基于UCC27321高速MOSFET驱动芯片的功能与应用

　　由于在MOSFET开通时UCC27321能提供很大的充电电流，根据公式,可知驱动电压在开通时有很高的电压尖峰。为防止栅源电压过高，MOSFET被击穿，可在输出端与地之间并一个18V的稳压管。

　　⑵驱动电流和功率要求[4，5]

　　在MOSFET开通时UCC27321能提供几自制电感百纳秒的9A峰值电流，使其迅速开通；为求迅速关断，驱动芯片应能对地提供同样高的放电电流。由于功率MOSFET为容性负载，开通时MOSFET栅极电压偏置为Vg，则给电容的充电能量可简单地看作为：
　Ciss为MOSFET输入电容，Vg为栅极偏置电压。

　　当电容放电时，对地传输的能量也为E。这样芯片提供的功率损耗为：
塑封电感其中： 为开关管的工作频率

　　如果驱动芯片与栅极之间没有串接额外的电阻，则电路回路的阻抗会消耗这一部分能量即所有的能量会损耗在驱动芯片内部：电容充电和放电时各消耗一半能量。以下举例说明这一情况：

　　根据以上方程式可以确定功率MOSFET的所需栅极电压。


5　应用实例

　　图4给出了应用于推挽正激的驱动电路：

　　（a）为运用UCC27321的光耦隔离驱动。由于上管和下管不共地，为了实现电气上的隔离，在UC3525的输出与UCC27321的输入之间增加了快速光耦隔离芯片HCPL4504。采用光耦隔离，使得外围电路简单，设计较容易，但需两路激励电源。

　　（b）为传统推挽变压器隔离驱动,由于采用变压器实现电气隔离，进行电流、电压变换，应用范围较广。但缺点是体积重量较大，驱动变压器容易激磁饱和，设计相对困难。

　　实验中所采用的MOSFET为IRFP460，其典型参数为：Ciss=4.1nF；Qg=120nC;VDS=500V;ID=20A;VGS=±20V。 测试电路为图4所示电路，开关频率为50kHz。从导通和关断时间来看：采用推挽式驱动电路时，开关管的导通时间和关断时间将近为180ns；而采用UCC27321驱动芯片后，导通时间仅为80ns，关断时间则为70ns。从波形（见图5）来看：采用UCC27321驱动芯片后，功率管开通时，驱动电路提供的栅极电压具有快速的上升沿，并一开始有一定的过冲；关断瞬时，提供了较大的反压，使管子可靠关工字电感器断，开关管的导通特性和关断特性明显改善。所以采用UCC27321驱动芯片构成的驱动电路，开关管的开通和关断损耗都将会大大减小。

6　结论

　　通过实验验证UCC27321驱动芯片具有良好的驱插件电感器动特性，能快速驱动MOSFET，从而减小了开通和关断损耗。同时，通过设置使能端能设计出性能优异的保护电路，具有外围电路简洁，实现电源，输入、输出地之间的解耦，可靠性高等优点。能很好地应用于高速MOSFET的驱动电路设计。

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