本應(yīng)用筆記涵蓋了計(jì)算柵極驅(qū)動(dòng)光耦合器 IC 的柵極驅(qū)動(dòng)器功率和熱耗散的主題。柵極驅(qū)動(dòng)光耦合器用于驅(qū)動(dòng)、開啟和關(guān)閉功率半導(dǎo)體開關(guān)、MOSFET/IGBT。柵極驅(qū)動(dòng)功率計(jì)算可分為三部分；驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部電路中消耗或損失的功率、發(fā)送至功率半導(dǎo)體開關(guān)(IGBT/MOSFET)的功率以及驅(qū)動(dòng)器IC和功率半導(dǎo)體開關(guān)之間的外部組件處（例如外部柵極電阻器上）損失的功率。在以下示例中，我們將討論使用 Avago ACPL-332J（2.5nApeak 智能柵極驅(qū)動(dòng)器）的 IGBT 柵極驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)指南也適用于 MOSFET 柵極驅(qū)動(dòng)器?！?img src="https://file3.dzsc.com/data/23/10/24/172743745.jpg" style="max-width: 700px;">　　

  

      ACPL-332J 框圖

      IGBT/MOSFET 柵極電阻

　　選擇 RG 值時(shí)，重要的是要從柵極驅(qū)動(dòng)器 IC 和功率半導(dǎo)體開關(guān) MOSFET/IGBT 的角度來考慮。對于柵極驅(qū)動(dòng)器 IC，我們選擇的 RG 在 IC 最大允許功耗額定值范圍內(nèi)，同時(shí)提供/吸收盡可能高的驅(qū)動(dòng)器電流。從 IGBT 或 MOSFET 的角度來看，柵極電阻影響導(dǎo)通和關(guān)斷期間的電壓變化 dVCE/dt 和電流變化 diC/dt。
　　因此，當(dāng)設(shè)計(jì)人員選擇 IGBT 或 MOSFET 時(shí)，選擇合適的柵極驅(qū)動(dòng)器光耦合器非常重要，因?yàn)樵擈?qū)動(dòng)器的電流和額定功率決定了 IGBT 或 MOSFET 導(dǎo)通或關(guān)斷的速度。
　　IC 最大允許額定功率內(nèi)的柵極驅(qū)動(dòng)電源操作
　　柵極驅(qū)動(dòng)光耦合器的功耗是 IGBT/MOSFET 的輸出側(cè)功率（紅色圓圈）和由于輸入 LED 功耗而產(chǎn)生的輸入側(cè)功率（藍(lán)色圓圈）的組合。由于驅(qū)動(dòng)集電極開路晶體管的電流很小，因此可以忽略用于故障反饋的第二個(gè) LED 的功耗。
　　計(jì)算步驟為：
　　1. 根據(jù)最大??峰值柵極電流計(jì)算所需的最小 RG
　　2. 計(jì)算總功耗
　　3. 將步驟 #2 中計(jì)算的輸入和輸出功耗與 IC 的最大建議功耗進(jìn)行比較。（如果超過了最大推薦水平，可能需要提高 RG 值以降低開關(guān)功率并重復(fù)步驟 #2。）
　　在此示例中，ACPL-332J 的總輸入和輸出功耗是根據(jù)以下條件計(jì)算的：

　　　

       方程組 1

　　步驟 I：根據(jù) IOL 峰值規(guī)格計(jì)算 RG 最小值：為了找到峰值充電 IOL，假設(shè)柵極最初充電至穩(wěn)態(tài)值 VCC。對于 ACPL-332J，70°C 時(shí) 2.5 A 輸出的電壓降線性近似為 4.5 V（圖 3：VOL 與 IOL）。因此應(yīng)用以下關(guān)系：
　　圖片3.PNG
　　VOL 與 IOL