极信号来驱动 LMG3100 LI 输入、因为 GaN 驱动器是集成的。

以下是我确定的几个问题:

-现有的 IC 以6.3V 的电压驱动栅极,相对于每个 MOSFET 的源极(低侧和高侧)。 为了进行快速测试、我计划将其通过一个二极管进行简单0.7V 压降、使其处于 LMG3100的绝对最大额定值范围内。 我 相信有更好的方法来做这个长期,但如果你有任何其他的快速建议,请告诉我。

-我需要为四个 LMG3100 IC 供电的 IC 内部 VCC (6.3V)的额定电压为20 mA、因此它肯定在推动功率限制。 这是太阳能输入、因此我需要先使用 IntVCC 为 IC 供电、以便为系统供电、但之后我可以切换到具有更大功率的外部电源稳压器。 对于 系统最初启动时的第一个开关事件、对于四个 LMG3100的电源要求、您有什么建议吗? 同样、这仅用于原型设计 和初始结果、因此如果需要、我现在可以使用外部电源来进行驱动。

-驱动 IC 的压摆率和死区时间不在数据表中。 我需要捕获一些波形。 但是、由于 IC 可以成功驱动传统 MOSFET、因此显然已经在所有 PWM 驱动器中插入死区时间。 由于 GaN 开关速度更快、是否最好执行更类似于 EVM 的操作?在 EVM 中、高侧由单个 PWM 的 RC 延迟电路驱动(仅使用来自 IC 的低侧栅极信号)? 这对于转换会更高效吗?

-对于降压或升压转换器来说, EVM 套件非常简单。 在将其设为降压/升压转换器(使用四个开关而不是两个)时、我需要考虑哪些注意事项?

-还有其他想法吗?

我起草了一份原理图、我很乐意分享、但我无法公开分享。

谢谢!

克里斯

  • 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。

    您好、Kris、

    感谢您的伸出、这看起来是一个非常有趣的设计、我很乐意帮助您在此处实施 LMG3100R044。
    有关您的问题的一些答案:

    1.可以使用二极管或者分压器来降低输入电压。 您将损失一些需要这些额外0402电阻器的空间、但它易于实现。

    2、电源电流在很大程度上取决于开关频率、因为栅极电荷占主导地位。 我不认为您应该看到电源电流的高尖峰、但在4个器件供电的情况下、数据表中的 R044容差总计为20 -40mA、这可能会成为一个问题。  当您进行测试时、我建议现在选择使用板载电源或外部电源。 在启动和正常运行期间、您将以多大的开关频率运行?

    3.死区时间都是在外部设置的,所以没有什么特别要学习那里。 您可单独控制每个 FET、或为低侧 FET 提供两个信号、然后低侧 FET 将为您通过电平转换电路传递高侧信号。 这将增加高电平信号的传播延迟、在设置死区时间时需要考虑该延迟。 GaN 的一个非常好的优势是快速开关并使用较小的死区时间、因此您一定要确保从硅 MOSFET 的设置位置缩短死区时间。
    您提到在未来使用 MCU 直接驱动 GaN FET、我同意这是最好的选择。 您可以将信号 HI 和 LI 发送到低侧器件、然后该器件会为您处理电平转换、这样您就不需要数字隔离器。
    目前、如果您仍在使用硅栅极驱动电路、那么您肯定可以使用我们 EVM 中的这项技术、并创建一个简单的 PWM 分离器和死区时间生成电路

    对于压摆率、您可以在连接到 AGND 的 VCC 引脚上放置一个电阻器来控制压摆率。 此电阻器位于栅极电荷路径中、这就是它降低压摆率和控制压摆率的原因。 因此、较大的电阻器会产生较慢的压摆率、如图5-15所示:

    4.无需特别注意事项、LMG3100可用于非常广泛的应用  

    如果您想通过电子邮件与我共享原理图、当然可以。

    谢谢!
    Zach S

  • 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。

    尊敬的 Zach:

    谢谢! 这是一个好消息。

    我将通过 EVM 实现死区时间策略、因为看起来减少开关的工作应该会通过减少死区时间来大大提高效率。 我会直接通过 E2E 将原理图发送给您。 我现在正在向您发送连接请求。