嗨,欢迎来到兆亿微波官方商城!
服务热线: 010-82888379  13718660290
购物车图片 购物车 ( )
全部商品分类

双低边驱动芯片NSD1025在开关电源的应用

2021/3/17 13:06:22
浏览次数: 51

     许多高性能、高频率的PWM控制芯片,无论是数字类型还是模拟类型,都不具备或只有有限的直接驱动功率MOSFET的能力。因为功率MOSFET对栅极驱动电流有较高的要求,驱动芯片就相当于PWM开关控制芯片与功率MOSFET之间的桥梁,用来将开关信号电流和电压放大,同时具备一定的故障隔离能力。一旦确定了选用某种开关电源方案后,接下来就要选择合适的驱动IC,而选好驱动芯片,就需要硬件工程师对电路特性有一定的了解。

双低边驱动芯片NSD1025在开关电源的应用

    以典型的AC/DC开关电源系统为例,PFC部分采用无桥升压拓扑,可选用一颗NSD1025同时驱动两路开关MOSFET,LLC的原边可用一颗半桥隔离驱动芯片NSi6602同时驱动上下桥臂MOSFET,副边用一颗NSD1025驱动全波同步整流MOSFET。选用高速高可靠性的驱动IC,可以帮助电源系统提升效率和功率密度。


    以典型的AC/DC开关电源系统为例,PFC部分采用无桥升压拓扑,可选用一颗NSD1025同时驱动两路开关MOSFET,LLC的原边可用一颗半桥隔离驱动芯片NSi6602同时驱动上下桥臂MOSFET,副边用一颗NSD1025驱动全波同步整流MOSFET。选用高速高可靠性的驱动IC,可以帮助电源系统提升效率和功率密度。


    由于开关电源经常需要硬开关驱动大功率负载,在硬开关以及布局限制的情况下,功率MOSFET往往会对驱动芯片的输入和输出端形成较大的地弹电压和振荡尖峰电压。地弹电压会造成驱动器输入端等效出现负电压,因为内部等效体二极管,大多数栅极驱动器能够承受一定的负压脉冲。然而,亦有必要采取预防措施,以防止驱动器输入端的过冲和欠压尖峰过大,而对驱动芯片造成损坏,或产生误动作。


    驱动输入端负压尖峰的形成原因


    仍以PFC拓扑为例,低边驱动器用在控制芯片与功率MOSFET之间,以帮助减小开关损耗,并为MOSFET提供足够的驱动电流,以跨过米勒平台区域,实现快速打开。在开关MOSFET的时候,有一个高di/dt的脉冲产生,这种快速变化与寄生电感共同作用,产生了负电压峰值,可以用Vn = Lss* di/dt公式估算。Lss代表寄生电感。寄生电感值约等于功率MOSFET的内部键合线和PCB回线接地回路中的电感量之和,其值可以从几nH至十几nH不等,寄生电感大小主要取决于PCB布局布线。


    从上面等式可以看出,负向电压与寄生电感和电流变化率均成正比。在典型的低边栅极驱动电路中,虽然控制器和功率MOSFET使用同一个直流地平面作为参考,但一些情况下,由于驱动器和控制器有一定距离,所以总会存在寄生电感。高di/dt的电流在流经MOSFET及其板级回路时,寄生电感存在会导致驱动器的地电位相对于控制器地电位瞬间抬升,驱动器的输入和地之间就相当于出现一个瞬间负压。在极端情况下,可能造成驱动器内部输入ESD器件受损,驱动器出现失效。

双低边驱动芯片NSD1025在开关电源的应用

    另一个常见的出现输入负压的场景与对MOSFET进行电流采样相关。为了实现更精确的控制,有时在功率MOSFET和大地之间会接一个采样电阻,用这个采样电阻来检测流过MOSFET的电流,从而使控制器能快速做出响应。而为了使MOSFET的驱动环路足够小,会将驱动器的GND引脚与MOSFET的源极连接在一起,而控制芯片的GND与真正的地平面在一起,这样驱动器的GND和控制芯片GND之间就会存在一个偏置电压,因此控制芯片输出低电平时,相对于驱动器的输入端,则有一个负向的偏置电压。

双低边驱动芯片NSD1025在开关电源的应用

    如何应对输入端负压


    对于寄生电感引起的输入瞬间负压,一般有三种应对方案。首先,可以通过减小开关速度来降低影响,减小开关速度能降低电流变化速率di/dt,瞬间负压幅度也就会下降。但这样处理有副作用,降低开关速度就会增加转换时间,所以会增加开关损耗,而在一些应用中如果对响应时间有要求,降低开关速度的方法就未必适合。


    第二种方法是尽可能优化PCB布局布线,减小寄生参数,从而减小负压峰值,这是系统设计中常见的方法,但需要硬件工程师有非常丰富的设计经验,而在一些设计条件限制下,也可能无法优化PCB布局布线


    第三种方法是选择抗干扰能力强的器件,例如纳芯微电子推出的同相双通道高速栅极驱动器NSD1025。NSD1025通过优化输入端的ESD结构,能够承受最大-10V的输入电压,相比其他竞品驱动,NSD1025更能应对常见应用场景的瞬态负脉冲,有更好的可靠性。


    经验丰富的工程师通常会同时考虑三种抗扰方案,然后根据应用约束来达到最优选择。但选择抗干扰能力强的器件,无疑能为整个系统的设计带来更多的容错空间与选择余地,所以也就成为工程师在系统设计时候的第一步。


    除了耐受负压能力强,NSD1025还提供欠压锁定功能,保持输出低电平直到电源电压进入工作范围内,而高低阈值之间的迟滞功能也提供了更出色的抗干扰能力。非常适合电源系统、电机控制器、线性驱动器和GaN等宽带隙功率器件驱动等应用场景。


    在NSD1025之后,纳芯微还将推出600V高低边驱动器,以及专为GaN设计的600V高低边驱动芯片。可为工程师在工业电源、电机驱动等应用中的抗干扰设计,带来更好的解决方案。


在线留言询价
推荐阅读
  • 点击次数: 2
    2026-09-18
    AD5522是一款高性能、高度集成的参数测量单元,由四个独立的通道组成。每个每引脚参数测量单元(PPMU)通道包括五个16位电压输出DAC,用于设置力电压输入、钳位输入和比较器输入(高和低)的可编程输入电平。有五个可编程的力和测量电流范围可供选择,范围从±5μA到±80mA。其中四个范围使用片上传感电阻器;使用片外感测电阻器,每个通道可提供高达±80mA的高电流范围。超过±80mA的电流需要外部放大器。低电容DUT连接(FOHx和EXTFOHx)确保该设备适用于无继电器测试系统。PMU功能通过与SPI、QSPI™、MICROWIRE™和DSP接口标准兼容的简单3线串行接口进行控制。50 MHz的接口时钟允许快速更新模式。还支持83 MHz的低压差分信号(LVDS)接口协议。每个通道都提供比较器输出,用于设备通断测试和表征。控制寄存器允许用户轻松更改力或测量条件、DAC电平和选定的电流范围。SDO(串行数据输出)引脚允许用户为诊断目的读回信息。特点四参数测量单元(PMU)FV、FI、FN(高Z)、MV、MI功能4个可编程电流范围(内部RSENSE)±5μA、±20μA、?00μA和?mA1个可编程电流范围高达±80mA(外部RSENSE)22.5 V FV范围,不对称操作集成16位DAC提供可编程电平片上增益和偏移校正适用于无继电器系统的低电容输出每个通道的片上比较器FI电压钳和FV电流钳保护驱动放大器系统PMU连接可编程温度关机SPI和LVDS兼容接口紧凑型80引脚TQFP,带外露焊盘(顶部或底部)应用程序自动测试设备(ATE)每引脚参数测量单位连续性和泄漏测试设备电源仪器仪表源测量单位(SMU)精密测量
  • 点击次数: 2
    2026-09-18
    MAX3051连接CAN协议控制器和控制器局域网(CAN)中总线的物理线路。MAX3051为总线提供差分传输能力,为CAN控制器提供差分接收能力。MAX3051主要用于不需要汽车行业(ISO 11898)规定的严格故障保护的+3.3V单电源应用。MAX3051具有四种不同的操作模式:高速、斜坡控制、待机和关机模式。高速模式允许数据速率高达1Mbps。斜率控制模式可用于对发射机的转换速率进行编程,以实现高达500kbps的数据速率。这减少了EMI的影响,从而允许使用非屏蔽的绞合或并联电缆。在待机模式下,发射器关闭,接收器拉高,将MAX3051置于低电流模式。在关机模式下,发射器和接收器关闭。MAX3051输入共模范围为-7V至+12V,超过了ISO 11898规范的-2V至+7V。这些特性以及可编程的转换速率限制使该零件成为非汽车、恶劣环境的理想选择。MAX3051提供8引脚SO和SOT23封装,可在-40°C至+85°C的扩展温度范围内运行。优势与特点•使用具有相同LDO的3V微控制器•低+3.3V单电源操作•共模范围超过ISO 11898标准(-2V至+7V)•宽-7V至+12V共模范围•使用最小的电路板空间•SOT23封装•灵活的操作优化了性能和功耗,减少了散热•四种操作模式高速运行高达1Mbps降低EMI的斜率控制模式(高达500kbps)待机模式低电流关机模式•强大的保护提高了系统可靠性•±12kV人体模型ESD保护•热关机•电流限制应用程序•打印机JetLink•工业控制和网络•电信背板•消费者应用
  • 点击次数: 2
    2026-09-18
    AD7192是一款适合高精密测量应用的低噪声完整模拟前端。它集成一个低噪声、24位Σ-Δ型模数转换器(ADC)。片内低噪声增益级意味着可直接输入小信号。接地和布局因为模拟输入和参考输入是差分的,所以模拟调制器中的大多数电压都是共模电压。该部件的高共模抑制消除了这些输入上的共模噪声。AD7192的模拟和数字电源是独立的,并且是单独固定的,以尽量减少设备模拟和数字部分之间的耦合。数字滤波器可抑制电源上的宽带噪声,调制器采样频率的整数倍除外。将R-C滤波器连接到每个模拟输入引脚,以在调制器采样频率下提供抑制。建议每个模拟输入端串联一个100Ω电阻器,模拟输入引脚之间有一个0.1µF电容器,每个模拟输入到AGND的电容器为0.01µF。数字滤波器还可以从模拟和参考输入中去除噪声,前提是这些噪声源不会使模拟调制器饱和。因此,AD7192比传统的高分辨率转换器更不受噪声干扰。然而,由于AD7192的分辨率如此之高,转换器的噪声水平如此之低,因此必须注意接地和布局。容纳ADC的印刷电路板(PCB)的设计必须使模拟和数字部分分开并限制在板的某些区域。这便于使用易于分离的接地平面。最小蚀刻技术通常最适合接地平面,因为它提供了最佳的屏蔽。虽然AD7192具有用于模拟和数字接地的单独引脚,但AGND和DGND引脚通过基板在内部连接在一起。因此,除非接地平面在AD7192附近连接在一起,否则用户不得将这两个引脚绑在单独的接地平面上。在AGND和DGND连接到系统中其他地方(即系统的电源)的系统中,不应在AD7192处再次连接,因为会产生接地回路。在这些情况下,建议将AD7192的接地引脚连接到AGND平面。在任何布局中,用户都必须记住系统中的电流流动,确保所有电流的路径尽可能接近电流到达目的地的路径。避免强迫数字电流流过AGND。避免在器件下方运行数字线路,因为这会将噪声耦合到...
  • 点击次数: 2
    2026-09-18
    PCA9306是一个双双向I²C总线和SMBus电压电平转换器,具有启用(EN)输入。PCA9306允许在1.0 V和5 V之间进行双向电压转换,而无需使用方向引脚。开关的低ON状态电阻(RON)允许以最小的传播延迟进行连接。当EN为高时,转换器开关打开,SCL1和SDA1 I/O分别连接到SCL2和SDA2 I/O,允许端口之间的双向数据流。当EN为低时,转换器开关关闭,端口之间存在高阻抗状态。PCA9306不是像PCA9509或PCA9517A那样的总线缓冲器,当总线两侧连接时,它既提供电平转换,又物理隔离总线两侧的电容。PCA9306仅在设备禁用时隔离两侧,并在激活时提供电压电平转换。PCA9306也可用于运行两条总线,一条工作频率为400 kHz,另一条工作温度为100 kHz。如果两条总线以不同的频率运行,当需要另一条总线的400 kHz运行时,必须隔离100 kHz总线。如果控制器以400kHz运行,由于转换器增加的延迟,最大系统工作频率可能小于400kHz。与标准I²C总线系统一样,需要上拉电阻器在转换器总线上提供逻辑高电平。PCA9306具有I²C总线的标准开路集电极配置。这些上拉电阻器的大小取决于系统,但转换器的每一侧都必须有一个上拉电阻器。该设备设计用于标准模式、快速模式和快速模式加I²C总线设备,以及SMBus设备。最大频率取决于RC时间常数,但通常支持>2 MHz。当SDA1或SDA2端口为低电平时,夹具处于ON状态,SDA1和SDA2端口之间存在低电阻连接。假设当SDA2端口为高时,SDA2端口上的电压较高,则SDA1端口的电压限制为VREF1设置的电压。当SDA1端口为高时,SDA2端口被上拉电阻器拉到漏极上拉电源电压(Vpu(D))。此功能允许用户选择的较高和较低电压之间的无缝转换,而不需要...
  • 点击次数: 1
    2026-09-18
    ADCLK948是一款超快时钟扇出缓冲器,采用ADI公司专有的XFCB3硅-锗(SiGe)双极性工艺制造,设计用于要求低抖动的高速应用。PCB布局注意事项ADCLK948缓冲器专为超高速应用而设计。因此,必须使用高速设计技术来实现指定的性能。作为多层板的一部分,将低阻抗电源平面用于负电源(VEE)和正电源(VCC)平面至关重要。为开关电流提供最低电感返回路径可确保目标应用中的最佳性能。以下对GND平面的引用假设VEE电源平面接地以进行LVPECL操作。注意,对于ECL操作,VCC电源平面成为接地平面。充分绕过输入和输出电源也很重要。将1µF电解旁路电容器放置在每个VCC电源引脚到GND平面的几英寸内。此外,将多个高质量的0.001µF旁路电容器尽可能靠近每个VCC电源引脚,并用冗余通孔将电容器连接到GND平面。仔细选择高频旁路电容器,以获得最小电感和ESR。为了提高高频旁路的有效性,请尽量减少寄生布局电感。此外,避免输入和输出传输线上的不连续性,因为这会影响抖动性能。在50Ω的环境中,输入和输出匹配对性能有重大影响。缓冲器为CLKx和CLKx输入提供内部50Ω终端电阻器。通常,返回侧连接到提供的参考引脚。使用陶瓷电容器小心地绕过终端电势,以防止由于终端返回路径中的寄生电感导致的输入信号上的不期望的畸变。如果输入端直流耦合到电源,请注意确保引脚在额定输入差模和共模范围内。如果返回是浮动的,则设备具有100Ω的交叉端接,但电源必须控制共模电压并提供输入偏置电流。输入引脚之间有ESD/箝位二极管,以防止应用程序对输入晶体管产生过大的偏移。ESD二极管没有针对最佳交流性能进行优化。当需要夹具时,建议使用合适的外部二极管。
热门分类
关于我们

───  公众号二维码  ───

兆亿微波商城微信公众号

兆亿微波商城www.rfz1.com是一个家一站式电子元器件采购平台,致力于为广大客户提供高质量、高性能的电子元器件产品。产品覆盖功放器件、射频开关、滤波器、混频器、功分器、耦合器、衰减器、电源芯片、电路板及射频电缆等多个领域,平台主营业务涵盖电子元器件现货销售、BOM配单及提供产品配套资料等,为客户提供一站式供应链采购服务。 

  • 品质 • 正品行货 购物无忧
  • 低价 • 普惠实价 帮您省钱
  • 速达 • 专业配送 按时按需
Copyright ©2020 - 2021 兆亿微波科技有限公司
X
1

QQ设置

    1
3

SKYPE 设置

4

阿里旺旺设置

5

电话号码管理

电话 电话 电话
010-82888379
    1
6

二维码管理

    1
返回顶部
展开